Преобразовательный блок генератора импульсного возбуждения

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<, ооиоз (б! } Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено15.04.81 (21) 3280527/18-21

I$q) М, К 3 с присоединением заявки ¹

Н 01 В 1/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликоваио150383, Бюллетень 9 10 (Щ УДК621.373

1,088.8) Дата опубликования описания15.03.83 (72) Авторы изобретения

В.Я.Мастяев, Л.Н.Цирульников и Ф.N.Øó н (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ БЛОК ГЕНЕРАТОРА

Ю1ПУЛЬСНОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в генераторах высокой частоты, работающих по принципу импульсного возбуждения, применяемых в различных промышленных отраслях для целей индукционного нагрева.

Известен преобразовательный блок импульсного модулятора, в котором зарядная цепь эквивалентна зарядной цепи генератора импульсного возбуждения и в котором ключевой прибор— импульсный тиратрон, зарядный дроссель и элементы разрядной цепи смонтированы на некотором расстоянии друг от друга (1 ).

Недостатком этого преобразовательного блока являются значительные распределенные индуктивности и емкости. Это приводит к тому, что s этом блоке становятся значительными потери полезной энергии.

Наиболее близким к изобретению является преобразовательный блок генератора импульсного возбуждения содержащий батарею .накопительных конденсаторов, зарядный дроссель, разрядную катушку и ключевой прибор, например импульсный тиратрон, анод которого через разрядную катушку и.батарею накопительных конденсаторов соединен с выводом параллельного колебательного контура, второй вывод которого соединен с катодом ключевого прибора и минуСовой клеммой источника питания, плюсовая клемма которого через зарядный дроссель присоединена к точке соединения разрядной катушки и батареи накопительных конденсаторов, и имеющий пространственную конструкцию (21.

В этом блоке соединительные проводники между ключевым прибором, зарядным дросселем, накойительными конденсаторами и разрядной катушкой имеют параэитные распределенные индуктивности и емкости значительной величины, которые образуют паразитные колебательные контуры. При работе в этих контурах возникают паразитные колебания, .которые "отсасывают" часть полезной энергии, образуют выбросы обратного напряжения на ключевом приборе, что уменьшает эффективность преобразования энергии, снижает устойчивость работы ГИВ и уменьшает использование ключевого . прибора по напряжению и, следовательно, по мощности. Кроме того, в известных ГИВ ключевой прибор, эа1005195 рядный дроесель, накопительные конденсаторы и разрядная катушка как высоковольтные элементы требуют для своего размещения значительной площади, что обуславливает большие габариты ГИВ. 5

Целью изобретения является уменьшение распределенных паразитных индуктивностей и емкостей монтажа.

Укаэанная цель достигается тем, что в преобразовательном блоке генератора импульсного возбуждения, содержащем батарею накопительных конденсаторов, зарядный дроссель, разрядную катушку и ключевой прибор, например импульсный:тиратрон,, анод 15 которого через разрядную катушку и батарею накопительных конденсаторов соединен с выводом параллельного колебательного контура, второй вывод которого соединен с катодом Z0 ключевого прибора и минусовой клем. мой источника питания, плюсовая клемма которого через зарядный дроссель присоединена к точке соединения разрядной катушки и батареи накопительных конденсаторов, и имею;щем пространственную конструкцию, за †. рядный дроссель, разрядная катушка и батарея накопительных конденсаторов расположены вокруг цилиндрического каркаса иэ изоляционного материЗЯ ала с его внешней стороны, а ключевой прибор размещен коаксиально внутри этого каркаса, причем разрядная катушка расположена на верхней части каркаса около анодного вывода ключевого прибора, зарядный дроссель— на нижней части каркаса, а батарея накопительных конденсаторов — между зарядным дросселем и разрядной катушкой. 40

Предлагаемое размещение элементов преобразовательного блока позволяет в ческолько раз уменьшить паразитные индуктивности и емкости монтажа, практически устранить выб- 45 росы напряжения на активном элементе за счет возбуждения паразитных колебательных контуров., а также значительно уменьшить габариты преобразовательного блока. 50

На фиг. 1 изображена принципиальная электрическая схема генератора, на фиг. 2 - преобразовательный блок, общий вид, разрез.

Генератор импульсного возбуждения содержит ключевой прибор 1 (фиг. 1), например импульсный тиратрон, зарядный дроссель 2, накопительный конденсатор (батарею накопительных конденсаторов) 3, разрядную катушку 4 и колебательный контур 5, состоящий из конденсатора 6 и индуктора 7. Для управления ключе.вым прибором используется генератор

8 Управляющих импульсов. Элементы

1-4 образуют преобразовательный блок,65

Работа преобразовательного блока происходит следующим образом.

