Высоковольтный стабилизирующий источник питания постоянного тока

Высоковольтный стабилизирующий источник питания постоянного тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к электротехнике , в частности к источникам вторичного электропитания постоянного тока с высоким уровнем выходного напряжения. Цель изобретения - повышение КПД за счет устранения избыточности по базовому току силового тран зистора электронного ключа. Си+ ловой тракт устройства составляют электронный ключ 1, высоковольтный трансформатор 2 и умножитель 3 напряжения . В контур обратной связи входят усилитель 4 постоянного тока и источник 5 опорного напряжения. Стабильность выходного натфяжения обеспечивается путем регулирования напряжения на силовом транзисторе ключа 1 в открытом состоянии, что приводит к изменению энергии, запасаемой в индуктивности трансформатора 2, и к отработке отклонения выходного на пряжения. Благодаря введению в электронный ключ 1 вспомогательных транзисторов , токоограничивающих резисторов и защитного диода реализуется плавное нарастание базового тока силового транзистора с повторением формы его коллекторного тока 3 ил. 1C (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) (sg 4 С 05 F 1/56

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕГЕНИЯ с

«1

1 ы

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

Н А ВТОРСНОМУ С8ИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4129885/24-07 (22) 08.10.86 (46) 23.08.88. Бюл. 1(31 (72) А.Б.Шапиро и А.Б.Смирнов (53) 621.316.722.1(088.8) (56) Авторское . свидетельство СССР

В 877507, кл.Н 02 М 3/337, 1980.

Авторское свидетельство СССР

Ф 384099, кл. С 05 F 1/56, 1971. (54) ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ СТАБИЛИЗИРУКМЦИЙ

ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к источникам вторичного электропитания постоянного тока с высоким уровнем выходного напряжения. Цель изобретения — повышение КПД за счет устранения избыточности по базовому току силового транзистора электронного ключа. СиI +f ловой тракт устройства составляют электронный ключ 1, высоковольтный трансформатор 2 и умножитель 3 напряжения. В контур обратной связи входят усилитель 4 постоянного тока и источник 5 опорного напряжения. Стабильность выходного напряжения обеспечивается путем регулирования напряжения на силовом транзисторе ключа

1 в открытом состоянии, что приводит к изменению энергии, запасаемой в индуктивности трансформатора 2, и к отработке отклонения выходного напряжения. Благодаря введению в электронный ключ 1 вспомогательных транзисторов, токоограничивающих резисторов и защитного диода реализуется плавное нарастание базового тока силового транзистора с повторением формы его коллекторного тока. 3 ил.

14 18671

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для исполь, зования при реализации электроснабжения малогабаритных передающих телевизионных камер, характеризуюн1ихся длительной непрерывной работой.

Целью изобретения является повышепи КПД за счет устранения избыточности по базовому току силового 10 транзистора электронного ключа, На фиг. 1 представлена функциональная схема высоковольтного стабилизирующего источника питания постоянного тока; на фиг. 2 — принци- 15 пиальная электрическая схема используемого электронного ключа; на фиг, 3— временные диаграммы сигналов, иллюстрирующие принцип действия устройства. 20

Устройство содержит электронный ключ 1 (фиг ° 1)р Высоковольтныи трансформатор 2, умножитель 3 напряжения, усилитель 4 постоянного то ка, источник 5 опорного напряжения, 25

На схеме обозначены также вывод 6, предназначенный для подключения потенциального полюса первичного источника постоянного напряжения, вывод 7, предназначенный для подклю- 30 чения потенциального вывода нагрузки, потенциальный вывод 8 коммутирующего входа электронного ключа 1, предназначенный для подключения потенциального полюса, источника коммути.рующих сигналов («e показан), потенциальный вывод 9 управляющего входа электронного ключа 1, шина 10 нулевого потенциала. В состав электронного ключа 1 входят силовой транзис- 40 тор 11 (фиг. 2), первый 12, второй

13 и третий 14 вспомогательные транзисторы, первый 15 и второй 16 токоограничивающие резисторы и защитный диод 17. Змиттер — коллекторный переход силового транзистора 11 электронного ключа 1 включен последовательно с первичной обмоткой высоковольтного трансформатора 2 между шиной 10 и выводом 6,-коммутирующий вход.(с потенциальным выводом 8) силового ключа 1 соединен с выходом источника коммутирующих сигналов. Вход умножителя 3 напряжения соединен с вторичной обмоткой высоковольтного трансформатора 2, а выход — с шиной 10 и выводом 7.

Сигнальный вход усилителя 4 постоянного тока подключен к выходу умножителя 3 напряже11ия, опорный вход — к выходу источника 5 опорного напряжения, а. выход — к управляющему входу (с потенциальным выводом 9) электронного ключа 1. В последнем эмиттер-коллекторный переход пер-. вого вспомогательного транзистора 12 соединен с эмиттер-базовым переходом силового транзистора 11, коллектор второго вспомогательного транзисто- ра 13 подключен к базе третьего вспомогательного транзистора 14, а эмиттер через защитный диод 17 — к коллектору силового транзистора 11.

Коллектор третьего вспомогательного транзистора 14 соединен с выводом

6, а эмиттер через первый токоограничивающий резистор 15 — с базой силового транзистора 11. Второй токоограничивающий резистор 16 включен между коллектором и базой третьего вспомогательного транзистора 14. Базы первого 12 и второго 13 вспомогательных транзиторов соединены соответственно с выводами 8 и 9.

Источник питания работает следующим образом.

