Высоковольтный усилитель

 

Изобретение относится к усилительной технике. Цель изобретения - повышение быстродействия. Высоковольтный усилитель содержит операционный усилитель 1, высоковольтный преобразователь 2 напряжения в ток. резистивный делитель 3 напряжения , нагрузку 4, высоковольтный активный элемент 5, интегрирующий датчик 6 тока, источник 7 напряжения смещения, односторонний ограничитель 12, регулируемый делитель 17, повторитель 18 напряжения и емкостный делитель 19. В установившемся режиме средний ток элемента 5 равен среднему значению выходного тока преобразователя 2. При этом датчик 6 позволяет снизить уровень пульсаций выходного напряжения высоковольтного усилителя, имеющих частоту преобразования преобразователя 2, Введение ограничителя 12 на активном диоде позволяет повысить быстродействие усилителя, так как исключает рост напряжения на-входе управления преобразователя 2 выше уровня , соответствующего нулевому выходному току преобразователя 2, что возможно во время переходных процессов. Дополнительное повышение быстродействия достигается за счет более быстрой передачи сигнала отрицательной обратной связи. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (l9) (l l) (sl)s Н 03 Е 3/38

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4310410/09 (22) 29.09,87 (46) 07.05.91, Бюл. М 17 (72) А.И.3арукин, Д,А.Лазарев и Г.Ф.Шестаков (53) 621.375,024 (088.8) (56) ПТЗ, 1985, М 6, с. 102, рис, 3. ((атент США М 4580104, кл. H 03 F 3/38, 1986. (54) ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ (57) Изобретение относится к усилительной технике. Цель изобретения — повышение быстродействия. Высоковольтный усилитель содержит операционный усилитель 1, высоковольтный преобразователь 2 напряжения в ток; резистивный делитель 3 напряжения, нагрузку 4, высоковольтный активный элемент 5, интегрирующий датчик

6 тока, источник 7 напряжения смещения, односторонний ограничитель 12, регулируемый делитель 17, повторитель 18 напряжения и емкостный делитель 19. В установившемся режиме средний ток элемента 5 равен среднему значению выходного тока преобразователя 2. При этом датчик 6 позволяет снизить уровень пульсаций выходного напряжения высоковольтного усилителя, имеющих частоту преобразования преобразователя 2. Введение ограничителя 12 на активном диоде позволяет, повысить быстродействие усилителя, так как исключает рост напряжения на-входе управления преобразователя 2 выше уровня, соответствующего нулевому выходному току преобразователя 2, что возможно во время переходных процессов. Дополнительное повышение быстродействия достигается за счет более быстрой передачи сигнала отрицательной обратной связи. 3 з,п, ф-пы, 3 ил, 1647848

30

Изобретение относится к усилительной технике и может быть использовано в качестве высоковольтного усилителя напряжения.

Целью изобретения является повышение быстродействия.

На фиг.1 представлена принципиальная электрическая схема высоковольтного усилителя; на фиг.2 — источник опорного напряжения в высоковольтном усилителе; на фиг„З вЂ” односторонний ограничитель и компенсированный делитель в цепи обратной связи, Высоковольтный усилитель содержит операционный усилитель (ОУ) 1, высоковольтный преобразователь 2 напряжения в ток, резистивный делитель 3 напряжения, нагрузку 4, высоковольтный активный элемент 5, интегрирующий датчик 6 тока, источник 7 напряжения смещения, при этом источник 7 выполнен на инвертирующем сумматоре, содержащем операционный усилитель 8 и резисторы 9 — 11, односторонний ограничитель 12, содержащий операционный усилитель 13, диоды 14 и 15 и резистор 16, а также регулируемый делитель 17, повторитель 18 напряжения и емкостный делитель 19.

Высоковольтный усилитель работает следующим образом, Входной сигнал подается на первый вывод резистивного делителя 3 (фиг.1), передается через операционный усилитель 1 и высоковольтный активный элемент 5 без .инверсии на управляющий вход высоковольтного преобразователя 2 (постоянного напряжения в ток), построенного на основе широтно-импульсного модулятора. Напряжению на входе преобразователя 2 соответствует некоторое среднее значение выходного тока преобразователя, обеспечивающего заряд емкости нагрузки. Наличие цепи отрицательной обратной связи (ООС) на резистивном делителе 3 приводит к тому, что на выходе высоковольтного усилителя устанавливается напряжение, пропорциональное входному напряжению. Коэффициент пропорциональности определяется коэффициентом деления резистивного делителя 3. В установившемся режиме средний ток высоковольтного активного элемента 5 равен среднему значению выходного тока преобразователя 2, причем интегрирующий датчик 6 тока позволяет снизить уровень пульсаций выходного напряжения высоковольтного усилителя, имеющие частоту преобразования преобразователя 2.

