Высоковольтный стабилизированный источник питания фотоэлектронного умножителя

Высоковольтный стабилизированный источник питания фотоэлектронного умножителя

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ ФОТОЭЛЕКТРОННОГО . УМНОЖИТЕЛЯ, содержащий первичный источник постоянного напряжения, к выходу которого подключен питаюпргй вход регулируемого преобразователя напряжения, узел управления с блоком опорного, напряжения, питающий вход которого включен Между выходной по-трнциальной шиной первичного источника постоянного напряжения и шиной нулевого потенциала, и усилителем сигнала рассогласования, опорный вход которого соединен с одним из выходов блока опорного напряжения, а выход с управляюи1им входом преобразователя напряжения, п-звенный диодно-конденсаторньш блок умножения, вход которого подключен к вторичной обмотке трансформатора преобразователя напряжения , фильтр, включенный между потенциальным вьгоодом последнего звена блока умножения напряжения и шиной нулевого потенциала, резистивный делитель напряжения обратной связи, один из входных выводов которого соединен с выходным выводом ф11льтра, другой входной вывод - с потенциальным выводом сигнального входа усилителя сигнала рассогласования я с первым выводом эталонного резистора , а выходные выводы - с клеммами дня подключения слаботочных динодов фотоэлектронного умножителя, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД, в неговведены (п-1) S дополнительных фильтров и дополни (Л тельный резистивный делитель напряжения , причем дополнительные фильтры включены между потенциальны1.т выводами остальных звеньев блока умножения напряжения и шиной нулевого потенциала, выходные выводы дополнительных фильтров, начиная со второго, соединены с соотto ветствующими межсек1щонными выводами делителя напряжения обратной связи, -1 дополнительный делитель напряжения со включен между выходньш выводом пер вого дополнительного ф1шьтра и 1ШП)ой нулевого потенциала и своими В1 1ходными выводами соединен с клеммами для подключения сильноточных динодов фотоэлектронного умножителя, а второй вывод эталонного резистора по.дключен к потенциальному выводу другого выхода блока опорного напряжения .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5l)4 С 05 F 1/00

ВСЕСОР,"-.. ц

ill,, ;„„gI

ВМИ4@ТЯ(ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП ИЙ (21) 3614502/24-07 . (22) 01.07.83 (46) 30.08.85. Бюл. У 32 (72) M.À.Ерофеев, А.10.Колчанов, .А.Ф.Белов, А,И.Козырь и А.A.Gèáèëåâ (53) 621.316.7?2.1(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР . Р 761997, кл. G 05 F 1/64, 1974 °

2. Аникии В.И. Прецизионный малогабаритный высоковольтный стабилизированный источник питания фотоэлектронного умножителя. — "Приборы и техника эксперимента". 1979, с. 159-161, Р 1. (54) (57) ВЪ СОКОВОЛЪТНЫЙ СТАБИЛИЗИРОВАННЪ|И ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ ФОТОЭЛЕКТРОННОГО УМНОЖИТЕЛЯ, содержащий первичный источник постоянного напряжения, к выходу которого подключен питающий вход регулируемого преобразователя напряжения, узел управления с блоком опорного. напряжения, питающий вход которого включен между выходной по-тенциальной шиной первичного источника постоянного напряжения и шиной нулевого потенциала, и усилителем сигнала рассогласования, опорный вход которого соединен с одним из выходов блока опорного напряжения, а выход— с управляющим входом преобразователя напряжения, и-звенный диодно-конденсаторный блок умножения, вход которо—