На базу транзитора 12 подаются синхроимпульсы 0 (фиг. 3), частота и длительность которых определяются стандартом разложения телевизионного сигнала передающей камеры (в частном случае при вещательном стандарте частота повторения импульсов составляет 15625 Гц, а их длительность 8 мкс). В 11омент времени t < транзистор 12 закрывается. и. через элемент переменного сопротивления, образованный транзистором

14 и резистором 15, и базу силового транзистора 11 идет ток,. который вызывает формированное отпирание последнего, поскольку ток базы максимален и определяется. в

11 основном величиной сопротивления ре4 зистора 15. Напряжение U,,„„на коллекторе силового транзистора 11 начинает уменьшаться, и при достижении им некоторой величины, определяемой значением напряжения на выходе усилителя 4 постоянного тока, начинает открываться транзистор 13. Это вызывает уменьшение напряжения на коллекторе транзистора 13, что приводит к увеличению сопротивления эмиттер-коллекторного перехода транзистора 14 и, соответственно, к уменьшению тока базы i q „ силового э f 4186 транзистора 11 (через время задерж-. ки, обусловленное переходными процессами в схеме) до минимально необходимой величины. После этого вре- 5 менное изменение тока базы i g сооти ветствует изменению тока коллектора т.е. устройство автоматически

"Ф1 отслеживает изменение коллекторного тока i q 1 силового транзистора 1 1.

1(Временное изменение тока коллектора носит пилообразный характер.

С момента времени tg через силовой транзистор 11 и первичную обмотку трансформатора 2 начинает протекать 15 линейно возрастающий ток, который к моменту времени t достигает макси3 мального занчения. Во время открыто-. го. состояния силового транзистора !1 во время (t - ) в индуктивности 20 трансформатора 2 происходит накопление энергии, величина которой зависит от величины индуктивности, от времени открытого состояния силового транзистора 11 (С -t>) от величины 25 напряжения, приложейного к трансформатору 2, которое равно напряжению источника питания Е за вычетом напряжения на силовом транзисторе 11.

В момент времени t открывается 30 транзистор. 12, закрывается силовой транзистор 11 и накопленная энергия через умножитель 3 напряжения поступает в нагрузку, т.е. выходное напряжение 0а„„определяется накопленной в индуктивиости эневгией. За счет того, что время накопления энергии в несколько раз превьппает время отдачи энергии, рабочий импульс напряжения

Ug. на коллекторе силового тран- 40 зистора 11 в несколько раз превышает напряжение цитания Е. Форма напряжения

Uq g на вторичнойобмотке трансформа"тора 2 повторяет форму напряжения"

Пк„, ° 45

При изменении выходного напряжения U 8,„ вследствие воздействия дестабилизирующих факторов измяняется напряжение на выходе умножителя 3 напряжения и входе усилителя 4 пос- 50 тоянного тока, что приводит к изменению его выходного напряжения и- к изменению напряжения на базе транзистора 13. Соответственно, изменяется состояние транзистора 13 и величина 55 . сопротивления эмиттер-коллекторного перехода транзистора 14. Это, в свою очередь, приводит к изменению базового тока д „ силового транзистора

71

1

11 и к изменению напряжения U „. на и

его коллекторе. Изменение напряжения

U обусловливает изменение энергии, запасаемой в индуктивности трансформатора 2, и, соответственно, изменение выходное напряжения U т.е. выходное напряжение U д„ возвращается к первоначальному уровню. В результате обеспечивается высокая стабильность выходного напряжения при простом схемотехническом решении.

Уменьшение потерь мощности в цепях управления электронного ключа позволяет .повысить КПД источника приблизительно на 10Х и снизить общую потребляемую мощность телевизионной камеры.

Формула,изобретения

Высоковольтный стабилизирующий источник питания постоянного тока, содержащий электронный ключ, выполненный с силовым транзистором, эмиттер-коллекторный переход которого включен последовательно с первичной обмоткой высоковольного трансформатора между шиной нулевого потенциала и .выводом для подключения потенциального полюса первичного источника постоянного напряжения, и соединенный коммутирующим входом с выходом источника коммутирующих сигналов, умножитель напряжения, вход которого соединен с вторичной обмоткой высоковольтного трансформатора, а выход — с шиной нулевого потенциала и выводом для подключения потенциального вывода нагрузки, усилитель постоянного тока,.сигнальный вход которого подключен к выходу умножителя напряжения, опорный вход — к выходу источника опорного напряжения, а выход — к управ", ляющему входу электронного ключа, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД за счет устранения избыточности по базовому току силового транзистора электронного ключа, в последний введены три вспомогательных транзистора, два токоограничивающих резистора и защитный диод, причем эмиттер-коллекторный переход первого вспомогательного транзистора соединен с эмиттер-базовым переходом силового транзистора, коллектор второго вспомогательного

5 1418671 6 транзистора .подключен к базе третье- зой силового .транзистора, второй го вспомогательного транзистора, токоограничивающий резистор включен а эмиттер через защитный диод — к между коллектором и базой третьего коллектору силового транзистора, вспомогательного транзистора, а базы коллектор третьего вспомогательного

5 первого и второго вспомогательных транзистора соединен с выводом для транзисторов соединены с потенциальподключения потенциального полюса ными выводами соответственно коммупервичного источника постоянного тирующего и управляющего входов напряжения, а эмиттер через первый 10 электронного ключа. токоограничивающий резистор — с ба-.

1418671

О ив,„

Составитель Л. Морозов

РедактоР О. ЮРковецкан ТехРед Л.Олийнык КоРРектоР N. Максимид инец

Заказ 4152/44 Тираж 866 Подписное.

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретении и открытий

1l3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфицеское предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4