Положительный перепад напряжения на входе усилителя приводит к некоторому увеличению тока высоковольтного активного элемента 5 и соответствующему уменьшению выходного тока преобразователя 2 напряжения в ток, Разница указанных токов обеспечивает ускоренный разряд емкости нагрузки 4 до момента установления баланса токов.

Высоковольтный усилитель может использоваться в неинвертирующем включении (при этом сигнал подается на первый вход ОУ 1, а первый вывод резистивного делителя 3 соединяется с общей шиной), а также в дифференциальном включении (в этом случае сигнал подается на оба входа усилителя).

Выполнение источника 7 напряжения смещения, как показано на фиг.2, позволяет выполнить условие постоянства Мощности, рассеиваемой на активном элементе 5, за счет управления средним током активного элемента 5: при увеличении выходного напряжения высоковольтного усилителя средний ток активного элемента 5 уменьшается, так как возрастает потенциал на выходе источника 7.

Введение одностороннего ограничителя 12 (фиг.3) на активном диоде позволяет повысить быстродействие усилителя, так как исключает рост напряжения на входе управления преобразователя 2 выше уровня, соответствующего нулевому выходному току преобразователя 2, что возможно во время переходных процессов.

Компенсированный делитель в усилителе (фиг.З) позволяет дополнительно повысить его быстродействие за счет более быстрой передачи сигнала ООС. При этом эквивалент переменного конденсатора на регулируемом делителе 17, повторителе 18 напряжения и конденсаторе емкостного делителя 19 позволяет скомпенсировать разброс емкостей высоковольтного конденсатора емкостного делителя 19.

Формула изобретения

1. Высоковольтный усилитель, содержащий операционный усилитель, высоковольтный преобразователь напряжения в ток, резистивный делитель напряжения и нагрузку, причем первый вывод резистивного делителя напряжения и первый вход операционного усилителя являются входами высоковольтного усилителя, второй вывод реэистивного делителя напряжения соединен с выходом высоковольтного преобразователя напряжения в ток и с нагрузкой, а отвод резистивного делителя напряжения соединен с вторым входом операционного усилителя, о т.л и ч а ю щи и с я тем, что, с целью повышения быстродействия, введен высоковольтный активный элемент и интег1647848 рирующий датчик тока, при этом выход операционного усилителя соединен с входом высоковольтного активного элемента, выход которого подключен к нагрузке, а общий вывод подключен к управляющему входу высоковольтного преобразователя напряжения в ток и через интегрирующий датчик тока к выходу источника напряжения смещения.

2. Усилитель по п.1, отличающийся тем, что источник напряжения смещения содержит инвертирующий сумматор, выход которого является выходом источника напряжения смещения, первый вход подключен к первому выводу резистивного делителя напряжения, а второй вход соединен с шиной источника опорного напряжения, 3, Усилитель по пп,1 и 2, о т л и ч а юшийся тем, что к управляющему входу высоковольтного преобразователя напряжения в ток подключен односторон5 ний ограничитель на активном элементе.

4. Усилитель по пп.1 — 3, о т л и ч а ю щ и Йс я тем, что первый вывод резистивного делителя напряжения подключен к первому вы10 воду регулируемого делителя, второй вывод которого соединен с общей шиной, а отвод— с входом повторителя напряжения, выход повторителя напряжения соединен с первым выводом емкостного делителя, второй

15 вывод которого соединен с нагрузкой, а отвод — с втооым входом операционного усилителя.

1647848

Составитель П.Дик

Техред М. Моргентал

Редактор Н.Лазоренко

Корректор М.Максимишинец

Производственно-издательский комбинат "Патент", г..Ужгород, ул, Гагарина 101

Заказ 1413 Тираж 474 Подписное

ВНИИПИ Г

И Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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