pa, например автоматическая система управления воздушным движением [6], размещается в отапливаемом помещении, то она рассчитывается на температуру окружающей среды от --5 до --40°С, атмосферное давление не ниже 460 мм рт. ст. и относительную влажность воздуха 95% при температуре 30°С. Радиолокационный комплекс [6] может эксплуатироваться в различных диапазонах температуры окружающей среды: от --5 до -f40°C и от -50 до -f40°C. Для второго диапазона характерна относительная влажность воздуха 98% при температуре 35° С. Стационарная и передвижная РЭА [7] эксплуатируется в диапазоне температуры от -50 до -(-85° С и относительной влажности воздуха до 100%.

Для конструкций высоковольтных устройств характерна большая толщина слоя изолирующего компаунда, поэтому для таких изделий довольно опасным режимом является циклическое изменение температуры. Так, при подъеме на высоту более 9000 м температура окружающей среды за короткое время достигает -60° С [7]

При эксплуатации в составе самолетной РЭА высоковольтные ИЭП должны сохранять работоспособность в условиях атмосферного давления 5 мм рт. ст.

К высоковольтным устройствам предъявляется также требование устойчивости к воздействию проникающей радиации [8]. Наиболее критичным параметром в этом случае является сопротивление изоляции. При плотности потока нейтронов 10" СМ-2-С- и мощности дозы у-излучения 10 Р/с сопротивление изоляции устройств может снижаться на несколько порядков. Кроме того, следует учитывать изменения, происходящие в полупроводниковых структурах, конденсаторах, моточных изделиях и др

Наряду с требованиями к входным и выходным параметрам предъявляются также требования к конструктивно-технологическому исполнению. Конструкция высоковольтного источника электропитания должна обеспечивать тепловой режим, удобство обслуживания, уровень технологичности, уровень унификации, безопасность работы обслуживающего персонала. В некоторых случаях может быть выдвинуто требование ремонтопригодности. К конструктивио-техиологичес-ким требованиям относится также уровень миниатюризации.

1.2. Классификация стабилизирующих источников электропитания высокого напряжения

Как правило, ВИЭП содержит в своем составе высоковольтный выпрямитель, который через повышающий трансформатор подключен к источнику электроснабжения. Источником электроснабжения может служить сеть с напряжением переменного или постоянного тока. При источнике электроснабжения постоянного тока между этим источником и повышающим трансформатором устанавливается преобразователь напряжения постоянного тока в напряжение переменного тока.

Стабилизирующие ВИЭП имеют в своем составе стабилизатор напряжения - функциональный узел, осуществляющий стабилизацию выходного напряжения. По способу стабилизации выходного напряжения стабилизирующие ВИЭП можно разбить на две основные группы: с параметрическими и компенсационными стабилизаторами напряжения.

При параметрическом способе стабилизации отсутствует цепь обратной связи и стабилизация осуществляется за счет использования нелинейных элемен-

тов, параметры которых автоматически изменяются при внешнем воздействии таким образом, что выходное напряжение остается неизменным. Нелинейный элемент может быть включен как со стороны высокого напряжения параллельно нагрузке, так и со стороны низкого напряжения источника электроснабжения. Так, подключение стабилитронов параллельно нагрузке через токоограничиваю-щий резистор к высоковольтному выпрямителю позволяет стабилизировать выходное напряжение независимо от входного напряжения и тока нагрузки.

Включение нелинейного элемента со стороны системы электроснабжения позволяет значительно снизить рабочее напряжение на нем Примером выполнения параметрической стабилизации ВИЭП со стороны системы электроснабжения может служить встречно-последовательное соединение двух стабилитронов, включенных параллельно входной обмотке повышающего трансформатора. При этом значение выходного напряжения не зависит от значения входного напряжения, но зависит от тока нагрузки

Схемы параметрического способа стабилизации просты и надежны, но при этом невозможно осуществить плавную регулировку выходного напряжения н необходимую точность его установки. ВИЭП с параметрическим стабилизатором обычно применяется при выходных мощностях до единиц ватт, небольшом КПД и широких пределах допуска на установку выходного напряжения.

Компенсационные стабилизаторы напряжения позволяют плавно регулировать выходное напряжение ВИЭП, обеспечивают высокую точность установки и стабилизации выходного напряжения При компенсационном способе стабилизация осуществляется за счет воздействия изменения выходного напряжения на регулирующий элемент (РЭ) через узел обратной связи (УОС)

По месту включения РЭ при компенсационном способе стабилизации ВИЭП подразделяются на:

ВИЭП с включением РЭ на стороне высокого напряжения последовательно с нагрузкой {последовательные стабилизаторы напряжения) и параллельно нагрузке (параллельные стабилизаторы напряжения);

ВИЭП с включением РЭ на стороне системы электроснабжения перед первичной обмоткой повышающего трансформатора

По роду работы регулирующего элемента ВИЭП подразделяются на непрерывные и импульсные. В непрерывных стабилизаторах напряжения РЭ работает в непрерывном режиме, причем его активное сопротивление плавно изменяется под воздействием влияющих величин.

В импульсных стабилизаторах РЭ работает в импульсном режиме, длительность и периодичность включения его изменяется под воздействием влияющих величин.

На рис. 1.1 показана структурная схема ВИЭП с последовательным стабилизатором, а на рис. 1.2 -с параллельным стабилизатором напряжения, установленным на выходе высоковольтного выпрямителя ВВ, подключенного к выходной обмотке высоковольтного трансформатора ТВ, первичная обмотка которого подключена к системе электроснабжения. Выходное напряжение ВИЭП подается на вход узла сравнения УС узла обратной связи УОС, где оно сравнивается с напряжением источника опорного напряжения ИОН. Сигнал ошибки через усилитель постоянного тока УПТ подается в необходимой фазе на управляющий вход РЭ, изменяя его сопротивление таким образом, что напряжение на выходе ВИЭП поддерживается с заданной степенью точности. В параллельном стабилизаторе напряжения постоянство выходного напряжения достигается

за счет изменения тока РЭ, протекающего через гасящнй резистор Rr (рис. 12).

Высоковольтные ИЭП непрерывного действия с РЭ, включенным со стороны высокого напряжения, позволяют получить низкий коэффициент пульсаций выходных напряжений и низкое динамическое внутреннее сопротивление.

Рис. 1.1. Структурная схема последовательного стабилизатора напряжения, включенного со стороны высокого напряжения

\УОС

Рис. 1.2. Структурная схема параллельного стабилизатора напряжения, включенного со стороны высокого напряжения

На рис. 1.3 приведена структурная схема ВИЭП с вольтдобавкой, в которой последовательно со стабилизатором напряжения включен нерегулируемый выпрямитель. В этой схе.ме стабилизатор рассчитывается на выходное напряжение с учетом возможного диапазона его изменения под воздействием влияющих величин. Вольтдобавка упрощает схему регулирования, но не уменьшает мощности рассеивания на регулирующем элементе. Качество выходного напряжения у Этой схемы ниже по сравнению со схемами на рис. 11 и 1.2.

Рис. 1.3. Структурная схема стабилизатора напряжения с вольтдобавкой