автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.05, диссертация на тему:Высоковольные преобразователи повышенной стабильности для питания электронных, ионных и рентгеновских источников

- ¡> 1

РЯЗАНСКИ! РАДЦОТЕШиЧЕСИМ ИНСТИТУТ

На правах рукописи

ПИСАРЧУК СЕРГЕЛ ЕВГЕНЬЕВИЧ

УМ 621.31Г.6.027.3

ВЫСОКОВОЛЬТНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ПОВЫШЕННОЙ СТАБИЛЬНОСТИ ДНЯ ПИТАНИЯ ЭЛЕКТРОННЫХ, ИОННЫХ II РЕНТГЕНОВСКИХ ИСТОЧНИКОВ

Специальность: 05.13.05 - Элемента и устройства вычислительной техники и систем управления

АВТОРЕФЕРАТ :

диссертаций на соискание ученой степени кандидата технических наук

Рязань - 1991

Работа вшкшяйна в Рязанском радиотехническом институте

Научный руководитель - заслужешшй деятель науки и техники РСФСР, доктор техкичоскях наук, профессор В.П.Ппловзоров

Ш'Цдаалхше оппонента - лауреат Государствешюй премии,

доктор технических наук, профессор Э.М.Роиаш

- кандидат технических наук В.Г.Костиков

ведущая организация - НПО "Блазга", г. Рязань

Зацита диссертации состоится " " 1992 г. в ч.

на заседании специализированного совета К 053.92.01 в Рязанскои рад.югохнлчасксш института по адресу: 390024, Рязань, ул. Гагарка, 5С-Д.

С диссертацией т.хшю ознакомиться в библиотека Рязанского

рах'тепкчаского :шстптута.

Авторе Те рат разослал " " 1992 г.

.Уч-зннм секретарь стнщалпзированного совета кандидат технически наук

А.Ц.СМОЛЯГОВ.

; - ОНЦАЯ ХАРАКГЕРКСТЖА РАБОТЫ

Актуальность работы. Ваянейтае направления развития сорро-- кэнной полупроводниковой электроники - одной из определяющих научно-технический прогресс отраслей - связаны с удопызеиивм разгероп приборов (повышение степени интеграции), с улучшонком их параметров и характеристик, с увеличением юс надежности и долговечности, с увеличением процента выхода годных изделий. С другой стороны, идет процесс научного поиска ношх полупроводниковых материалов, использования новнх физических принципов, позволяющих освоить более высокие частотные диапазоны, существенно повысить быстродействие приборов и т.д.

Успехи в производстве полупроводниковых приборов в значительной мере определяются как технологическими возможностями используемых процессов, так и оснащенностью техпроцесса физико-аналитическим оборудованием контроля рабочей среда и свойств полупроводниковых структур. Современные приборы исследования и-контроля поверхности представляют собой слоянне, насыщенные электроникой, автоматизированные комплексы оборудования, ваяной составной частью которых являются источники литания электродов различных электронных и ионных зондов и датчиков. От качества выходных напряжений этих источников зависит реализация продельных точностных возможностей, заложенных в физшсо-акалитнческум часть комплекса. Особая ответственность обычно налагается на качество высоких напряжений питания электродов электронных и ионных пушек, различных электронно-оптических систем элементарных часгвд, вторично-электронных и фотоэлектронных умножителей. В этих случаях для получения пространственного разрешения,соответствующего долям микрона,и точности регистрации порядка единиц, а в некоторых случаях и долей процента,величина нестабильности питавших н- пряжений не долина превышать Ю-4 (кратковременная нестабильность при этом требуется как минимум на порядок выше), пульсации не должны пронизать нескольких десятков, а иногда и единиц мЗ. Для обеспечения возможности исследования структур различных веществ в оптимальных режимах, требуется широкодиапазонная регулировка выходного напряжения источников питания. Кроме того, при комплексном исследовании поверхности вещества различными методами с использованием одной и той же зондирующей пушки (например, при сочетании методов оке-спектроскопии и электроскопии характеристических потерь пнег-гии электронов) коэффициент перекрытия по диапазону долмн б:;ть

на молов ста. Предельный коэффициент перекрытия диапазона регулирования. выходного напряжения источника шатания необходим н для обеспечения как можно большего изменения коэффициента увадогшшя при работе спектрометров в режиме электронного микроскопа.

