PL156228B1 - Układ regulatora wysokiego napięcia - Google Patents

Abstract

Układ regulatora wysokiego napięcia posia­ dający własne źródło napięcia, układ prostowniczy, niezależne źródło napięcia odniesienia połączone poprzez elementy zabezpieczające z układem steru­ jącym i układem wykonawczym oraz na wyjściu układ regulacji napięcia połączony także z układem sterującym, znamienny tym, że układ (5) wykona­ wczy zbudowany na niskonapięciowym tranzysto­ rze mocy połączony jest z jednym zaciskiem wejś­ ciowym układu (8) elektronicznego zabezpieczenia napięciowego, którego drugi zacisk wejściowy połą­ czony jest z jednym z zacisków wyjściowych układu regulatora, a wyjście połączone jest z układem (1) prostowniczym, przy czym układ (8) elektroni­ cznego zabezpieczenia napięciowego zawiera klucz (T) tranzystorowy będący wysokonapięciowym tranzystorem małej mocy polaryzowanym z pomoc­ niczego źródła napięcia i diodę (D) ograniczająco- podtrzymującą

Description

Przedmiotem wynalazku jest układ regulatora wysokiego napięcia przeznaczony do uzyskiwania dodatnich napięć stabilizowanych o wartości w zakresie od około 200 V do 1,5 kV z wydajnością prądową na wyjściu w zakresie od 200 mA do 1 A. Układ ten jest, zwłaszcza przydatny do zasilania elektronicznych układów oscyloskopowych.

Z polskiego opisu patentowego nr 107 114 znany jest elektroniczny regulator napięcia składający się z bloku sterującego w postaci przerzutnika bistabilnego oraz z bloku wykonawczego w postaci wzmacniacza mocy w układzie Darlingtona. Układ ten nie posiada elektronicznych zabezpieczeń prądowych i napięciowych.

Wysokie napięcie stale można uzyskać za pomocą układu zasilacza przedstawionego w polskim opisie patentowym nr 137423. Układ ten posiada główną przetwornicę niskie napięcie stale/wysokie napięcie przemienne, pełniącą jednocześnie rolę własnego źródła napięcia i układu wykonawczego, a także układ prostowniczy, układ regulacji napięcia stałego oraz układ sterowania impulsowego. W skład układu wchodzi również pomocnicza samowzbudna przetwornica niskie napięcie stałe/wysokie napięcie przemienne, połączona wyjściem z wejściem głównym przetwornicy. Pomocnicza przetwornica wchodzi w skład układu sterującego i działa na zasadzie iniekcji prądu na wejście przetwornicy głównej. Również ten układ nie posiada elektronicznych zabezpieczeń.

W powszechnie znanych układach stabilizacji stosowane jest źródło napięcia odniesienia zasilające elementy układu stabilizacji. Stosowane są także elektroniczne zabezpieczenia prądowe, włączone szeregowo w obwodach stabilizatorów, wyznaczające wartość progową prądu.

Układ regulatora wysokiego napięcia posiadający własne źródło napięcia, układ prostowniczy, niezależne źródło napięcia odniesienia połączone poprzez elementy zabezpieczające z układem sterującym i układem wykonawczym oraz na wyjściu układ regulacji napięcia połączony także z układem sterującym charakteryzuje się tym, że układ wykonawczy zbudowany na niskonapięciowym tranzystorze 'mocy połączony jest z jednym zaciskiem wejściowym układu elektronicznego zabezpieczenia napięciowego, którego drugi zacisk wejściowy połączony jest z jednym z zacisków wyjściowych układu regulatora, a wyjście połączone jest z układem prostowniczym. Układ elektronicznego zabezpieczenia napięciowego zawiera klucz tranzystorowy będący wysokonapięciowym tranzystorem małej mocy polaryzowanym z pomocniczego źródła napięcia i diodę ograniczającopodtrzymującą.

Rozwiązanie według wynalazku pozwala na uzyskanie na wyjściu układu wykonawczego wyższych napięć przy zastosowaniu w tym układzie niskonapięciowego tranzystora mocy. Istnieje ponadto dodatkowe zabezpieczenie napięciowe gwarantujące przetrzymanie układu regulatora bez uszkodzeń elementów czynnych w stanie zwarcia wyjścia lub przeciążenie przez dowolnie długi czas.

156 228 3

Wynalazek jest objaśniony na przykładzie wykonania pokazanym na rysunku, na którym przedstawiono schemat blokowo-ideowy układu.

