大功率電子管燈絲的供電裝置的製作方法
2023-07-02 03:54:46
專利名稱：大功率電子管燈絲的供電裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及電源電路。更具體地說，是一種大功率電子管燈絲的供電裝置。
電子管陰極(燈絲)所加的電壓和電流是電子管正常工作的必備條件。它可以使電子管的陰極溫度達上千度，由於燈絲上加的電壓直接影響電子管壽命，因此要有一定程度的穩定性和精確度。但是現有技術中的各類電源電路由於無較高精度的穩壓措施、存在浪湧電流衝擊等，不僅使其大大影響了電子管的使用壽命，而且效率低、能耗高。
如目前仍然有一定使用量的10KW電視發射機末級大功率電子管燈絲的供電，採用變壓器降壓，二極體整流以及LC濾波。這類電路的電壓輸出穩定度取決於電網電壓。而目前我國一般工業用電電網電壓波動範圍約為10％-20％，增加設置交流穩壓器也只是使波動的範圍有所減小，卻不能消除波動。另外，處在真空狀態下的電子管燈絲在冷態時，其電阻很小，而在高溫狀態下，其電阻要大得多。當工作電壓直接加在冷態下的燈絲上時，形成的「浪湧電流」對發射管使用壽命速成極大的危害，多數白熾燈泡的損壞發生在某一次開燈的瞬間，就是這種「浪湧電流」危害性的證例。不僅如此，變壓器降壓整流供電電路效率低、能耗大。
已有為減小浪湧電流的衝擊，在大功率電視發射機上採取改進措施。主要有採用分檔上燈絲電壓的方法，以及「黑燈絲」法。前者是分兩檔或三檔增加燈絲電壓到額定值，但這種方法並沒有為電子管提供穩定工作電壓，浪湧電流雖然有所減小，但依然存在；後者是在發射機停播以後，使燈絲供電仍保持額定值的20％左右電壓，燈絲呈暗紅色，顯然的缺陷是浪費能源、帶電停機給例行的維修帶來方便，同時，電子管長期使用在欠壓狀態下，會造成陰極中毒，不利於管子正常工作特性的發揮。
此外，由於一般的開關穩壓電源要求其開啟後應在20-50ms時間內達到額定電壓值，因而不適合用於大功率電子管的燈絲供電。不僅如此，常規開關穩壓電源都具有過流過壓保護措施，對電子管的冷態低阻所產生的衝擊電流也作為「過流」進行「保護」，因而無法正常工作。
本實用新型的目的在於避免上述現有技術中的不足之處，提供一種大功率電子管燈絲的供電裝置。該供電電路能夠為大功率電子管燈絲提供穩定的工作電壓和平滑上升的啟動電壓。以便於消除「浪湧電流」，保證電子管的正常使用壽命，保證電子管工作特性的正常發揮，降耗節能、提高效率。
本實用新型的目的通過如下技術方案實現本實用新型的結構特點是採用以脈寬調製電路PWM為控制電路的開關穩壓電源，並為所述開關穩壓電源設置可從零開始平滑提升其基準電壓至額定值的平滑控制電路。
開關穩壓電源是以交流電源為交流輸入，直接經整流濾波得到直流高壓，然後分兩路送出，一路為功率轉換提供電源，另一路產生12-25V輔助電源，作為脈寬調製等其它單元電路的工作電源。在脈寬調製電路中產生一系列脈衝寬度可調的輸出脈衝電壓，該電壓被饋到功率管的輸入端，以控制功率管為導通或截止狀態，再經高頻變壓器隔離降壓後經輸出整流電路整流輸出，同時輸出反饋電路將輸出的電壓及電流信號送回PWM自動調整輸出脈衝的寬度，從而穩定輸出電壓。由於平滑控制電路對PWM基準電壓進行從零開始的平滑提升，因而，可使輸出電壓形成一個逐步上升的曲線。當PWM的基準電壓被提升至額定值時，即已達到穩定的輸出電壓。
本實用新型通過改善開關穩壓電源的起動響應特性，使之能夠較好地應用於燈絲電源。與已有技術相比，本實用新型可為大功率電子管燈絲在開機時平滑加壓，工作時穩定供電，杜絕開機時對發射管的電流衝擊，使電子管始終工作在高精度穩壓狀態。因而節能、降耗、降低故障率，減少維護工作量，平均延長電子管的使用壽命達5倍以上。
圖1為本實用新型電路框圖。
圖2為本實用新型電路原理示意圖。
圖3為本實用新型實施例1電路原理示意圖。
圖4為本實用新型實施例2電路原理示意圖。
圖5為本實用新型實施例1電路結構示意圖。
圖6為本實用新型實施例2電路結構示意圖。
以下通過實施例，結合附圖對本實用新型作進一步描述。
實施例1參見附圖1、圖2，本實用新型採用以脈寬調製電路PWM為控制電路的開關穩壓電源，並為所述開關穩壓電源設置可從零開始平滑提升其基準電壓至額定值的平滑控制電路。