Типичным режимом работа высоковольтных источников, нагрухен-них на различные электронные и ионные пушки, является режим работы при пробоях в цепях нагрузки, который может иметь место прл распылительных процессах, в случаях радения вакуума, в различных аварийных режимах, достаточно часто ветре чамцкхся: при ручной управлении сложными техническими системами. Поэтому провальное проектирование высоковольтных цепей в наличие схем защиты в источниках жизненно необходимы для нормальной работы оборудования.

Современные установки исследования и контроля поверхности являются весьма дорогостоящими объектами, простой которых нздепе-во обходится, эксплуатирующие предприятиям. Поэтому обеспечение высокой надежности является одним из главных требований, предъявляемых к источникам питания, физико-ала' "тического оборудования.

Благодаря усилиям широкого круга специалистов в нашей стране и зарубагом удалось найти большое количество оригинальных технических решений, развить теорию и практику полупроводниковых источников питания. Однако во многом нерешенными остается цроблеш обеспечения высоких точностных показателей качества питающих напряжений, в особенности по пульсациям как сетевой., частоты, так и частоты преобразования. Важнейшей задачей, возникающей при постро-окри высоковольтных преобразователей, является проблема передачи электрической мощности через трансформатор преобразователя на згоричную сторону. Отдельная важная проблема - обеспечение надежной работы высоковольтной питающей аппаратуры при аварийных пробоях в цепях нагрузки.

Пэлъ работы и задачи исследования. Целью диссертационной работы является, повышение точностных показателей высоковольтных стабилизированных преобразователей, улучшение их энергетических характеристик, швышооие надежности функционирования на основе исследования режимов работы их элементов и узлов, создания более точных методик инженерного расчета.

Поставленная цель потребовала роиения следующих задач

I. Определенна требований к.качеству высоких напряжений, пптащих элекгрода электронных, ионных и рентгеновских пушок исхода из его влияния на параметры и характеристики физико-аналитических приборов.

2. Определение катодов построения преобразователей напряжения, пригодных для построения высоковольтных широкодиапазонних прецизионных источников питанпя. Оценка их ыоиностшх и фильтрующих свойств.

3. Исследование ушотштелеи напряжения (711), работающих от генераторов переменных напряжений и токов прямоугольной формы. Определение их параметров в характеристик.

4. Исследование процессов, происходящих в высоковольтных источниках питания. в переходных (пусковых и при аварийных пробоям в цепи нагрузки) реетках. Создание методики расчета выходных кепеи источника с учетом возникающих при пробоях перенапрялшшШ на элементах и расчет цепей плавного запуска.

5. Разработка новых высоковольтных стабилизированных источников питания для различных устройств физико-аналитического приборного оборудования.

Основные методы исследования. Теоретические исследования, выполнены на основе положений математического анализа и теории линейных и нелинейных электрических цепей. Основные трудоеюше расчеты выполнены на ЭВМ. Применялось машинное моделирование сложных цепей. Достоверность выведенных теоретических положений подтверждена экспериментальными исследованиями в лабораторных и промышленных условиях.

Научная новизна работы. Автором получены следующие новые научные результаты, выносишэ на защиту

1. Обоснованы требования, предъявляемые к качеству высоких напряжений, питающих электроды электронных, ионных и рентгеновских пушек, исходя из влияния параметров напряжений на характеристики физико-аналитических, приборов.

2. Получены. аналитические выражения, определяющие мощностные, прэделъно-мощностные я фильтрующие (стабилизационные) свойства преобразователей напряжения, учитывающие влияние индуктивности рассеяния повышающего трансформатора.

3. Определено, что емкостная составляющая нагрузки умножителей напряжения повыиает качество выходного высокого напряжения и уменьшает выходное сопротивление умножителей.

4. Впервые определены потери мощности в умножителях напряжения, работающих от генератора переменного папряпония прямоугольно" формы. '

5. Определены выходные параметры и входные характерно ушожителвй напрякзнкл, работавших от генератора г.орз.таиог) тока

прямоугольной формы.

6. Определены верегрузки. по напряжению, возникающие ка резисторах выходных ДО-фшгьтров маломощных высоковольтных источников при пробоях б цепях нагрузки.

