Высоковольтный источник постоянного напряжения для полупроводниковых детекторов
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДВТВЛЬСТВУ (б!) Дополнительное к авт. свих-ву— (22) Заявлено 10.01.77 {2!) 2444993/24 07 с присоединением заявки ¹
{23) Приоритет
Опубликовано 15. 0 .795юллетень № 14
Дата опубликования описания 18.04.79
Союз Соеетскмх
Социалмстимескмх
Реслублмн
Н 02 М 3/335 Гесударстаааам» хамзат СССР аа делам азабратанаа и втармтаа (53) УЙК 621.316. .722. 1(088. 8) (72) Авторы изобретения B. А. Еремеев и B. Т. Чернявский (71) Заявитель (54) ВЫСОКОВОЛЬТНЫИ ИСТОЧНИК ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ ДЛЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ДЕТЕКТОРОВ Изобретение относится к области электротехнического приборостроения и может быть использовано для питания полупроводниковых спектрометрнческих детекторов. Известен источник высокого напряже- S ния, используемый для питания фотоэлектронных умножителей, содержаший источник стабильного напряжения, последовательно соединенный с высоковольтным преобразователем, блоком умножения, !е трансформатором и выходным .блоком (lj. В данном устройстве получение высокого напряжения связано с получением переменного напряжения определенной частоты, амплитуда которого определяется уров- - 15 нем низковольтного напряжения питания имеюшегося в схеме преобразователя. При этом предьявляются высокие требования к стабильности напряжения питания и, как следствие, известный источник снабжен стабилизатором. Кроме громоздкости известного устройства ему присуши и дру-. гие недостатки, основным из которых является сложность регулировки уровня высокого напряжения, которая осушествляется путем изменения напряжения питания преобразователя. Наиболее близким к данному изобретению по технической сушности является высоковольтный источняк постоянного напряжения для полупроводниковых детекторов (ППЙ), содержаший низковольтный преобразоваЮэль сетевого напряжения в постоянное, переменный резистор, повышакхдий трансформатор, вторичная обмотка которого связана со входом выпрямителя, выход которого подключен к выходным выводам 121. Кроме этого, известный высоковольный источник постоянного напряжения содержит блок стабилизации выходного нап» ряжения низковольтного преобразователя компенсационного типа и блок умножения. Недостатками известного высоковольтного источника постоянного напряжения для ППД являются: 657546 1) сложность конструкпии, связанная с наличием блока умножения и блока стабилизации выходного напряжения низковольтного преобразователя. 2) сложность регулировки уровня выходного высокого напряжения, связанная с изменением напряжения питания преобразователя. Цель изобретения - упрощение схемы источника и упрощение пропесса регули- lo ровки выходного напряжения. Поставленная пель достигается тем, что высоковольтный источник постоянного напряжения для полупроводниковых детекторов, содержащий низковольтный преоб- 15 разователь сетевого напряжения s постоянное, переменный резистор, повышак>ший трансформатор, вторичная обмотка которого связана со входом выпрямителя, выход которого подключен к выходным щ выводам, снабжен блоком установки уровня, дискриминатором уровня, одновибратс ром и ключом, причем выход дискриминатора уровня через одновибратор соединен с управдяющим входом ключа, выход ко- 35 торого заземлен, а рабочий вход подключен к началу первичной обмоткМ повышающего трансформатора, конец которой через переменный резистор соединен с выходом низковольтного преобразователя сетевого 30 напряжения в постоянное и с рабочим входом дискриминатора уровня, управляющий вход которого соединен с выходом блока установки уровня. На чертеже представлена структурная 35 схема высоковольтного источника постоянного напряжения для ППЙ, у которого блок установки уровня 1 подключен к управляющему уходу дискриминатора уровня 2, выход которого соединен со входом одновиб- 40 paropa 3, низковольтный преобразователь 4 сетевого напряжения в постоянное, который через переменный резистор 5 и первичную обмотку повышающего трансформатора 6 подключен ко входу ключа 7, 45 и выпрямитель 8. Устройство работ ает следующим Образом. При включении низковольтного преобразователя 4 сетевого напряжения в постоянное через переменный резистор 5, 50 первичную обмотку повышающего трансформатора 6 и ключ 7 начинает протекать ток, возрастающий по закону: к -. E i-e Я И) где Е - напряжение низковольтного источ- ника питания 4; Т - значение переменного сопротивления 5; - индуктивность первичной обмотки трансформатора 6. При разложении зависимости (1) в ряд видно, что нарастание тока (если принять К/ . «1) проирходит по закону, близкому к линейному: По такому же закону изменяется напряжение в точке А, являющейся входом дискриминатора уровня 2. При достижении напряжением в точке А величины, установленной блоком установки уровня 1, происходит срабатывание дискриминатора уровня 2. Выходной импульс. этого дискриминатора запускает одновибратор 3, который вырабатывает импульс, запирающий ключ 7. К моменту эапирания ключа 7 в магнитном пОле повышакяцего трансформатора 6 запасена энергиями/(j )P. Эта энергия стремится поддержать ток в цепи в момент отключения ключа 7. При .