如圖1所示，本實施例中的開關穩壓電源以交流電源為交流輸入，直接經整流濾波得到300V直流高壓，然後分兩路送出，一路為功率轉換提供電源，另一路產生12-25V輔助電源，作為脈寬調製等其它單元電路的工作電源。在脈寬調製電路中產生一系列脈衝寬度可調的輸出脈衝電壓，該電壓被饋到功率管的輸入端，以控制功率管為導通或截止狀態，再經高頻變壓器隔離降壓後經輸出整流電路整流輸出，同時輸出反饋電路將輸出的電壓及電流信號送回PWM自動調整輸出脈衝的寬度，從而穩定輸出電壓。圖中的保護電路用以檢測輸出電壓、電流及輸入情況，當電壓及電流出現設計不允許的異常值時，保護電路給出控制信號，使PWM電路停止工作，以保護功率轉換電路本身及負載。
本實施例中的基準電壓由所述平滑電路從零開始提升至額定值的提升時間大於10秒。由於平滑控制電路對PWM基準電壓進行從零開始的平滑提升，因而，可使輸出電壓形成一個逐步上升的曲線。當PWM的基準電壓被提升至額定值時，即已達到穩定的輸出電壓。
如圖2所示，本實施例中的平滑控制電路由電晶體Q和設置在電晶體Q的基極與電源VDC之間的RC電路構成，電晶體Q的集電極接脈寬調製電路PWM的基準電壓輸出端。該電路所提供的電壓上升時間的長短可以藉助RC參數的調整而在較大的範圍內改變。電阻R應滿足條件(VDC-Vbeo)/R)＞Ibo。其中，Ibo為電晶體Q可靠飽和時所需的基極電流，平滑時間受Q飽和深度、IC基準輸出電流、環境溫度、VDC電壓等的影響，一般C取值從10μ至1000μ之間，可使平滑時間從10s至10mim不等。
由於電容兩端電壓不能突變，開機時，電容兩端電壓為零，電晶體飽和導通，PWM基準電壓輸出被箝制為零。隨著電容C的充電，電容上的壓降逐步降低，使電晶體開始進入放大狀態，電晶體VCE開始上升，也即PWM電路的基準電壓輸出也在逐步提高。當電容充電結束時，其基極電流為零，電晶體工作於截止狀態，其集電極與發射極間呈開路，此後，PWM電路以其額定的基準電壓輸出。圖中二極體D是為在關機時，給電容C提供一個放電通路，使平滑控制電路立即回到對PWM電路的控制狀態。
如圖3.如圖5所示，本實施例中，開關穩壓電源的PWM控制電路採用XX1525系列晶片，電晶體Q集電極接XX1525晶片的基準電壓輸出端，為16腳，發射極接地。
實施例2參見圖4、圖6，與上述實施例1不同的是本實施例中，電晶體Q的集電極接XX1525晶片的電壓比較器基準電壓輸入端，為第1腳，發船極接地。該電路尤其適用於電壓比較器的基準電壓輸入端在晶片上具有外接管腳。
權利要求1.一種大功率電子管燈絲的供電裝置，其特徵是採用以脈寬調製電路PWM為控制電路的開關穩壓電源，並為所述開關穩壓電源設置可從零開始平滑提升其基準電壓至額定值的平滑控制電路。
2.根據權利要求1所連的大功率電子管燈絲的供電裝置，其特徵是所述基準電壓從零開始提升至額定值的提升時間大於10秒。
3.根據權利要求1所述的大功率電子管燈絲的供電裝置，其特徵是所述平滑控制電路由電晶體Q和設置在電晶體Q的基極與電源VDC之間的RC電路構成，所述電晶體Q的集電極接脈寬調製電路PWM的基準電壓輸出端。
4.根據權利要求1所述的大功率電子管燈絲的供電裝置，其特徵是所述平滑控制電路由電晶體Q和設置在電晶體Q的基極與電源VDC之間的RC電路構成，所述電晶體Q的集電極接電壓比較器的基準電壓輸出端。
5.根據權利要求3所述的大功平電子管燈絲的供電裝置，其特徵是所述PWM控制電路採用XX1525系列晶片，電晶體Q集電極接XX1525晶片的16腳(Uref信號端)，發射極接地。
6.根據權利要求4所述的大功率電子管燈絲的供電裝置，其特徵是所述PWM控制電路採用XX1525系列晶片，電晶體Q的集電極接XX1525晶片的第1腳，發射極接地。
專利摘要一種大功率電子管燈絲的供電裝置,其特徵是採用以脈寬調製電路PWM為控制電路的開關穩壓電源,並為所述開關穩壓電源設置可從零開始平滑提升其基準電壓至額定值的平滑控制電路。本實用新型可為大功率電子管燈絲在開機時平滑加壓,工作時穩定供電,杜絕開機時對發射管的電流衝擊,使電子管始終工作在高精度穩壓狀態。使用本實用新型可平均延長電子管的使用壽命達5倍以上。
文檔編號G05F1/46GK2358475SQ9824283
公開日2000年1月12日 申請日期1998年12月2日 優先權日1998年12月2日
發明者馬廷和 申請人:馬廷和