Высоковольтный источник электропитания

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для питания высоковольтных узлов и элементов радиоэлектронной аппаратуры. Цель изобретения - повышение КПД путем обеспечения коммутации ключевого каскада при минимальном напряжении. В источник питания, содержащий ключевой каскад 5, резонансный трансформатор 6, задающий генератор 1, широтно-импульсный модулятор 3, введены узел определения скорости изменения напряжения 7, нуль-детектор 2 и схема блокировки 8. Моменты коммутации ключевого каскада 5 жестко синхронизированы с моментами минимума напряжения на нем в каждом периоде колебаний резонансного трансформатора 6, что обеспечивает снижение коммутационных потерь и повышает средний КПД преобразования. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕНЧЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4645172/07 (22) 30.01.89 (46) 30.07.91. Бюл, N. 28 (72) И.Н.Головнев и В.В.Коваленко (53) 621.314,57(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

hk 921001, кл. Н 02 M 7/48, 1982.

Авторское свидетельство СССР

hk 1020941, кл. H 02 М 3/335. 1983, (54) ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ ИСТОЧНИК

ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ (67) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для питания высоковольтных узлов и элементов радиоэлектронной аппаратуры. Цель изобретения 50„„1667206 А1 — повышение КПД путем обеспечения коммутации ключевого каскада при минимальном напряжении. S источник питания, содержащий ключевой каскад 5, резонансный трансформатор 6, задающий генератор

1, широтно-импульсный модулятор 3, введены узел 7 определения скорости изменения напряжения, нуль-детектор 2 и схема 8 блокировки. Моменты коммутации ключевого каскада 5 жестко синхронизированы с моментами минимума напряжения нэ нем в каждом периоде колебаний,резонансного трансформатора 6, что обеспечивает снижение коммутационных потерь и повышает средний КПД преобразования. 2 ил.

1667206

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для питания высоковольтных узлов и элементов радиоэлектронной аппаратуры.

Цель изобретения — повышение КПД путем обеспечения коммутации ключевого каскада при минимальном напряжении.

На фиг,1 приведена структурная схема высоковольтного источника электропитания; на фиг.2 — временные диаграммы его работы.

Источник содержит управлясмый задающий генератор 1, вход которого подключен к выходу нуль-детектора 2, а выход — к входу синхронизации широтно-импульсного модулятора 3. На второй вход последнего подается модулирующее напряжение, являющееся разностью некоторого опорного напряжения и части выходного напряжения высоковольтного выпрямителя 4. Выход модулятора соединен с управляющим входом ключевого каскада 5, выход которого соединен с входами повышающего резонансного трансформатора 6 и узла 7 определения скорости изменения напряжения, выходом соединенного с входом нуль-детектора 2.

Схема 8 блокировки входом подключена к выходу нуль-детектора 2, а выходом - к второму входу нуль-детектора 2.

Источник работает следующим образом.

Начальный запуск обеспечивается задающим генератором 1, собственная частота которого заведомо ниже частоты олебательного процесса повышающего резонансного трансформатора 6 (фиг.2а). Под действием импульсов запуска в трансформаторе 6 появляются затухающие колебания (пунктир на фиг.2б). При появлении колебаний в трансформаторе 6 на выходе нуль-детектора 2 появляются сигналы запуска, поступающие на вход генератора 1 и синхронизирующие его. С выхода генератора 1 импульсы поступают на вход синхронизации модулятора 3, на выходе которого формируются импульсы длительностью, определяемой модулирующим напряжением, я вл я ющимся разностью некоторого опорного напряжения и части выходного напряжения высоковольтного выпрямителя 4, входом соединенного с выходом трансформатора 6. Импульсы с выхода модулятора 3 поступают на управляющий вход ключевого каскада 5, управляя длительностью его открытого состояния. Узел 7 определения скорости изменения напряжения анализирует выходное напряжение ключевого каскада 5.

Выходной сигнал этого уэна поступаег на нуль-детектор 2, Вмоменты,,когда напряжение на ключевом каскаде 5 минимально, 10

50

55 шийся тем; что, с целью повышения КПД путем обеспечения коммутации ключевого каскада при минимальном напряжении, схема синхронизации содержит узел определения скорости изменения напряжения, нуль-детектор и схему блокировки, причем вход узла определения скорости изменения напряжения подключен к выходу ключевого каскада, а выход — к первому входу нуль-детектора, выходом подключенного к входу задающего генератора, а также к входу схемы блокировки, выходом подключенной к второму входу нуль-детектора. скорость изменения выходного напряжения ключевого каскада 5 равна нулю (фиг.2в) и нуль-детектор 2 вырабатывает сигналы запуска генератора 1 (фиг,2г) и схемы 8 блокировки, которая для предотвращения ложных срабатываний запирает нуль-детектор 2 на время 0,5Т < Тг < Т, где Т вЂ” период колебательного процесса трансформатора 6.

Из-за невозможности сведения к нулю индуктивности рассеяния трансформатора после окончания воздействующего импульса ключевого каскада появляются паратитные высокочастотные затухающие колебания с частотой, превышающей рабочую частоту резонансного трансформатора (фиг.2б). Наличие этих паразитных колебаний может привести к появлению на выходе нуль-детектора ложных импульсов синхронизации в моменты частных минимумов и максимумов высокочастотных колебаний.

Для исключения этого, а также в случае использования однотактной ключевой схемы для исключения срабатывания нуль-детектора по максимумам напряжения рабочей частоты (в эти моменты производная напряжения также равна нулю) введена схема 8 блокировки, которая вырабатывает импульсы, запирающие нуль-детектор на время, превышающее время, в течение которого возможно ложное срабатывание нуль-детектора (фиг.2д).

Таким образом, ключевой каскад 5 в каждом периоде колебаний повышающего резонансного трансформатора 6 включаетсА при минимуме напряжения на нем, что позволяет снизить потери мощности при включении и повысить средний КПД высоковольтного источника электропитания, Формула изобретения

Высоковольтный источник электропитания, содержащий задающий генератор. подключенный к одному иэ входов широтно-импульсного модулятора, к другому входу которого подключен источник модулирующего напряжения, ключевой каскад с резонансным повышающим трансформатором и схему синхронизации, о т л и ч а ю16б 7206

РыА

UgbIg гык г би 8 д

Редактор А,Огар

Заказ 2531 Тираж 388 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

Составитель С.Коняхин

Техред М.Моргентал Корректор С.Шевкун