сигнал. Последний устанавливает требуемый уровень напряжения на выходе источника ИВНз.

При необходимости понижения выходного напряжения сигналом с узла УЛУ включается ключевой элемент 5i. Энергия индуктивного накопителя HHi через первичную обмотку трансформатора передается во вторичную обмотку, напряжение на которой включено встречно суммарному напряжению на источниках HBHi и HBHz, равному максимальному уровню выходного напряжения Un. Когда напряжение на катоде уменьшится до значения, равного выходному напряжению, открывается диод VDu Емкость нагрузки разряжается до заданного уровня, после чего ключевой-элемент Si выключается, разряд емкости нагрузки прекрашается и уровень заданного выходного напряжения поддерживается ис- точником ИВНз.

2.2.4. устройства с пкреключением и формированием уровней выходного напряжения по цепям высокого напряжения

Обобщенные структурные схемы рассматриваемых переключа--емых ВИЭП приведены на рис. 2.6 и 2.7. В отечественной и зарубежной патентной литературе опубликовано множество схем, реализующих данный способ переключения и формирования уровней выходного напряжения [64, 65, 70, 71] и отличающихся одна от другой построением зарядных и разрядных ключевых элементов и их управлением.

На рис. 2.21 приведена функциональная схема переключаемого ВИЭП, в которой зарядные и разрядные ключевые элементы построены на тиристорах. Схема рассчитана на переключение двух уровней выходного напряжения 6 и 12 кВ при выходном токе до< 14 мА. Время переключения с одного уровня на другой не превышает 50 мкс. Высокочастотные пульсации выходного напряжения на уровнях не превышают 0,03% от [/вых- Источник работает от системы электроснабжения напряжением 220 В трехфазного тока частоты 400 Гц. Нестабильность вершины импульса выходного напряжения не превышает 1,5%. Схема рассчитана на длительный режим работы. Конструктивно ВИЭП выполнен в виде двух модулей, размещаемых в шкафу с принудительной вентиляцией.

Высоковольтный ИЭП содержит два последовательно включенных источника высокого напряжения HBHi и ИВНг. Выходное напряжение каждого источника равно 6 кВ. При помощи зарядного ключевого элемента на тиристорах VSi ... VSi4 происходит заряд емкости нагрузки до уровня +12 кВ. Зарядные тиристоры; управляются от выходных обмоток потенциального трансформатора TVi, первичная обмотка которого подключена к импульсному усилителю, по сигналу управления Uyi. Длительность пребывание тиристоров в открытом состоянии выбирается из условия заряда выходной емкости до заданного уровня. Для установления уровня 4-6 кВ сигнал управления Uy2 подается на вход импульсного уси-

ZC980A

ZC9bOA

2C380A гсаш

Рис. 2.21. Схема высоковольтного источника электропитания с переключением ло цепям высокого напряжения

лителя ЯУа, который наводит на первичной обмотке трансформатора TV2 импульс управления, открывающий разрядный ключевой элемент. Последний выполнен на тиристорах VSis... VSzs-Через них выходная емкость разряжается на конденсатор Сг источника ИВН2. Так как емкость конденсатора Сг много больше выходной емкости, то напряжение на выходе быстро спадает до -f6 кВ.

Стабилитроны шунтирующие тиристоры, служат для их защиты от перенапряжений, резисторы R25... Rsa и R41 ... Rsi являются помехозащитными, резисторы ?з9, Rio и диоды VDs? и VDss предназначены для устранения обратного выброса напряжения на вторичных обмотках трансформаторов TVi и TV2.

Характерным видом нестабильности работы рассматриваемой схемы является снижение верхнего уровня выходного напряжения. 118

Это снижение зависит от емкости Сн и тока утечки при выключенных тиристорах. Допустимое снижение напряжения At/, не влияющее на качество изображения, можно принять равным 200 В. Если время tp, в течение которого происходит допустимое снижение напряжения, мало, то производится периодический подзаряд емкости нагрузки Сн.

Заданную пульсацию напряжения на нижнем уровне (6 кВ} можно получить изменением параметров фильтра. Эти изменения не будут отражаться на времени переключения уровней. Пульсации на верхнем уровне напряжения практически отсутствуют, так как этот уровень определяется характеристикой утечки емкости Сн, имеющей гладкий (экспоненциальный) характер.

Задавшись временем заряда /з = 55 мкс и допустимым снижением напряжения Af/=100 В в течение гр = 0,6 мс, можно рассчитать величины Сн и Яз по формулам

C„=AQ/A[/; R, = tJ3C,

где AQ = tpp - уменьшение заряда емкости за время t; 1р=1мА - максимальный ток разряда емкости, определяемый сопротивлением контура разряда.

Таким образом, имеем

AU ~ 100 -u,o-iu Ф, 55.1

-7 = 3000 Ом.

3-0,6-10-

Мощности источников нижнего и верхнего уровней напряжения определяются токами заряда емкости Сн, потребляемыми от этих источников. При отсутствии управляющих импульсов напряжение на емкости Сн равно 6 кВ и потребляемый ток ti = tp-btcT=* =6 мА, где 1ст==5 мА - ток через стабилитроны.

Мощность источника нижнего уровня

Pj = [/ii, = 6000-6-10-3 = 36 Вт.

Заряд емкости Сн от уровня f/i до уровня U2 описывается зависимостью

Uc = {U,-U,)

1--ехр

при этом зарядный ток

i=C,idUcfdt)C, -- = 0,6.10-«-6000 Qgg

1з 55-10-

С учетом скважности при частоте следования управляющих импульсов /у =1000 Гц среднее значение тока, потребляемого от источника 14 кВ, равно

гср2 = 34/у =0,65-55-10-6.1000 = 36-10-3 А.