7. Раз<работана и обоснована схема замещения умножителей напряжения со стороны входных зажимов в динамическом реташе. Вывалены формулы пересчета параметров умножителя в параметры эквивалентной. схемы.

8. Предложена методика расчета цепей плавного запуска импульсных источников питания.

Практическая иенцост^ выполненных исследований заключается в том, что при использовании разработанных методик расчета, выведенных формул, сформулированных рекомендаций при проектировании высоковольтных источников повышается качество проектирования, за счет чего возрастает эффективность и надежность работы источников электропитания. Разработан ряд конкретных схем эффективных высоковольтных прецизионных источников питания, которые внедрены в промышленных разработках.

Реализация в ггромшлецности. Результаты теоретических исследований нашли применение при разработке высоковольтных источников питания физико-аналитической, аппаратуры в лаборатории источников вторичного электропитания Научно-исследовательского технологического института (ШЖ!) НЭП СССР, г. Рязань. Новые технические реше-. кия автора внедрены в лрошшланных установках, выпускаемых НИТИ. Акт внедрения результатов диссертационной работы прилагается в Приложении к диссертационной работе.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы обсуадались на:

- Конференциях ыолодых ученых и специалистов НИТИ в 1986, 1987, 1588, 1989, JS90 гг.,

- У Всесоюзной крнфоренции по проблемам преобразовательной техники, Киев (Чернигов), ИЭД All УССР, 1991 г.

Публмэтзди. По результатам диссертации опубликовано 16 печатных работ, в ГО;-."! числе 4 авторских свидетельства и одно положительное рзЕгенка Госко;.мзоОрэтоний о выдаче авторского свидетельства.

Структура к объем работы, Диссертация состоит из вводепвя, пяти глав и эакллчзиш, пзлэ;:х;шшх на 134 стршшкю машяоши-ною токе га, иллюстрированного GO рг.сушзиз: на 37 страницах, содержит 12 таг).ull; , ¡шеет сшсок литература из 140 наиинмшшХ а

прпломенил на 6 страницах.

КРАТКОЕ СОДЗРЯАШЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность теш, проанализировано современное состояние вопроса, сформированы цель и задачи диссертационной работы, приведены методы исследований, показаны научная новизна а практическая данность полученных результатов.

В первой главе обоснованы требования к качеству (стабильности и пульсациям) высоких напряжений, питающих электроды электронных, ионных и рентгеновских зоадовых пушек исходя из их влияния на параметры физико-аналитических приборов. Для различных способов исследования поверхности твердого тела кетодала дифференциального исчисления аналитических выражений и графических зависимостей, полученных ранее, был проведен анализ связей кеаду стабильностью высоких напряжений и характеристика!® приборов. Были установлены выражения, определяющие связь между стабильностью питающих электроды зондирующих пулек высоких напряжений и погрешностью измерений регистрируемых сигналов, а также -степень ухудшения характеристик физико-аналитических приборов, например локальности анализа.

Для ожв-спектромётрии связь меящу током ожа-электронов и прочили параметрами прибора определяется выражением:

где 1р ' - ток зондирующего пучка ;

N - концентрация элемента ; ^Ií/íJk) - вороятность оже-перехода ¿jК ; щ£р£-Л - сечение ионизации уровня ;

X - длина свободного пробега ожз-электрона; t[£,E¿ г)~ коэффициент обратного рассеяния;

'д - угол падения электронов первичного пучка ; Щ - энергия первичных мшроноЬ ' E^elift) ¿ ~ заряд электрона, U-yc*. - ускоряющее напряжение зондирующей пушки;

Bi - энергия связи уровня ;

Н - атомный номер элемента. В свою очередь параметры, зависящие от ускоряющего напряжения, описываются следую'днми. приближэкшж соотнояенияка:

, У~ £¡>¡e¿ .

Исследовав выражение (I) с учетом зависимостей (2) в ч-?.пг-:ы.<

ирицзиодяых по £р/Иус*)) получено соотношение:

__).л£е. (з)

когооое при Ч £ / н* У » { принимает вид:

Последнее соотношение устанавливает связь между нестабильностью ускоряющего напряжения и величиной логреиности измерения тока око -электроно в.