ro подключен к вторичной обмотке трансформатора преобразователя напряжения, фильтр, включенный между поÄÄSUÄÄ 1124737 A тенциальным выводом последнего звена блока умножения напряжения и шиной нулевого потенциала, резистивный делитель напряжения обратной связи, один из входных выводов которого соединен с выходным выводом фильтра, другой входной вывод — с потенциальным выводом сигнального входа усилителя сигнала рассогласования и с первым выводом эталонного резисто.ра, а выходные выводы — с клеммами дня подключения слаботочных динодов фотоэлектронного умножителя, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения КПД, в него введены (и-1) дополнительных фильтров и дополнительный резистивный делитель напряжения, причем дополнительные фильтры включены между потенциальными выводами остальных звеньев блока умножения напряжения и шиной нулевого потенциала, выход- ные выводы дополнительных фильтров, начиная со второго, соединены с соответствующими межсекционными выводами делителя напряжения обратной связи, дополнительный делитель напряжения включен между выходным выводом первого дополнительного фильтра и шиной нулевого потенциала и своими выходными выводами соединен с клеммами для подключения сильноточных динодов фотоэлектронного умножителя, а второй вывод эталонного резистора под ключен к потенциальному выводу другого «ьгхода блока опорного иапряже112473?

Изобретение относится к электро-1 технике и предназначено для использования в контрольно-измерительной аппаратуре лабораторного и промышленного назначения. 5

Известен высоковольтный стабилизированный источник питания фотоэлектронного умножителя (ФЭУ), содержащий первичный источник постоянного напряжения, к выходу которого подключен питающий вход регулируемож преобразователя напряжения, снабженного задающим генератором, узел управления с блоком опорного напряжения, питающий вход которого включен между выходной потенциальной шиной первичного источника постоянного напряжения и шиной нулевого потенциала, и усилителем сигнала рассогласования, опорный вход которого соединен с выходом 10 блока опорного напряжения, а выход— с управляющим входом преобразователя напряжения, высоковольтный выпрямитель, вход которого подключен к вторичной обмотке трансформатора преоб- 25 разователя напряжения, резистивный делитель выходного напряжения, вход которого соединен с выходом высоковольтного выпрямителя, а выходные выводы — с клеммами для подключения 30 слаботочных динодов ФЭУ, эталонный резистор, включенный между одним из электродов последнего и шиной нулевого потенциала, резистивный делитель напряжения обратной связи, входные выводы которого подключены к выводам эталонного резистора, а выход — к сигнальному входу усилителя сигнала рассогласования, низковольтные выпрямители, входы которых соединены 40 с индивидуальными выходами. задающего генератора, а выходные цепи включены между собой последовательно и одними из выводов соединены с клеммами для подключения сильноточных динодов

ФЭУ (1 ), Недостаток известного устройства связан со сложностью конструктивного построения, обусловленной использованием для питания сильноточных динодов специальных выпрямителей.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является высоковольтный стабилизированный источник питания ФЭУ, содержащий первичный у источник постоянного напряжения, к выходу которого подключен питающий вход регулируемого преобразователя напряжения (преобразователя с предвключенным регулятором напряжения), узел

1 управления с блоком опорного напряжения, питающий вход которого включен между выходной потенциальной шинои первичного источника постоянного наУ пряжения и шиной нулевого потенциала, и усилителем сигнала рассогласования, опорный вход которого соединен с выходом блока опорного напряжения, а выход — с управляющим входом преобразователя напряжения, диодно-конденсаторный блок умножения, вход которого подключен к вторичной обмотке трансформатора преобразователя напря жения, фильтр, включенный между по- тенциальным выводом блока умножения напряжения и шиной нулевого потенциала, резистивный делитель напряжения обратной связи, один из входных вьгводов которого соединен с выходным выводом фильтра,.другой входной вывод — с потенциальным выводом сигнального входа усилителя сигнала рассогласования и первым выводом эталонного резистора, подключеннного вторым выводом"к шине нулевого потенциала, а выходные выводы — с шинами для подключения динодов ФЭУ $2).

Недостаток указанного устройства проявляется в низкой экономичности.

