Высоковольтный стабилизированный источник питания для импульсной нагрузки
Предлагаемая полезная модель относится к радиотехнике, в частности к системам питания СВЧ генераторных приборов, таких как клистроны, лампы бегущей и обратной волны, магнетроны. Высоковольтный стабилизированный источник питания для импульсной нагрузки содержит первичный высоковольтный источник, первый выход которого соединен с входом фильтра, устройство управления, второй выход которого соединен со входом первого узла защиты. Для уменьшения амплитудных шумов в него введены первый высоковольтный делитель, второй высоковольтный делитель, стабилизатор, блокировочное устройство и второй узел защиты. Первый выход первичного высоковольтного источника соединен со входом второго высоковольтного делителя, второй выход первичного высоковольтного источника подключен ко входу первого высоковольтного делителя, выход которого заземлен, вход первичного высоковольтного источника соединен с выходом стабилизатора, вход которого подключен к первому входу устройства управления, к первому входу устройства управления подключен выход фильтра, ко второму входу устройства управления подключен выход второго высоковольтного делителя. Третий выход устройства управления подключен ко входу второго узла защиты, выход второго узла защиты соединен с первым входом блокировочного устройства, выход первого узла защиты соединен со вторым входом блокировочного устройства.
Предлагаемая полезная модель относится к радиотехнике, в частности к системам питания СВЧ генераторных приборов, таких как клистроны, лампы бегущей и обратной волны, магнетроны.
Известно «Устройство для питания импульсных нагрузок [RU 2400013 С1 опубл. 20.09.2010 г.] содержащее низковольтный источник питания постоянного напряжения, квазирезонансный транзисторный однотактный преобразователь, высоковольтный трансформатор. Выход высоковольтного трансформатора соединен через высоковольтный зарядный диод с анодом тиратронного коммутатора и емкостным накопителем, соединенным последовательно с нагрузкой (лазером) и общей шиной устройства. Устройство содержит также формирователь импульсов управления, компаратор, задающий генератор, резонансный усилитель, подмодулятор, источник опорного напряжения и первую линию задержки, высоковольтный делитель напряжения, устройство выборки и хранения, вторую линию задержки.
Известна «Высоковольтная система электропитания (варианты) и электронный ключ для нее». [RU 2315387 С1 опубл. 20.01.2008 МПК H01J 37/248] содержащая силовой источник питания, блок защитных ключей, систему управления. Причем силовой источник питания включает первичный источник питания, высокочастотный трансформатор, выпрямитель, фильтр. Выход высокочастотного трансформатора соединен с входом выпрямителя, выход которого соединен со входом фильтра. Первая шина силового источника питания соединена с одним из входов блока защитных ключей, второй вход которого соединен с выходом системы управления, в которую дополнительно введены датчик тока, датчик напряжения и схема сложения. В силовой источник питания введены два мостовых резонансных преобразователя, один высокочастотный трансформатор, один выпрямитель и один фильтр.
Недостатками известных устройств являются высокий уровень амплитудных шумов.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является уменьшение амплитудных шумов.
Сущность предлагаемого высоковольтного стабилизированного источника питания для импульсной нагрузки состоит в том, что он содержит первичный высоковольтный источник, первый выход которого соединен с входом фильтра, устройство управления, второй выход которого соединен со входом первого узла защиты.
Новым в предлагаемой полезной модели является то, что введены первый высоковольтный делитель, второй высоковольтный делитель, стабилизатор, блокировочное устройство и второй узел защиты. Первый выход первичного высоковольтного источника соединен со входом второго высоковольтного делителя, второй выход первичного высоковольтного источника подключен ко входу первого высоковольтного делителя, выход которого заземлен, вход первичного высоковольтного источника соединен с выходом стабилизатора, вход которого подключен к первому выходу устройства управления, к первому входу устройства управления подключен выход фильтра, ко второму входу устройства управления подключен выход второго высоковольтного делителя. Третий выход устройства управления подключен ко входу второго узла защиты, выход второго узла защиты соединен с первым входом блокировочного устройства, выход первого узла защиты соединен со вторым входом блокировочного устройства.
На фиг.1 изображена функциональная схема предлагаемого высоковольтного стабилизированного источника питания для импульсной нагрузки. Высоковольтный стабилизированный источник питания для импульсной нагрузки состоит из первичного высоковольтного источника 1, первого высоковольтного делителя 2 фильтра 3, второго высоковольтного делителя 4, стабилизатора 5, стабилизирующим элементом которого может быть, например титрон, устройства управления 6, блокировочного устройства 7, первого узла защиты 8, второго узла защиты 9.