Аналогичным образом установлена связь ыезвду нестабильностью ускоряющего напряжения и величиной непостоянства фонового тока, оггтвдолена степень влияния модулирующего г Фокусирующих высоких напряжении на погрешность измерения регистрируемых сигналов в различных рвадщах оке-спектро.метра.

На!!де'!ы шумовые характеристики электронных потоков при различных токах зондирующего луча и типовой ширине полосы пропускания сусаеш регистрации. Эти характеристики определяют пороги, начиная с которых дальнайаее повышение стабильности питающих напряжений не имеет смысла.

Прпводшш результаты экспериментальных исследований влияния стабильности шсоких питающих напряжений на различных электродах зош^ружеи пуша на локальность анализа спектрометра. Пределом ношсгения стабильности напряжений в это;.: случае является собственна: тепловой пум заряженных частиц, в данном случае электронов.

Установлены особенности влияния нестабильности питающих ньпрялзнип электродов ионной пушки на параметры вторично-ионного масс-спектрометра.-

Исходя кз выходных и вольт-амшрных характеристик рентгеновских трубок, используемых для научных исследований, определена связь мвзду стабильностью анодного напряжения и параметрами рзнтгеноэлектронного спектрометра.

Полученниа результаты позволяют сформулировать требования, .продг чьльемде к стабильности и пульс&ц;т шсоких наир^гшЕЛ, их :.::икт[10Д1: |{«:з1!ко-анаин.ч:чоских приборов.

проанализирован: cxc^::i прооЗразоытилвл рд. л;:,;-:, нг^'бопе ирнгоднпх для псстриин;1:. ум-.о^.оъ^.и.'и-м/ ' гс:-I'.':-¡¡.'-"I':' V не.-:, родоп :и;л:трон:::/х, по .¿■.¿у. .. г-.' а л-...г; х

-1', и1,;,; ;>нср:о г/.чеси'ло г ¡Х;,:;: а:.::-;

характеристшси для преобразователей типа регулируемый конвертор -■ нерегулируемый инвертор при различных алгоритмах управлеикл ¿-гол--верторами. Анализ схем проводился исходя из наличия реааьного повышающего трансформатора инвертора с уютом ого основного паразитного параметра - индуктивности рассеяния. Произведено сравнение схем по установленным параметра/.!. Исследована возможность при; они-тш регулируемых инверторов с дросселем в первичной пепи лги построении высоковольтных источников питания З'изико-анплиткчеокого оборудования. Для некоторых таких устройств определены раалышо регулировочные характеристики, установлены их мо'дностныа aoav.o:?-ности, на основа чего сделан вывод о возможности прн:.?зион".1Я onp.j-доленных схем в маломочных высоковольтных источник;« .¡п'.л.

Анализируя возможшо првкцшш построения стабяхоэярошшшх источников высокого напряжения, показано, что юаболио пригодном типом преобразователя напряжения является преобразователь tîhki регулируемый конвертор-нерегулируемый инвертор. Это сбиклчлотлл высоким КПД, широким диапазоном регулирования выходного н.иц,н-лл-ния, возможностью работать на емкостную нагрузку. Рассмотрены лчи кодификации устройств такого типа. Определены мощностныо по.»:.:-;?: -ности при фиксированном рабочем токе через зломонты прообразовчы-ля, устаноатены предельные значения выходкой модности при учгло наличия индуктивности рассеяния повышающего трансформатора при об-разователя.

Установлены фнлътрушдаэ (стабялпзавдошшо) свойства код»: рованной схемы преобразователя типа регулирует;! конЕортор-нирл\у-лируемый :шьортор в случаях, когда в качества конвертор! используется релейный стабилизатор тока и когда - регулятор напря;.-:оты, инвариантный к изменениям входного напряжения. Показано, что фильтрующие возможности преобразователя вшив, когда инвертор представляет собой регулятор напряхонш, январишпшЗ к измоне-нилм входного напрялташ!.

Сделан вчвод, что для уволячения мосдаостних юзможностоА ярообразо'-лталвл п улучяеккя стопой» отргкУтека рдо.тгкг' иулылччл:! c<;ïOLOju л.чч лллчлч л"К'З'-лдило всемерна ул:а;пл.. л-ч лч.оч'гллмоо'/'ч ралъилллл тл.^ло¡^рлчтолл прообрчзо^чтоля, а 'г'iii:ч; по i;or:o"ir лл!.. поьы.глчч угз: ч олллгл иглчлл'лялч.

