Cнова о стабилизаторах напряжения со стабилизацией по сети
(Из Technical Correspondence, QST, January 1992, pp.95...96)
Рубрику ведёт Paul Pagel, N1FB
Greg McIntire, AA5C.
Привожу немного текущей информации относительно темы, затронутой мной в моей статье “A Line-Side Regulator for High-Voltage Power Supplies”(“Стабилизатор напряжения со стабилизацией по сети для высоковольтных источников питания”) [ 1 ]. В той статье я описал метод стабилизации напряжения высоковольтных источников питания на входе из питающей сети (по первичной обмотке силового трансформатора) с помощью симистора. Время нахождения симистора в открытом (и закрытом состоянии - их соотношение, угол отсечки) зависит от нагрузки стабилизатора для данного момента. Работа такого стабилизатора долгое время с минимальной нагрузкой может создать проблемы. Держать симисторы в открытом состоянии (длительно), в этом случае, нельзя (и секунды-много), если этого не учитывать, то первичная обмотка трансформатора перегреется и может выйти из строя.
Симистор ключуется принудительно (в результате обратной связи с выхода стабилизатора). Это может осуществляться только раз в секунду или в пределах этого промежутка времени, чтобы менять управляющие данные, поступающие с высоковольтного (выходного для стабилизатора) делителя напряжения (резистора утечки) - (для сохранения частоты питающего напряжения достаточно производить переключение, в пределе, в два раза медленнее частоты сети, при 50 Гц - 25 раз в секунду – UA9LAQ). Такая эксплуатация может приводить к большим броскам тока в первичной обмотке силового трансформатора, которые могут вызвать насыщение его сердечника. При этом ток в первичной обмотке будет определяться только активным сопротивлением провода первичной обмотки, а оно, известно, мало. При применении устройства нужно быть уверенным, что (в любом случае) ток в первичной обмотке будет ограничен или (и) не будет доводиться до режима насыщения. Возможное решение вопроса включает применение токоограничивающего резистора в цепи первичной обмотки трансформатора с использованием более сильной нагрузки для утечки (резисторов с меньшим сопротивлением и, соответственно, с большей мощностью рассеивания для делителя напряжения) и выбор более тщательно рассчитанного (под требования работы при повышенных токах, а, значит, ”могутного”) силового трансформатора. Я получил много писем с вопросами относительно использования данной схемы стабилизатора в 240-вольтовых сетях. Чтобы это осуществить, значение сопротивления резистора 1,8 ком (включенного между первичной обмоткой силового трансформатора и выводом 4 опто-изолятора U2 в схеме оригинала статьи) нужно удвоить (3,6 ком) и одну сторону линии отцепить от нейтрали (т. е., по-видимому, “ноль” сети не соединять с корпусом РА – UA9LAQ). Я, лично, этого делать не пробовал, но другие, такие, например, как Wes Atchison, WA5TKU успешно это проделали. Wes немного добавил в оригинальную схему (см. Рис. 1). Количество дополнительных деталей минимизировано, благодаря использованию, не используемых ранее, составных частей микросхемы U1- набора компараторов. Модификация Wes’а включает таймер задержки для прогрева нитей накала ламп (катодов) РА, схемы управления напряжением на экранной и управляющей сетках с использованием реле и выключение высокого напряжения в РА, в случае выхода из строя системы охлаждения ламп (вентилятора).
Рис. 1. Стабилизатор высокого напряжения со стабилизацией по питающей сети (модификация схемы из [ 1 ], предложена WA5TKU). Сравните эту схему с оригинальной на Рис. 1 из [ 1 ]. Это устройство работает в сетях переменного тока напряжением 240 В и содержит дополнения, указанные в сопроводительном к схеме тексте, касающиеся таймера задержки включения высокого напряжения до прогрева катодов ламп РА, управления напряжением на экранной и управляющей сетках и выключения высокого напряжения при аварии системы охлаждения (вентилятора). S1 - дополнительный SPDT микропереключатель, снабжённый лопаточкой, помещённой на пути прохождения воздуха к лампам РА. Пока давления воздуха хватает, чтобы удержать микропереключатель в незамкнутом состоянии, - высокое напряжение будет включено. С1 и R2 образуют часть схемы задержки во времени, их номиналы не являются критичными, но должны обеспечивать хотя бы половину требуемого времени задержки. Точное требуемое время задержки устанавливается подстройкой R1, движок которого ставится в положение, когда уровень выходного напряжения U1D (вывод 13) становится высоким во время предписанной задержки. (Время, необходимое для разогрева катодов ламп РА является минимальным рекомендуемым временем задержки). Увеличение сопротивления R1 приводит к увеличению времени задержки. Если напряжение на выводе 11 меньше, чем напряжение на выводе 10, выходной уровень напряжения на выводе 13 U1D - низкий (около 0). Напряжение на С1 растёт с течением времени (по мере его зарядки), как только его значение сравняется со значением напряжения на выводе 10 или превысит его, произойдёт переключение компаратора - на выводе 13 появится высокий уровень напряжения. Низкий уровень, обусловленный замкнутыми контактами переключателя S1 или наличием на выводе 13 U1D низкого уровня, не позволят уровням на выводах 5 и 6 быть более 0 В. А это соответствует выключенным высоким напряжениям: анодному и экранной сетки. К1 – SPST-реле с 24-вольтовой обмоткой, его контакты должны быть рассчитаны на ток экранной сетки ламп(ы) РА.
Примечание: SPDT – одно положение-два направления (здесь: о микропереключателе),
SPST - одно положение-одно направление (здесь: о реле).
Литература: 1.G. McIntire, “A Line-Side Regulator for High-Voltage Power Supplies”, QST, May 1987, pp. 23…25.
Greg McIntire, AA5AC, Rt I, Box 136E, Princeton, TX 75407 (подпись автора вышеизложенной информации)
Свободный перевод с английского: Виктор Беседин (UA9LAQ) ua9laq@mail.ru
г. Тюмень июнь, 2003 г
