Файл: Медников, В. А. Высоковольтные модулированные униполярные генераторы.pdf

§ 5. ПРИМЕРЫ ИСТОЧНИКОВ ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ С ПРЕОБРАЗОВАНИЕМ ПО ЧАСТОТЕ

а) Портативный транзисторный источник высокого напряжения»

Высоковольтный источник напряжения (ВИН) — малогабаритный прибор, собранный на транзисторах. Принципиальная схема ВИН приведена на рис. 1. 12.

Каскад задающего генератора представляет собой генератор прямоугольных колебаний, собранных на транзисторах Т\ и Т2. Частота его изменяется в пределах от 2 до 8 кгц. Усилитель напря­ жения собран на транзисторах Тг и Г4. Для повышения темпера­ турной стабильности усилителя введена параллельная обратная

СВЯЗЬ ПО ПОСТОЯННОМУ ТОКУ {RW, Ri5,C7).

Предоконечный мостовой усилитель, предназначенный для «раскачки» мощного оконечного каскада, собран на транзисторах Т5—Ts и должен развивать мощность на выходе около 10 вт. Этот каскад также охвачен последовательной отрицательной обратной связью по напряжению, снимаемому с обйоток . (IV—V) транс­ форматора Тр-1.

Оконечный усилитель мощности является основным блоком ВИН и представляет собой двухтактный усилитель мощности на

схему прибора от источника питания.

Нормально разомкнутые контакты 7—8 замыкаются -и подклю­ чают обмотку реле Р2, в результате замыкаются контакты 9—10 и размыкаются контакты 5—6, отключающие обмотку реле Pj от источника питания.

Нагрузкой оконечного каскада является высоковольтный тран­

производится с помощью резистора Рэ, а также при изменении то­ ка нагрузки — подстройкой амплитуды и частоты задающего гене­ ратора. Выходное напряжение контролируется с помощью вольт­ метра, подключенного к высоковольтному делителю.

Внутри прибора помещены аккумуляторы для автономной рабо­

27

T,cTu/72tPA 2»чЪс№в-2М

Рис. 1.13. Схема высоковольтного стабилизированного источника

Схема высоковольтного стабилизированного источника приведена на рис. 1.13. Задающий генератор состоит из двухкаскадного уси­ лителя, охваченного положительной обратной связью, на транзи­ сторах 7*1 и Т2. С резистора R3 снимаются прямоугольные колеба­ ния амплитудой до 8 в. Частота этих колебаний может изменяться с помощью резистора R$ от 500 до 5000 гц.

На транзисторе Т3 собран управляемый усилитель-ограничи­ тель. На базу этого транзистора подаются прямоугольные колеба­ ния с резистора R3. Величина коллекторного напряжения транзи­ стора Т3 регулируется с помощью схемы сравнения. Таким обра­ зом, выходное напряжение* снимаемое с резистора Rw, полностью определяется работой схемы сравнения.

Усилитель напряжения выполнен по схеме с общим эмиттером на транзисторе Т4, а на транзисторах Г5—Тц собран усилитель мощности. ^

Диоды Д4—Д9 предохраняют мощные транзисторы Тю, Тп от перенапряжений, возникающих в схеме. Трансформатор ТрЗ — вы­ соковольтный, работает на частоте собственного резонанса. Наст­ ройка в резонанс производится переменным резистором R$ в за­ дающем генераторе.

Выпрямитель выполнен по схеме утроения напряжения на дио­ дах Дю—Д21 и конденсаторах С8, Сю, Сп . На выходе утроителя, при настройке в резонанс трансформатора ТрЗ, образуется напря­ жение 50 кв. При этом ток, потребляемый нагрузкой доходит до

2 ма.

Для измерения амплитуды выходного напряжения и контроля за настройкой ТрЗ в резонанс, а также для работы схемы сравнения к выходу выпрямителя подключен резисторно-емкостный высоко­ омный делитель. Для увеличения быстродействия цепи обратной

29

связи параллельно резисторам делителя i?26, Rw поставлены кон­ денсаторы Ci3, СД,

Непосредственное присоединение транзисторной схемы сравне­ ния к высоковольтному делителю источника высокого напряжения с замкнутой системой автоматического регулирования выходного напряжения нецелесообразно. Поэтому с резистора i?27 напряже­ ние обратной связи подается на схему сравнения, выполненную на лампе Л\ и транзисторах Т9, Ti2. . .

Лампа Л\ является катодным повторителем и улучшает ста­ бильность работы транзистора Т\% уменьшая при этом ток, потреб­ ляемый схемой обратной связи, и, повышая коэффициент полез­ ного действия источника высокого напряжения. В цепь эмиттера кремниевого транзистора Тi2 подается опорное постоянное напря­ жение, которое сравнивается с напряжением, подаваемым с высо­ ковольтного делителя, и затем поступает на вход управляемого де­ лителя, собранного на транзисторе Т9 и резисторе Ris-

В зависимости от величины рассогласования между выходным высоковольтным и опорным напряжением изменяется соответст­

в) Мощный высоковольтный источник на транзисторах. Тра зисторные высоковольтные источники питания и другие описан­ ные в [15, 16, 17], маломощны. Однако иногда бывает необходимо иметь достаточно мощный переносный источник, который должен работать от сети переменного тока или от батарей. В описывае­ мом высоковольтном источнике питания для увеличения выходной мощности применено параллельное соединение предварительно подобранных транзисторов [18].

Схема, представленная на рис. 1.14, позволяет получить вы­ ходное напряжение до 50 кв с точностью 0,1% при токе в нагрузке до 5 ма и мощности в 250 вт.

Задающий генератор выполнен по трехточечной емкостной схе­ ме на транзисторе 7Y Для устранения влияния последующих кас­ кадов на стабильность работы задающего генератора применен эмиттерный повторитель Т2. Тг — усилитель напряжения сигнала за­ дающего генератора. Уровень напряжения регулируется перемен­ ным резистором Rs. Противофазное возбуждение предоконечного усилителя мощности Т5, Т5 обеспечивает фазоинвертор Т4. Связь

30

предоконечного каскада с выходным мощным усилителем выпол­ нена при помощи согласующего трансформатора Тр1. В каждом плече выходного каскада работают по 2 мощных транзистора, включенных в параллель; это увеличивает надежность работы вы­ ходного усилителя, так как ток коллектора любого из транзисторов не превышает 0,7 Imax- Подбор транзисторов производится по кру­ тизне переходной характеристики с допустимым различием не бо­ лее 5%. Кремниевые стабилитроны Д 2 и Д3 служат для предот­ вращения пробоя транзисторов при переключении и коротких за­ мыканиях в нагрузке.

32