Пт-пло-'-ч"! j -члл лл'лл'лмллл: , плллчлч ллч> ;ллл. л.ч, ,.f

:о :л.л.ч<лчл : л ■ ,-л ' ' ' 'ччл >--чо 1тл'01р^ , г.ил; .

; !'лл . •; л' ! . : : 'л •.:.'.: :: л л ! Л; - д- ллглл i .'г; -.. : .< ■•'■■ - ' - ' л

с дросселем в первичной цепи. Показано какие схомы целесообразно использовать в иалокощных источниках высокого напряжения.

В тщтьей главо рассмотрена работа умножителей напряжения в составе высоковольтных источников с промеяуточным преобразованием частоты. Проанализирована работа умножителейработающая от генератора переменного напряжения прямоугольной формы, на нагрузку емкостного характера. Показано, что в этом случае переменная составляющая выходного напряжения уменьшается пропорционально емкости, подключенной к выходу умножителей,и несколько снижается в реальных ситуациях на 10...20 % значение выходного сопротивления ушожителей. Показано, что при подключении к выходу умножителя (с последовательно включенными конденсаторами) емкости Сн , удовлетворяющей условия

1к>2.£/(п1-п.) , возможно дополнительно снизить пульсации выходного напряжения: до уровня

где С - величина емкостей умножителя; ц, - количество его каскадов; 1ц, - ток нагрузки ушозштеля; 7 - рабочий период.

Исследованы процессы в умножителях напряжения в рожимэ работы их от генератора переменного тока прямоугольной формы. Найдены Форш и значения раздета пульсаций выходного напряжения основных однофазных схем. Установлены формы и параметры входных напряжений •генератора прямоугольного тока, нагруженного на умножитель, в зависимости от параметров умножителя и нагрузки. Произведено сравнение умножителей напряжения, работающих от генераторов переменного напряжения и тока прямоугольной формы, по размаху пульсаций выходного напряжения- Установлено, что в схемах, с последовательным и параллельным включением конденсаторов имеется небольшой выигрыш: в мостовой схеме этот выигрыш значителен (8...20 раз теоретически, 4...5 раз практически ; увеличение пульсаций в реальных схемах происходит из-за влияния индуктивности рассеяния повышающего трансформатору), а в циклической схема выигрыша по этому параметру нет. Определены значения максимальных значений обратного напряжения в рассматриваемых схемах умножителей прп питании их от генераторов переменного тока прямоугольной формы. Показано, что при питании циклической схемы умножения напряжения от генератора переменного напряжения или тока отпадает необходимость во включе-

ниа на выход уклопителя выходной оккости. При этом характеристики умюшталя практически не ухудшаются.

В четвертой главе рассмотрена шреходнкэ процессы, происходя-цяо в высоковольтных источниках питания. Предложены методики расчета перенапряжений, возникающих на резисторах сглалиглюдих ЯС -фИЛЬТрОВ, применяемых в высоковольтных прецизионных источниках питания. Полученные гатодики позволяют правильно выбрать тип и количество резисторов, используемых в различных званьях многозвенных И.С. -фильтров, при проектировании высоковольтных выходных цепей. Доказано, что умножитель напряжения, работающий от генератора переменного тока, правомерно представить схемой замещения в виде двухполупериодного выпрямителя с емкостным фильтре:;. Выведены формулы пересчета параметров реального умножителя в параметры схемы замещения. С учетом полученной схемы замещения и формул пересчета становится возкожным анализ устойчивости и качества переходных процессов высоковольтных схем по полученным ранее методикам. Предложены схема плавного пуска высоковольтного источника з методика ее расчета.

В пятой главе рассматриваются некоторые реальные устройства, разработанные с использованием результатов диссертации, показаны особенности разработки основных узлов.

Описывается мощный высоковольтный источник питания рентгеновской трубкл на выходную мощность 1,8 кВт. Источник представляет транзисторную схему на основе гячогоячейковой структуры с бестрансформаторным входом. Все силовые преобразовательные ячейки сгруппированы з дбэ группы противофазно работающих генераторов, нагпуазн-гак на дга ткача двухфазного симметричного умяожтеля напряхекяя. Источник охвачен иэсткой обратной связью, позволяющей получить трэбуемай уровень стабильности выходного напряжения. Устройство снаб:*о:ю всо?.и в:да:а зацит, цэшш цифровой шщнкацда выходных напряжений а тока, системой блокировок и пихикацг.ай их наличия.