Накопительный конденсатор 3 че- рез зарядный дроссель 2 заряжается от высоковольтного источника питания до некоторого напряжения положительной полярности. При поступлении на управляющий электрод ключевого прибора 1.импульса от генератора 8 ключевой прибор включается и накопительный конденсатор разряжается через разрядную катушку 4 и ключевой прибор 1 на колебательный контур 5. Импульс разрядного тока возбуждает колебания в колебательном контуре на частоте, определяемой параметрами этого контура. Возбуждение колебательного контура осуществляется периодически с частотой, определяемой частотой следования импульсов управления.

В известных устройствах элементы преобразовательного блока располагаются на некотором расстоянии друг от друга, что диктуется выполнением требований к высоковольтному монтажу, однако соединительные проводники при таком монтаже имеют значительные распределенные емкости и индуктивности, образующие паразитные колебательные контуры. В этих контурах при протекании импульса разрядного тока накопительного конденсатора возбуждаются паразитные колебания с частотой не менее, чем на порядок превышающей частоту основного контура 5. Напряжение этих колебаний, суммируясь с обратным напряжением ключевого прибора в послепроводящий период, образуют выбросы обратного напряжения, величина которых может достигать 50Ъ от основного напряжения, что вынуждает недоиспользовать ключевой прибор По напряжению и, следовательно, по мощности. Кроме того, возникающие при работе паразитные колебания "отсасывают" часть полезной энергии, ухудшая его КПД и разогревая детали преобразовательного блока. Указанный пространственный монтаж обуславливает большие габариты преобразовательного блока.

Элементы преобразовательного блока в соответствии с изобретением расположены на цилиндрическом каркасе

9, выполненном из изоляционного материала (фиг. 2). Причем зарядный дроссель 2, разрядная катушка 4 и батарея накопительных конденсаторов

3 расположены вокруг каркаса с его внешней стороны, а ключевой прибор

1 размещен коаксиально внутри этого каркаса анодным выводом вверх. Раз-. рядная катушка 4 расположена на верхней части каркаса около анодного вывода ключевого прибора 1, зарядный дроссель 2 — на нижней части каркаса, а батарея накопительных конден1бб5195 саторов 3 — между зарядным дросселем и разрядной катушкой. Элементы преобразовательного блока электрически соединены между собой проводниками 10.

Предлагаемое расположение элементов преобразовательного блока обуславливает короткие расстояния между элементами блока, что уменьшает распределенные емкости и индуктивности соединительных проводников, 10 а также равенство, потенциалов обраценных друг к другу токоведущих часр;ей этих элементов, что, в свою оче редь, значительно ослабляет влияние распределенных емкостей на работу )5 устройства. Кроме того, расположение элементов .преобразовательного ..блока в. соответствии с изобретением позволяет наиболее рационально использовать объем.пространства, занимаемого блоком.

Формула изобретения

Преобразовательный блок генерато25 ра импульсного возбуждения, содержащий батарею накопительных конденсаторов, зарядный дроссель, разрядную катушку и ключевой прибор, например импульсный тиратрон, анод которого через разрядную катушку и батарею накопительных конденсаторов соединен с выводом параллельного ко.лебательного контура, второй вывод которого соединен с катодом ключевого прибора и минусовой клеммой источника питания, плюсовая клемма которого через зарядный дроссель присоединена к точке соединения разрядной катушки и батареи накопительных конденсаторов, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью уменьшения распределенных паразитных индуктивностей и емкостей монтажа, зарядный дроссель, разрядная катушка и батарея накопительных конденсаторов расположены вокруг цилиндрического кар,.каса из изоляционного материала с его внешней стороны, а ключевой прибор размещен коаксиально внутри этого каркаса, причем разрядная катушка расположена на верхней части каркаса около анодного вывода ключевого прибора, зарядный дроссель — на нижней части каркаса, а батарея накопительных конденсаторов — между зарядным дросселем и разрядной катушкой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Детали и элементы радиолокационных станций. Под ред. A.ß.Брейтбарта,.М., "Советское радио", т.1, 1952, с. 159, рис. ftl-12.

2. Мастяев В.Я.. Генераторы тока высокой частоты на импульсных водородных тиратронах для индукционного нагрева. Электровакуумна." техника .

Вып. 47. 1969. с. 57-65.

Составитель В. Казаков

Редактор М. Петрова Техред Х.Кастелевич Корректор И. Шулла

Заказ 1913/71 Тираж 701 Подписное

ВНИИПИ Государственного комйтета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4