при формировании узлом АФК (в режиме местного управления) или при подаче на вход внешнего управления (в режиме централизованного управления) команды на установку выходного напряжения --12 кВ ([/у 12) блок управления формирует на прямых выходах 7?5-триггеров Qi, Q2, Q3 сигнал 1, причем импульсы на выходах Qi и Qa формируются с задержкой один относительно другого и выхода Qs на время 2... 3 мкс, что обеспечивает ступенчатое нарастание выходного напряжения.

При подаче команды на установку уровня напряжения +10 кВ f/yio) сигнал О формируется на выходах Q2 и Q3, а на выходе 1 в это время формируется сигнал 0. При подаче команды на установку уровня напряжения +8 кВ {Uy в) на выходах Qi и Qg формируется сигнал О, а на выходе Q3 - сигнал 1. При подаче команды на установку уровня напряжения +6 кВ {Uy в) на выходах Qi, Q2, Qs формируется сигнал 0.

Выходы Qi, Q2, Qs подключаются к соответствуюш,им контактам управляемых источников электропитания по схеме на рис. 2.26.

Глава третья

КОНСТРУКЦИИ и ЭЛЕМЕНТНАЯ БАЗА ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ

3.1. Унификация высоковольтных источников электропитания

Разнообразие требуемых выходных параметров ВИЭП (прежде всего, сочетаний напряжений и токов) привело к широкой номенклатуре типономиналов и типоразмеров. Некоторые фирмы [78] считают, что идеальным высоковольтным источником является регулируемый. Однако такой источник имеет усложненную схему и повышенную трудоемкость изготовления по сравнению с нерегулируемым источником.

Основным направлением, позволяюш,им выполнить задачу унификации ВИЭП, следует признать функционально-узловой метод их построения. Этот метод опробован отечественной промышленностью в течение достаточно длительного времени (более 20 лет) в области низковольтных ИЭП. В высоковольтных устройствах он начал применяться сравнительно недавно. Достоинства функционально-узлового метода особенно ош,утимо проявляются при унификации ВИЭП различных классов (например, с постоянным и импульсным выходными напряжениями).

Напомним, что в основе функционально-узлового метода лежит разделение источников электропитания на унифицированные узлы по функциональному и конструктивному признакам. Для сведения к минимуму избыточности параметров, которая является следствием всякой унификации, необходимо провести вы-

бор рациональных выходных мощностей и напряжений функциональных узлов й оптимизацию источников на их основе.

Источники электропитания обычно должны выполнять следующие функ-дии: преобразование напряжения с гальванической развязкой; выпрямление напряжения; стабилизацию напряжения; фильтрацию напряжения; защиту нагрузки от перенапряжений; сохранять работоспособность после устранения перегрузки по току и короткого замыкания нагрузки.

Разделение источника на функциональные узлы может быть проведено с учетом выполнения отдельным узлом одной или нескольких функций. При выборе количества функций и их сочетаний определяющими являются следующие факторы: мощность тепловых потерь, условия охлаждения; базовая несущая конструкция; электромагнитная совместимость отдельных функциональных узлов; условия эксплуатации; элементная база; конструкционные материалы; технология изготовления.

Два последних фактора оказывают на проектирование высоковольтных устройств значительно большее влияние, чем на проектирование низковольтных. Как правило, ВИЭП являются одно-канальными и это существенно облегчает задачу построения их на основе функциональных узлов.

В маломощных ВИЭП основная доля тепловыделения приходится на входную (низковольтную) часть схемы, в которой протекает существенно больший ток по сравнению с выходной (высокочастотной) частью. Последняя рассчитывается на высокое рабочее напряжение и, кроме того, может находиться под дополнительным высоким потенциалом. Это существенное различие входной и выходной частей схемы является характерным для высоковольтных источников электропитания. В то же время следует отметить общность входной части схемы ВИЭП с низковольтными источниками, что позволяет проводить унификацию входных частей схем низковольтных и высоковольтных ИЭП.

Конструктивное исполнение ВИЭП определяется местом их размещения в составе РЭА. При компоновке в унифицированных базовых несущих конструкциях (БНК) ВИЭП имеют законченные конструктивные исполнения и подчиняются модульному принципу. Если ставится задача размещения в заданном объеме всего высоковольтного устройства, содержащего питаемую аппаратуру и ВИЭП, то последний может иметь форму, определяемую конфигурацией отведенного объема.

Использование БНК позволяет повысить надежность и технологичность модулей, улучшить тепловой режим, экранирование и заземление [79]. Применение модульного принципа несколько увеличивает габариты оборудования, но вместе с тем сокращает сроки ремонта и модернизации аппаратуры.

При рассмотрении модульного принципа компоновки ИЭП (низковольтных н высоковольтных) целесообразно пользоваться следующими конструктивными Уоовнями:

модуль нулевого уровня (рис. 3.1, поз. 1) - функциональный узел или

ИЭП в виде микросборки, микросхемы п т. п., устанавливаемый на несущем элементе унифицированного БИК первого уровня; модуль первого уровня (рис. 3.1, поз.

2) - ФУ или ИЭП в виде ячейки, компонуемой в УБНК второго уровня;

модуль второго уровня (рис. 3.1, поз

3) - ИЭП (одно- или многоканальный) в виде блока, компонуемый в УБНК третьего уровня;

модуль третьего уровня - набор модулей второго уровня (или законченная система электропитания) в виде стойкп или шкафа.

Самостоятельный модуль третьего уров ня ВИЭП применяется, как правило, в мощ-ных (более 20 кВт) устройствах. Обычно набор блоков ВИЭП или система электропитания высоковольтного прибора располагается непосредственно возле нагрузки в составе функционально законченного устройства, например индикаторного. На рис. 3.1 показано такое устройство, выполненное конструктивно в виде модуля третьего уровня (поз. 4), в состав которого входят индикатор (поз. б), а также низковольтные (поз. 3) и высоковольт ные (поз. 5} источники электропитания.

Размеры модулей нулевого уровня выбираются из условия оптимального размещения их на несущем элементе модуля первого уровня. Так, размеры корпусов микросборок ИЭП, показанных ка рис. 3.2, позволяют компоновать на печатной плате 170X75 мк три корпуса ВИП1 или два корпуса ВИП2. На печатной плате

Рис. 3.1. Конструктивные уровни разукрупнения высоковольтных источников электропитания

1=@=

ппп ппп

Рис. 3.2. Корпус модуля нулевого уровня источника электропитания, выполняемого в виде микросборки