Одисмзаотся источник усксряюкого напрятания твхисьтогичосхой ионной пуикв. Выходная мощность источника 200 Вт. Основу с.мокЛ части источника составляет регулятор тока, нагруч-онний на нерегулируемый инвертор. Выходная высоковольтная часть ие-пмшт и с» улраатения лострсоаы орлшылышн образов, ¡кшатилкик мо'.шть полярность выходного кагншг-ення устаног-ко.! этт/утоси нл пактздль-ный или отег.мателышй шход. Лрз перистанои:е отг.^-иы! сряЗ.пл-.ил-, блокировка р.оточк;:,.:а> о?есгочп*«>тая т эт> уст;»:!стн>.

^■лпен'л-.н.-'ся цг^а гчю-.гл'.чы/ ист^чн/л:« с !-уп: чч^;':^'.'.

»!■;:! ил нпх построен на основе преобразователя напряжения типа регулируемой конвертор понижающего типа - нерегулируемый инвертор, второй - на основе однотактного усилителя мощности, работающего в классе Д. В обоих источниках преобразователи напряжения чероз иомгхащай трансформатор нагружены на умкожлтолк напряжения. Для олеспечоивя заданного уровня пульсаций применен 3-авенний № -, Фильтр.

В описанных источниках преобразователи напряжения с учетом индуктивности рассеяния повышающего трансформатора, умножители напряжения в режиме питания от генератора переданного тока прямоугольной йормы, резисторы -фильтров и цепи плавного запуска рассчитывались по предложенным в диссертации методика:,;.

В приложении приведены программ для ЭЗМ и результаты числовых расчетов при малинном моделировании, а также акт о внедрении результатов диссертационной работы.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТУ РАБОТУ

1. Установлено влияние степени качества (нестабильность, пульсадап) высоких питающих напряжений на выходные параметры (паразитная модуляция, иуми, локальность анализа и т. д.) оже-спактрометров, вторично-ионных масс-спектрометров, что позволяет, исходя из возможности обеспечения предельных, потенциально заложенных в методах исследования точностных параметров приборов физико-аналитического анализа, сформулировать требования к точностным параметрам конкретных'источников питания, являющиеся исход-ныш данными при проектировании КЗЗП.

2. Получены аналитические выражения и графические зависимости, опрод.еляюдие регулировочные, энергетические, предельно энергетические и фильтрующие (стабилизационные) характеристики преобразователей напряжения типа "регулируемый импульсный конвертор -кер9гударуе1'5Й инвертор" при различных' алгоритмах управления конвертором. Анализ работы и вывод формул произведен с учетом наиболее существенного паразитного параметра преобразователя напряжения - индуктивности рассеяния повынаю'дего трансформатора инвертера, которая в высоковольтных трансформаторах имеет значительное значение. Такой подход позволил вывести методику расчета силовой иопя щообразолатедя, которая значительно точнее ранее

кзвеспшх определяет рабочие токи и напряжения в элементах схем.), тем самым повитая достоверность проектирования.

3. Исследованы возможность и целесообразность лрл.-х'ненн;: некоторых типов рогулируег.ых инверторов с дросселем в иорьичлой цепи при построении высоковольтных КБОП. С учетом индуктивности рассеяния повисающих трансформаторов уточнены их рогулировочш.'ч характеристик и определены шдиостюю возможности. С учетом этого сформулированы рекомендации по применению этого тип л устройств в'высоковольтных источниках питания.

4. Впервые исследована работа умножителей напрячоння в ро-гшме питания от генератора перегонного напряжения прямоугольно:! формы на нагрузку емкостного характера. Показано, что омкост::.чг составляющая нагрузки уменьшает пульсация выходного mnp.'i-vw; умнокитэля и несколько снижает его выходное сопроташыто. долаот этот режим более предпочтительным для практнчос ;го ;:crt":■ -зования.