Специфическая особенность ФЭУ заключается в том, что он представляет собой. переменную нагрузку, включенную параллельно каждому из резисторов делителя напряжения обратной связи. Вследствие этого для сохранения линейности световой характеристики необходимо пропускать по всему делителю ток, на много превышающий ток, снимаемый с анода ФЭУ. В результате на делителе рассеивается значительная мощность.

Цепью изобретения является повышение КПД источника питания, Цель достигается тем, что в высоковольтный стабилизированный источник питания ФЭУ, содержащий первичный источник постоянного напряжения, к выходу которого подключен питающий вход регулируемого преобразователя напряжения, узел управления с блоком опорного напряжения, питающий вход которого включен между выходной потенциальной шиной первичного источника постоянного напряжения и шиной нулевого потенциала, и усилителем сигнала рассогласования, опорный

1124737 вход которого соединен с одним из выходов блока опорного напряжения, а выход — с управляющим входом преобразователя напряжения, и-звенный диодно-конденсаторный блок умножения, вход которого подключен к вторичной обмотке трансформатора преобразователя напряжения, фильтр, включенный между потенциальным выводом последнего звена блока умножения напряже- 10 ния и шиной нулевого потенциала, реэистивный делитель напряжения обратной связи, один из входных выводов которого соединен с выходным выводом фильтра, другой входной вывод — с по-15 тенциальным выводом сигнального входа усилителя сигнала рассогласования и первым выводом эталонного резистора, а выходные выводы — с клеммами для подключения слаботочных дино- 20 дов ФЗУ, введены (и-1) дополнительных фильтров и дополнительный резис тивный делитель напряжения, причем дополнительные фильтры включены между потенциальными выводами остальных 25 звеньев блокз умножения напряжения и шиной нулевого потенциала, выходные выводы дополнительных фильтров, начиная с второго, соединены с соответствующими межсекционными выводами. Зо делителя напряжения обратной связи, дополнительный делитель напряжения включен между выходным выводом перво"

ro дополнительного фильтра и шиной нулевого потенциала и своими выходными выводами соединен с клеммами для подключения сильноточных динодов

ФЭУ, а второй вывод эталонного резистора подключен к потенциальному выводу другого выхода блока опорного 4О напряжения.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема предложенного высоковольтного стабилизированного источника питания ФЗУ. 45

Устройство содержит первичный источник постоянного напряжения с выходной потенциальной шиной 1 и шиной 2 нулевого потенциала, регулируемый преобразователь 3 напряжения, 50 выполненный на транзисторах 4,5, трансформаторе с первичными 6,7, вторичной 8 и базовой 9 обмотками, эмиттерном резисторе 10 и резисторе 11 управления, узел управления 55 с блоком 1? опорного напряжения, усилителем 13 сигнала рассогласования, выполненным на транзисторах 14, 15 и источнике 16 стабильного тока, диодно-конденсаторный блок 17 умножения со звеньями 18.1-18.п, фильтры 19.1-19.п, резистивный делитель 20 напряжения обратной связи, эталонный резистор 21, дополнительный резистивный делитель 22 напряжения.

Питающий вход преобразователя 3 напряжения подключен к выходу первичного источника постоянного напряжения, т.е. к шинам 1,2. Между этими же шинами включен питающий вход блока 12 опорного напряжения. Опорный вход усилителя 13 сигнала рассоглаI сования (вход каскада на транзисторе 14) соединен с одним иэ выходов блока 12 опорного напряжения, а выход — с управляющим входом преобразователя 3 напряжения. Вход блока 17 умножения напряжения подключен к вторичной обмотке 8 трансформатора преобразователя. 3 напряжения, Фильтры 19.1-19.п включены между потенциальными выводами звеньев 18.1-18.п блока 17 умножения напряжения и шиной 2 нулевого потенциала.