этом в точке Б появляется положительный выброс напряжения, пропорциональный энергии, запасенной в магнитном поле трансформа« тора 6, т.е. пропорпиональный (по, (квад-2 рату тока, соответствующего порогу срабатывания дискриминатора уровня,2). Рабочей является именно эта положительная часть импульса по следующим соображениям; a) ее амплитуда в широких пределах не зависит or напряжения низковольтного источника питания 1, так как ц всегда меньше, чем E! R;, б) ее амплитуду легко регулировать с помощью переменного сопротивления 5 или с помошьЮ блока установки уровня 1, оставляя величину переменного сопротиьления 5 постоянной. длительность паузы одновибратора 3 выбирается произвольно в зависимости от требований мощности на выходе устройства. Единственное требование к одновибрагору - время восстановления должно быть всегда меньше, чем время достижения тОком величины 1,0Р. Импульсы высокого напряжения со вторичной обмотки повышающего трансформатора 6 подаются на выпрямитель 8,,с выхода которого снимается требуемое постоянное высокое напряжение для питания ППЛ. Высоковольтный источник постоянного напряжения для ППЙ обладает рядом преи657546 муществ перед известными устройствами аналогичного назначения, а именно: 1. Упрощена схема источника, так как в нем отсутствует стабилизатор напряжения компенсационного типа, содержащий три трансформатора, схему сравнения, задающий генератор, усилитель мощности и два выпрямителя. 2. Введением блока установки уровня 1 упрощается регулировка величины вы- 10 ходного высокого напряжения. дополнительными преимушествами являются следующие: 1. Благодаря предложенной структурной схеме высоковольтного источника питания для ППЙ при его конструировании и эксплуатации не возникают проблемы, связанные с гальванической развязкой между низковольтной входной цепью и высоковольтной выходной. 2. Иостигается уменьшение габаритов повышающего трансформатора .6, так как при стандартных выходных напряжениях преобразователя 4 амплитуда рабочего выброса достигает 150 В, что позволяет выбирать достаточно низкий коаффипиент трансформации. 3. Независимость выходного высокого напряжения в широких пределах от напряжения низковольтного преобразователя 4 позволяет применять в качестве последнего портативные батареи или аккумуляторы, что дает возможность использовать предложенное изобретение в переносных полевых спектрометрах. Формула изобретения Высоковольтный источник постоянного напряжения для полупроводниковых детекторов, содержащий низковольтный преобразователь сетевого напряжения в постоянное, переменный резистор, повышающий трансформатор, вторичная обмотка которого связана со входом выпрямителя, выход которого подключен к выходным выводам, отличающий ся тем, что,с целью упрощения схемы источника и упрощения процесса регулировки выходного напряжения,,он снабжен блоком установки уровня, дискриминатором уровня, одновибратором и ключом, причем выход дискриминатора уровня через одновибратор соединен с управляющим входом ключа, выход которого заземлен, а рабочий вход подключен к началу первичной обмотки повышающего трансформатора, конец которой через переменный резистор соединен с выходом низковольтного преобразователя сетевого напряжения в постоянное и с рабочим входом дискриминатора уро ня, управляющий вход которого соединен с выходом блока установки уровня. Источники информации, принятые во внимание при акспертиэе 1. Замора Т. Е. и др. Автоматически регулируемый источник питания фотоалектронного умножителя. Приборы и техника эксперимента", 1975, ¹ 2, с. l67-169. 2. Установка спектрометрическая СЭС2-03. Техническое описание и инструкция по эксплуатации, 1974-, стр. 15l7. 657 546 Составитель В. Круглова Техред Э. Чужик Корректор H. 1 зигорук Редактор Q. Зубов Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Заказ 1818/54 Тираж 85 6 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
