лезных функций ИЭП. Источник с таким режимом работы можно определить как ИЭП с импульсным .выходным напряжением.

С точки зрения схемотехнических принципов построения ИЭП авторы считают целесообразным принять ранее предложенную классификацию [1] и разделить источники по значению выходного напряжения на следующие группы:

1. Низковольтные ИЭП, уровень выходных напряжений которых не превышает 250 В;

2. Источники электропитания с повышенным уровнем выходного напряжения (свыше 250 В до 1000 В);

3. Источники электропитания с высоким уровнем выходного напряжения (свыше 1000 В), которые в дальнейшем будем называть высоковольтными источниками электропитания (ВИЭП).

Выходные мощности высоковольтных ИЭП находятся в диапазоне от нескольких единиц ватт до сотен киловатт, что определяет подход к методам их конструирования. Поэтому авторы предлагают разделить ВИЭП по выходной мощности на четыре группы:

1. Высоковольтные ИЭП с выходной мощностью до 5 Вт;

2. Маломощные ВИЭП (свыше 5 до 50 Вт);

3. Высоковольтные ИЭП средней мощности (свыше 50 до 500 Вт);

4. Мощные ВИЭП (свыше 500 Вт).

Отдельную группу составляют ВИЭП с выходной мощностью 2,5 ... 100 кВт для питания мощных передающих устройств, ускоряющих электродов ионной оптики и т. п.

Глава первая

ВЫСОКОВОЛЬТНЫЕ источники

ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ С ПОСТОЯННЫМ выходным НАПРЯЖЕНИЕМ

1.1. Технические требования к входным и выходным параметрам

Источники электропитания РЭА высокого напряжения характеризуются следующими основными показателями качества: надежностью работы;

значением, нестабильностью и пульсацией выходного напряжения;

значением и характером изменения выходного тока; наличием защиты при аварийных режимах работы; коэффициентом полезного действия; габаритами и массой.

Эти показатели в существенной мере определяются и параметрами системы электроснабжения (СЭС).

Для конкретных видов нагрузки отдельные показатели имеют различное значение по степени важности, но для любого источника важнейшим показателем является надежность работы Она оценивается временем наработки на отказ и вероятностью безотказной работы. Наиболее эффективным путем повышения надежности высоковольтных ИЭП являются достаточные запасы электрической прочности изоляции и высокая нагрузочная способность элементов схемы в экстремальных условиях эксплуатации В связи с ограниченной номенклатурой элементной базы, рассчитанной на высокое рабочее напряжение, продолжают применяться электронные лампы, имеющие значительно меньшую наработку на отказ (примерно на порядок [2]) по сравнению с кремниевыми транзисторами

Наработка на отказ современных ИЭП высокого напряжения должна составлять не менее 10 000 ч, что достижимо при отказе от использования в составе источника электронных ламп и максимально возможном применении интегральных микросхем и микросборок Наработка на отказ отдельных составных частей (функциональных узлов) ИЭП высокого напряжения составляет примерно от 6010 до 100-10 ч, а источников - от 33 10 до 45 10 ч, вероятность безотказной работы функциональных узлов и ИЭП высокого напряжения получена на уровне 0,95 за 1000 ч непрерывной работы

Значение пульсаций выходного напряжения ИЭП определяет возможность его электромагнитной совместимости с питаемой аппаратурой В большинстве случаев допустима пульсация 0,1 0,2% от уровня выходного напряжения Повышенная пульсация источников электропитания, например индикаторных устройств, приводит к ухудшению качества изображения на экране ЭЛТ, поэтому к таким источникам могут предъявляться более жесткие требования по уровню пульсаций [3]. При электропитании передающих устройств могут предъявляться требования к пульсациям порядка 10-=% от уровня выходного напряжения в

заданном диапазоне частот. На входе источников электропитания высокого напряжения, выполненных по схеме с бестраноформаторным входом, присутствуют низкочастотные пульсации, снижение которых путем увеличения энергоемкости входного фильтра приводит к увеличению габаритов этого фильтра и источника в целом Поэтому заданный уровень пульсаций на входе источника электропитания целесообразно обеспечить выбором его схемы, частоты преобразования и конструктивного исполнения.

Изменение входного тока источника электропитания при динамическом характере нагрузки определяет возможность его электромагнитной совместимости с системой электроснабжения, что особенно важно для автономных систем РЭА. Кроме того, изменение входного тока определяется уровнем электромагнитных помех со стороны источника электропитания в систему электроснабжения. Указанный уровень в существенной степени зависит от значения реактивной составляющей входного тока, а при коммутации переменного тока - также от мгновенного значения питающего напряжения. Применение входного фильтра уменьшает пульсации на входе источника как со стороны системы электроснабжения, так и со стороны самого источника. Значение помех от источника электропитания не должно превышать общесоюзные нормы, установленные стандартом [4].

Общая нестабильность выходного напряжения стабилизирующего ВИЭП для многих потребителей (в том числе передающих и индикаторных устройств) может быть удовлетворительной при 2% от номинального напряжения. В отдельных случаях требования могут быть более жесткими [5] и отклонение напряжения от номинального не должно превышать 1%; при этом за 24 ч работы допустимая нестабильность составляет 0,02%. Следует отметить, что наибольшее влияние на нестабильность выходного напряжения оказывают диапазоны изменения выходного тока и температуры окружающей среды. При широком диапазоне и импульсном характере изменения тока, потребляемого нагрузкой, обеспечение требований по нестабильности выходного напряжения может представить существенные схемотехнические трудности

Наличие высокого напряжения является предпосылкой для увеличения токов утечки, которые в маломощных устройствах под воздействием влияющих величин могут быть сравнимы с выходным током, что приведет к изменению выходного напряжения. Поэтому нестабильность выходного напряжения должна обеспечиваться также конструктивно-технологическими мерами.

Коэффициент полезного действия источника электропитания высокого напряжения во многом определяется выходным током. В маломощных источниках электропитания ЭЛТ и других подобных устройствах получение высокого КПД затруднено, так как режим работы этих источников близок к режиму холостого хода. В источниках с большими выходными токами КПД определяет мощность тепловых потерь, поэтому КПД должен задаваться с учетом этой мощности и возможности ее отвода от источника при заданных условиях охлаждения и конструктивного исполнения. При выходной мощности до 1 кВт оптимальный КПД источников высокого напряжения определяется примерно 55... 70%.

Технические требования к выходным параметрам высоковольтных ИЭП должны выполняться в заданных условиях эксплуатации. Эти условия определяются назначением аппаратуры, в которой используются высоковольтные источники электропитания, и могут иметь существенные отличия Если аппарату-