Układ regulatora wysokiego napięcia posiada na wejściu własne źródło Uw napięciowe, do którego podłączony jest układ 1 prostowniczy. Dodatni zacisk tego układu 1 prostowniczego połączony jest z pierwszym zaciskiem wyjściowym układu regulatora. Źródło Uo napięcia odniesienia połączone jest poprzez jedną diodę 2 zabezpieczającą z pierwszym zaciskiem wyjściowym układu regulatora oraz poprzez drugą diodę 3 zabezpieczającą z układem 4 elektronicznego zabezpieczenia prądowego, którego wyjście dołączone jest do układu 5 wykonawczego oraz układu 6 sterującego, połączonego równocześnie z układem 5 wykonawczym, z drugim zaciskiem wyjściowym układu regulatora i układem 7 regulacji napięcia, włączonym pomiędzy oba zaciski wyjściowe układu regulatora. Układ 5 wykonawczy zbudowany jest na niskonapięciowym tranzystorze mocy. Układ ten jest połączony z jednym zaciskiem wejściowym układu 8 elektronicznego zabezpieczenia napięciowego, którego drugi zacisk wejściowy połączony jest z drugim zaciskiem wyjściowym układu regulatora. Wyjście układu 8 elektronicznego zabezpieczenia napięciowego połączone jest z ujemnym zaciskiem układu 1 prostowniczego. Układ 8 elektronicznego zabezpieczenia napięciowego zawiera klucz T tranzystorowy, będący wysokonapięciowym tranzystorem malej mocy polaryzowanym z pomocniczego źródła napięcia, oraz diodę D ograniczająco-podtrzymującą. W przykładowym wykonaniu tranzystor ten polaryzowany jest napięciem występującym na diodzie DZ Zenera.

Dla uzyskania napięcia na wyjściu WY sumowane jest napięcie pochodzące z własnego źródła Uw napięciowego i ze źródła Uo napięcia odniesienia. Napięcie odniesienia służy do zasilania elementów układu regulatora. Przez układ 4 elektronicznego zabezpieczenia prądowego płynie prąd z ustaloną wartością progu prądu przeciążeniowego do układu 5 wykonawczego. Układ 8 elektronicznego zabezpieczenia napięciowego podczas normalnej pracy układu regulatora posiada zwarty klucz T tranzystorowy, co umożliwia przepływ prądu o większych wartościach. Dioda D ograniczająco-podtrzymująca spolaryzowana jest zaporowo. Całkowite zmiany stabilizacyjne napięcia występują na wyjściu układu 5 wykonawczego.

Przy zwarciu wyjścia WY układu regulatora lub przy przekroczeniu wartości progu prądu przeciążeniowego klucz T tranzystorowy przechodzi w stan rozwarcia. Dioda D ograniczającopodtrzymująca polaryzuje się w kierunku przewodzenia, utrzymując potencjał katody, a tym samym potencjał wyjścia układu 5 wykonawczego na poziomie około -0,5 V, zabezpieczając w ten sposób tranzystor mocy przed przebiciem napięciowym. Pełny spadek napięcia pochodzący z własnego źródła Uw napięciowego przy zwarciu wyjścia WY odkłada się na rozwartym kluczu T tranzystorowym, przez który przestaje płynąć prąd. W momencie usunięcia zwarcia na wyjściu WY lub nadmiernego obciążenia, układ automatycznie powraca do pierwotnych warunków normalnej pracy. Diody 2 i 3 chronią układ przed zwarciem własnego źródła Uw napięciowego i źródła Uo napięcia odniesienia.

156 228

ϊ

Σ3

Zakład Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 5000 zł.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patento we

   Układ regulatora wysokiego napięcia posiadający własne źródło napięcia, układ prostowniczy, niezależne źródło napięcia odniesienia połączone poprzez elementy zabezpieczające z układem sterującym i układem wykonawczym oraz na wyjściu układ regulacji napięcia połączony także z układem sterującym, znamienny tym, że układ (5) wykonawczy zbudowany na niskonapięciowym tranzystorze mocy połączony jest z jednym zaciskiem wejściowym układu (8) elektronicznego zabezpieczenia napięciowego, którego drugi zacisk wejściowy połączony jest z jednym z zacisków wyjściowych układu regulatora, a wyjście połączone jest z układem (1) prostowniczym, przy czym układ (8) elektronicznego zabezpieczenia napięciowego zawiera klucz (T) tranzystorowy będący wysokonapięciowym tranzystorem małej mocy polaryzowanym z pomocniczego źródła napięcia i diodę (D) ograniczająco-podtrzymującą.