Первый выход первичного высоковольтного источника 1 соединен с входом фильтра 3, второй выход устройства управления 6 соединен со входом первого узла защиты 8, первый выход первичного высоковольтного источника 1 соединен со входом второго высоковольтного делителя 4, второй выход первичного высоковольтного источника 1 подключен ко входу первого высоковольтного делителя 2, выход которого заземлен. Вход первичного высоковольтного источника 1 соединен с выходом стабилизатора 5, вход которого подключен к первому входу устройства управления 6, к первому входу устройства управления 6 подключен выход фильтра 3, ко второму входу устройства управления 6 подключен выход второго высоковольтного делителя 4, третий выход устройства управления 6 подключен к входу второго узла защиты 9, выход второго узла защиты 9 соединен с первым входом блокировочного устройства 7, выход первого узла защиты 8 соединен со вторым входом блокировочного устройства 7.
Первичный высоковольтный источник состоит из высоковольтного трансформатора 10 и высоковольтного выпрямителя 11.
Устройство управления построено на основе операционного усилителя 12 и транзистора 13.
Второй узел защиты состоит из компаратора 14 и резисторов R4 и R5
Блокировочное устройство состоит из компаратора 15 и сумматора 16.
Высоковольтный стабилизированный источник питания для импульсной нагрузки работает следующим образом. После подачи первичного напряжения на первичный высоковольтный источник 1, построенный по схеме: высоковольтный трансформатор 10 и высоковольтный выпрямитель 11, выходное напряжение заряжает фильтрующие емкости C1 и C2. Требуемое стабилизированное напряжение выставляется с помощью резистора R1 в устройстве управления 6, а сигнал обратной связи поступает с второго высоковольтного делителя 4, выполненного, например в виде набора резисторов.
Нагрузкой для высоковольтного стабилизированного источника питания может быть ЛБВ или другой СВЧ генератор, работающие на различных длительностях и скважностях, а для их работы требуется низкий уровень пульсаций выхода первичного высоковольтного источника 1, что очень важно при использовании таких блоков в радиолокационных станциях. Поэтому была введена обратная связь не только по постоянной составляющей от второго высоковольтного делителя, а также частотно-зависимая обратная связь по переменной составляющей отфильтровывающая с помощью фильтра 3 амплитудные составляющие первичного высоковольтного источника 1.
Управление стабилизатором 5 осуществляется с помощью устройства управления 6 выполненного, например, на базе операционного усилителя 12 и транзистора 13. Управление осуществляется в зависимости от поступающих сигналов через обратные связи.
С целью обеспечения безопасности во время настройки и обслуживания высоковольтного источника для разряда емкостей С1 и С2 был введен первый высоковольтный делитель 2.
Первый узел защиты 8, построенный по пороговой схеме из резисторов R2 и R3 и конденсатора C 3 позволяет сглаживать импульсные составляющие тока и тем самым исключить ложные срабатывания защиты. Выставляя уровень порогового напряжения на компараторе 15 блокировочного устройства 7 можно выставлять разный уровень срабатывания защиты на разный ток потребления. При снижении напряжения до порогового значения на компараторе 14 второго узла защиты 9 формируется команда перегрузки (уровень срабатывания регулируется с помощью резистора R 5) и поступает на устройство блокировочное 7, в котором сигнал суммируется с сигналом от компаратора 15 и выдает сигнал перегрузка ВИП (высоковольтного источника питания) во внешние устройства для отключения первичного напряжения от первичного высоковольтного источника.
Высоковольтный стабилизированный источник питания для импульсной нагрузки, содержащий первичный высоковольтный источник, первый выход которого соединен с входом фильтра, устройство управления, второй выход которого соединен со входом первого узла защиты, отличающийся тем, что введены первый высоковольтный делитель, второй высоковольтный делитель, стабилизатор, блокировочное устройство, второй узел защиты, первый выход первичного высоковольтного источника соединен со входом второго высоковольтного делителя, второй выход первичного высоковольтного источника подключен ко входу первого высоковольтного делителя, выход которого заземлен, вход первичного высоковольтного источника соединен с выходом стабилизатора, вход которого подключен к первому выходу устройства управления, к первому входу устройства управления подключен выход фильтра, ко второму входу устройства управления подключен выход второго высоковольтного делителя, третий выход устройства управления подключен к входу второго узла защиты, выход второго узла защиты соединен с первым входом блокировочного устройства, выход первого узла защиты соединен со вторым входом блокировочного устройства.