5. Определены потери мощности в укножгго.тах готитонгл, работающих от генератора переменного капря&шпл нримоуг.ш.ной (Jopr.ar. Показано, что шщноеттае потери с достаточной слишь-» точности определяются значенном виходяехч) сопротив:.-:!.: • г i г • .• ■ лей - параметра, который в исследованных рано" ргзг-эх о-.гуг.ся только показателем степени глгкости выходной харзкгираст::.«';» умножителей. Выведенный соотносенш позволяа'т учитытть уо?ач«чч.ш~ ний факт при проектировании высоковольтных 130П, том с?«»::: л >г/:-иая качество проектирования.

6. Впервые исследованы процесса, прогсходялпе при питан:-« умно.птелей от генератора переменного тока яря:»угольно:; -lop-и в осков'шх* однофазных схемах умпозг.телей напряжения. Onj-owjio:»«! формы и размдх пульсаций ваходяого напрягай ил у:пюгг:елаЛ, па: метры напрязэнкя входного источника тока, ;.зкс!:.".ллы!ыв очтят,»:» напряжения на диодах умно.тдтзлей. Устаксидрко, что пульсч;;:::! Выходного напряжения з это:.: ротж-в зкачлтедзлга cwwrox i;o с нешсэ с реяшдам цйтавия упюглтелей от генератора переменного напрягэ-лгя, особенно для мсстовой схемы у;:ног7теля. Зто, п.м.:,"0 известного факта отсутствия иг.шульсиых токовых не;:«грузок в ■ жиме питания от генератора переменного то::а, делг.п? -г питания умножителей предпочтительным для пракплеского пспо.пз;. -ванпл.

7. йзеледегани процессы, происходящие в ь^сокоьольт шх ¡'С"«."-нсках в переходных режмдх. Предлога на методика расчета ногвш'игк-

ганий в выходных каскадах высоковольтных 11ВЭП на этапе их проек-шршк-щпя, ч/i'o позволяет значительно повысить наденность функци-онгротнич высоковольтных источников.

8. Предложена и обоснована схема замещения умнолителой напря-.•¡•.С'.п'.я при питании от генератора тока в переходных реяишх и фор-•$vru пересчета параметров умножителя к параметрам его схемы за-.•'О'сенг.я. С учетом схемы замещения показана возможность применения пзвесткнх :.:етодик анализа источников питания как систем автоматического упраатения с целью нахождения переходных характеристик и анализа их динамических свойстз.

9. С учетом схем; замещения умножителей напряжения разработана методика расчета параметров цепей плавного пуска высоковольтных источников, позволяющих обеспечить безопасный и безотказный злггуск источников при включении и восстановление их свойств после пробоя в цепях потребителей электрической энергии.

10. Полученные теоретические выводы проверены экспериментально, Результаты теоретических исследований с достаточной для практи-

чосгого использования точностью подтверздаэтся эксперимекталь-hiij.tii проверками.

11. На основе проведенных теоретических исследований разработан ряд схем эффективных высоковольтных., источников питания фг.зико-аналптических приборов, защищенных- авторскими свидетельствами и внедренных в промышленных разработках.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Пнсарчук С.Е. Предельные электрические режимы высоковольтных источников при пробоях в цепях потребителя// Приборостроение для микроэлектроники. Технология, физика и диагностика / Тезисы, докладов конференций. - М.: ЦНИИ Электроника МЗП, 1986'. - Сер.7., Вкп 4 (246). - С. 47-48.

2. Писарчук С.Е. Предельные электрические перегрузки в выходных № -фильтрах высоковольтных источников при пробоях в целях потребителя// Физико-технические исследования тонкопленочных структур /' Тезисы докладов конференций. - ЦНИИ Электроника МЭИ, 1987. - Сер. 7., Вып 2 (267). - С. 8-10.

3. Писарчук С.Е. Особенности работы укнолмтелей напряжения от ;:сточ!Х.е:ов переманного тока // Физико-аналитическое оборудование в научных исследованиях и технологии современной микроэлект-

роники / Тезисы докладов конференций.- M.: Ш.'!й алэктроникл .T-'i, 1988. - Сор.?., Вип. 2(276). - С. 41-43.

