пространение для электропитания высоковольтных нагрузок первого и второго поколений.

В дальнейших разработках в связи с ограниченным использованием электронных ламп и применением высоковольтных биполярных транзисторов область применения этих схем ограничилась напряжениями 250 ... 300 В при высоком качестве выходных параметров. Основным недостатком таких схем являются низкие энергетические и удельные массогабаритные характеристики.

В РЭА третьего поколения получили распространение схемы ВИЭП, в которых транзисторный регулирующий элемент включен в цепь переменного тока на низкой стороне высоковольтного трансформатора [1]. Эти схемы достаточно просты и надежны и позволяют согласовать параметры биполярных транзисторов и ВИЭП, благодаря чему такие ВИЭП можно использовать в широком диапазоне выходных напряжений.

Однако рассмотренные схемы имеют существенные недостатки, основными из которых являются громоздкие фильтры и трансформаторы, особенно при частоте сети электроснабжения 50 Гц, и низкое быстродействие, обусловленное расположением регулирующего элемента на первичной стороне высоковольтного трансформатора, что не позволяет решить проблему миниатюризации. С этой точки зрения ВИЭП, построенные по схемам с ППЧ, особенно с бестрансформаторным входом, имеют значительное преимущество по сравнению с другими схемами. ВИЭП с ППЧ довольно легко поддаются миниатюризации. Они позволяют разработать минимальное количество унифицированных узлов, на основе которых можно построить ВИЭП, выходные напряжения и мощности которых можно варьировать в широких пределах путем их последовательно-параллельного включения. Это позволяет достичь высокой степени унификации узлов.

При разработке ВИЭП с ППЧ следует учитывать, что схемам с бестрансформаторным входом присущи два недостатка. Одним из них является необходимость гальванической развязки входных и выходных цепей ВИЭП, другим - проникновение помех во входные цепи, для устранения которых применяются помехоподавля-ющие фильтры. Поэтому при частоте входного тока 400 Гц и выше при выходной мощности до 50 Вт, а также при частоте входного тока 50 Гц и выходной мощности до 10 ... 15 Вт применение ВИЭП с ППЧ с бестрансформаторным входом, по мнению авторов, не дает ощутимых преимуществ по сравнению со схемами с разделительным сетевым трансформатором на входе. Это объясняется тем, что габариты помехоподавляющих фильтров и элементов гальванической развязки соизмеримы с габаритами разделительного входного трансформатора.

Высоковольтные источники электропитания с ППЧ могут быть построены как по схемам с самовозбуждением, так и по схемам с независимым возбуждением инвертора преобразователя. При выходных мощностях порядка единиц ватт находят применение ВИЭП с самовозбуждением, в которых выходной трансформатор работа-

ет в режиме с насыщением средечника, а при выходных мощностях до 50 Вт - с коммутирующими элементами. Однако схемы с самовозбуждением, несмотря на их простоту, имеют незначительные возможности по регулированию, в частности, по регулированию и стабилизации частоты преобразования, что для ВИЭП имеет существенное значение.

Построение узлов управления инверторов в ВИЭП с ППЧ с независимым возбуждением на микросхемах позволяет значительно расширить возможности регулирования и управления. При этом узел управления по своим массогабаритным характеристикам соизмерим с коммутирующими элементами в схемах с самовозбуждением.

Относительно выбора однотактной или двухтактной схемы преобразования для построения ВИЭП с ППЧ следует сказать, что этот вопрос в научно-технической литературе в настоящее время является дискуссионным. Обе схемы обладают преимуществами и недостатками, поэтому выбор той или иной схемы основывается на опыте разработчика. Анализ этих схем, приведенный в [17], показывает, что по своим характеристикам эти схемы являются эквивалентными. В стабилизирующих ВИЭП используется, в основном, амплитудно-импульсный и широтно-импульсный способы регулирования выходного напряжения. Перспективным для стабилизирующих ВИЭП является также способ с внутренней широтно-импульсной модуляцией мощности с токовым регулированием и ИШИМ. регулирования с резонансным LC-контуром на выходе инвертора.

Применение того или иного способа определяется выходной мощностью ВИЭП. В ВИЭП малой мощности (до 50 Вт) целесообразно использовать амплитудный и токовый способы регулирования, причем последний является продпочтительным, так как потери мощности при этом значительно меньше, чем при амплитудном регулировании, а возможности регулирования значительно шире.

В ВИЭП средней мощности (до 1 кВт) целесообразно использовать широтно-импульсный способ регулирования.

При выходных мощностях свыше 1 кВт предпочтительным является способ ИШИМ регулирования с резонансным LC-контуром на выходе инвертора, так как при таком построении ВИЭП силовые транзисторы инвертора наиболее полно используются по мощности, а уровень помех на выходе значительно снижается.

Высокое напряжение в ВИЭП формируется при помощи транс-форматорно-выпрямительного модуля, который в зависимости от выходной мощности строится по одной из схем, описанных в§ 1.4.6.

1.7.2. ПРИМЕРЫ ВЫПОЛНЕНИЯ СТАБИЛИЗИРУЮЩИХ ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ

источников ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ С ВЫХОДНОЙ мощностью до 5 Вт

На рис. 1.81 приведена принципиальная электрическая схема источника с выходной мощностью до 2 Вт (в качестве примера показано выполнение ВИЭП на выходное напряжение 2 кВ и выход-82

Рис. 1.81. Схема источника электропитания на выходное напряжение 2 кВ и выходно/} ток 50 мА

Рис. 1.82. Схема источника электропитания с пьезотрансформатором на выходное напряжение 10 кВ и выходной ток 25 мкА