Один из входных выводов делите.— ля 20 напряжения обратной связи сое,динен с выходным выводом фильтра 19.п, ! другой входной вывод — с потенциальным выводом сигнального входа усилителя 13 сигнала рассогласования (с базой транзистора 15) и с первым выводом эталонного резистора 21, а выходные выводы — с клеммами для подключения слаботочных динодов ФЭУ.

Второй вывод эталонного резистора 21 подключен к потенциальному выводу другого выхода блока 12 опорного напряжения. Выходные выводы фильтров

19.2-19.(п-1) соединены с соответствующими межсекционными выводами делителя 20 напряжения обратной связи..

Дополнительный делитель 22 напряжения включен между выходным выводом фильтра 19.1 и шиной 2 нулевого потенциала и своими выходными выводами соединен с клеммами для подключения сильноточных динодов ФЭУ.

Ра бота устр ойств а прои сходит следующим образом.

Предположим, что под воздействием дестабилизирующих факторов выходное напряжение источника получило положительное приращение относительно первоначально установленного значения.

Потенциалы, действующие на выходных выводах фильтров 19.1-19.п, также

1124737 . получат положительные приращения.

Это изменение выходного напряжения с помощью делителя 20 напряжения обратной связи будет приведено к сигнальному входу усилителя 13 сигнала рассогласования. Усиленный противофаэный сигнал с выхэда усилителя 13 через резистор 11 поступит на управляющий вход преобразователя 3 напря- 10 жения.

Под воздействием сигнала, поступившего с выхода усилителя 13 сигнала рассогласования, транзисторы 4,5 преобразователя 3 напряжения уменьшат 15 свою проводимость (симметрия проводимости транзисторов 4,5 обеспечивается включением в их эмиттерные цепи резистора 10), произойдет перераспределение питающего напряжения между 20 первичными обмотками 6,7 трансформатора и выходными сопротивлениями

I транзисторов 4,5. Это в конечном счете вызовет уменьшение амплитуды переменного напряжения, ДЕйствующего 25 на вторичной обмотке 8 трансформатора и поступающего на вход блока 17 умножения напряжения.

Таким образом, на входных выво- 30 дах фильтров 19. 1-19.п произойдет восстановление первоначальных значений потенциалов с определенной степенью точности, определяемой коэффициентом стабилизации устройст- З5 ва. Поскольку указанные потенциапы поддерживаются стабильными, то и потенциалы на клеммах для подключения

-динодов ФЭУ также будут поддерживаться стабильными, т.е. будут стабиль- 40 ны междинодные потенциалы ФЗУ, что является необходимым условием работы фотоэлектронного прибора.

Количество и номиналы резисторов в делителе 20 напряжения обратной связи и в дополнительном делителе 22 напряжения, а также число и звеньев блока 17 умножения напряжения и фильтров определяются типом используемого ФЭУ, условиями его эксплуатации, законом распределения тока по динодной системе питаемого прибора.

Предложенное технической решение позволяет пропускать через делитель 20 напряжения обратной связи относительно небольшой ток и ввести соответствие между законом его изменения и законом изменения тока в динодной системе ФЭУ (экспоненциальное возрастание тока от первого динода к последнему), что существенно повышает КПД источника.

Кроме того, в данном устройстве обеспечивается автоматическая защита от коротких замыканий в цепях динодной системы ФЭУ. Это .достигается за счет того, что в аварийном режиме не наблюдается резкое вырастание тока транзисторов 4,5 преобразователя 3 напряжения, поскольку величина базового тока последних ограничивается сопротивлением, резистора 11 ; .

Происходит срыв автоколебаний преобразователя 13 напряжения. Выходное напряжение уменьшается до нуля. Транзисторы 4,5 остаются в активном режиме, далеком от критического, обеспечивающем немедленное возобновление нормальной работы после устранения аварийного режима.

1124737

Редактор О.Юркова Техред Ж. Кастелевич Корректор A.ÇHìîêîñoâ

Заказ 577.3/4 Тираж 863 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðoä, ул.Проектная, 4