4. Писарчук С.З. Влияние индунтазносги рассеяны сгл.то:«» трансформатора на энергетические п точностные характер;;«':'!:;--.', высоковольтных преобразователей напряжения// Разработка ко :■.'.:■: методов п оборудования для физяхо-аналг.тичоскях исслодо.'ям;:;./ Тезисц докладов конференций. - IL : ШЛИ Электроника 19<$>.~ Сар. 7., Вип. 1(302). - С. 29-32.

5. Писарчук С.2. Высоковольтный прецизионный резонансны.' источник постоянного напряжения для пглапгя гдлодааних нагрузок//

■ Разработка новкх методов и оборудования для фгэцко-ая.гчиги'ю^-.ал исследований / Тезисы докладов конференций. - !i. : Icîillt Одиэтр-л: j МЭП, 1939. - Сер. 7., Вкп. 1(302) - С. 32-35.

6. Писарчук С.Е. Работа умнокнтолей цапрлуе.чил на eu.:otr. и,'/ Разработка нэьнх методов и оборудования для физико-апа-чигичео''.'v исследований / Тезисы докладов конференций. - : ЦЯЯ! Ятектр а:;::;:: !.Ш, 1Э89. - Сер. 7., Вы.ч. Г <"332) - С.36.

7. Дуплкн H.I-I.,. Писарчук C.B. Анализ работы дподно-о. ■.: >:■', умногателя напряжения при питании от генератора тока /7 ïu/.:i::'.aa-кая электродинамика. - I9SO, У-2, С. Св-72,

8. Дуплкк H.7:,, '.'г.анов С.?., Писарчук С.Е. Яггочник и:со;:ои. напряжения // Техника средств связи. - У. : DH.'SÎ "Этплэн" .'¿-.и. связи СССР - 1990., Серия: Средства вторичного элекгр>пи.т«и:я. Вип. 2, - С. 4S-48.

9. Писарчук С.Е., душгия Н.И. Особанаостг. учета »•> ?и рассеяния трансформатора инвертора при ого пит««;::: от ,:<,то ьико тока // Техническая электродинамика. - I£90, .','• о, 1. ?-С4.

10. дуптин Я. И., Писарчук С.2. Сратшенно ткноегшие к-кч i*>~ телэй преобразователе:: типа рсгулируе'.згЛ конаортор - норе:; :np.,v--мый инвертор с ралли чкк:.::: тинами р-.'ауллторэп // Hpi."«::: л.-г.о.д-зовательной техники. - Кноз: АН УССР, I, I, - 0. i'jWîîb.

11. Писарчук. с.е., Дуа«:а н.л. Потерн : :î у: a jv::r.!j.-r j : налркзджш, работа-»;;:::: о? генератора нир^аанною ««ajes".- !/_i

прямоугольной форма // Црзйя&гм преобт-апоччто,':: на:: ••

Киев: Ж« АН УССР, 1Э91, -С. 42-43.

12. А.о. 1«17Уу21 -УХ? • Зцсокозагьтн:# ста'д'.'.нз'лтор aa..pa/а-ния / Н.М. Дудтин, O.P. Иванов, С.Е. !1иса;/;,у:: • "/лубл. .> С.:

.'■> 18.

13, Л.о. 1577022 СССР . Преобразователь переменного напря-т.чнпя в постоянное / С.Е.Писарчук - Опубл. в БИ, 1990, ß 25.

14. A.c. I59II58 СССР . Высоковольтный источник постоянного нащ'1л-:енпя с изменяемой полярностью / С.Е.Писарчук - Опубл. в БИ,

1У. A.c. 163S957 СССР . Импульсный регулятор постоянного тока/ С.К.Писарчук - Опубл. в EU, 1991,-ü II.

ig. A.c. СССР . Импульсный регулятор тока / С.Е.Писарчук. -Эолш. 23.01.90, ü 4785659/07/0IIII4; полоя. реш. от 16.02.91.

Сергей Евгеньевич Писарчук

шсоковольтные преобразователи побшпешкй сташшостст для питания электронных, ионных и рентгеновских источников Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук Подписано в печать Формат бумаги 60x84 1Дб.

Бумага писчая )Е2. Печать ротаприятная. Усл.печ.лист 1,0 7ч.-изд.л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ Бесплатна.

l зз.

Рязанский радиотехнический институт. 390024, Рязань, ул. Гагарина, 59Д. Рязанск. обл.управление статистики. 390(313, Рязань .Тшшыова ,4.