Стабилизатор тока дугового разряда

 

1. СТАБРШИЗАТОР ТОКА ДУГОВОГО РАЗРЯДА, содержащий блоки электропитания подогревного катода и дугового разряда, каждьм из которых состоит из источника постоянного напряжения , резонансного преобразователя напряжения, дозирующих конденсаторов , зарядных дросселей, разрядных тиристоров, выходного DLC-контура и узла управления, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и улучшения массогабаритных характеристик, каждый из резонансных преобразователей вьтолнен на двух мостовых тиристорных инверторах , один из диагоналей которых через зарядные дроссели подключены к источнику постоянного напряжения , а в другие диагонали включены дозирующие конденсаторы в стабилизатор , введены компараторы, подключенные через разрядные тиристоры парачлельно входу выходного DLC-контура, при этом вывод отрицательной полярности блока электропитания подогревного катода соединен с нитью накала ионного источника, а вывод положительной полярности - с подогревом катода, соединс нного с выводом отрицательной полярности блока электропитания дугового разряда через датчик отклонения тока дугового разряда, причем выход последнего и выход оптрона включения блока подогревного катода подключены к соответствующим входам операционного усилителя, выход которого подключен к управляющему входу узла управления блока подогревного канала, при этом входы управления тиристоров мостовых инвер ( торов подключены к выходам управления тиристоров соответствующего канала , входы управления разрядных тиристоров - к выходам управления разрядных тиристоров узла управления , входы переключения которого соединены с выходами компараторов. 2. Стабилизатор по п. 1, о т л ич а I щ и и с я тем, что каждый из узлов управления блоков электропита00 ния содержит RS-триггер, входы котоел рого образуют входы переключения, D1 а вькоды через узлы формирователей импульсов подключены к соответству- 00 кщим выходам управления разрядных тиристоров, а также два канала управления тиристоров мостового инвертора , каждипЧ из которых согержит формирователь импульсов, входы которого подключены к выходам двух элементов ЗАПРЕТ, информационные входы которых подключены к выходам распределителя импульсов, при этом вход последнего подключен к выходу генератора импульсов, вход которого образует управляющий вход узла управления, при

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (I 9) (I I) (5I)4 Н 02 М 7/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ г (21) 3648590/24-07 (22) 29.09.83 (46) 15. 10.85. Бюл. И - 38 (72) С. М, Нафтулин (53) 621.316. 722(088.8) (56) Гусев В.M., Нафтулин С.М. и др.

Ионный ускоритель ИПУ на 100 кэВ с сепарацией ионов по массе. ПТЭ, 1969, 9 4, 19.

Кньпп В.А. Полупроводниковые пре— образователи в системах заряда накопительных конденсаторов. Л.: Энергоиздат, 1981, с. 120-153. (54) (57) 1. СТАБИЛИЗАТОР ТОКА ДУГОВОГО РАЗРЯДА, содержащий блоки электропитания подогревного катода и дугового разряда, каждый из которых состоит из источника постоянного напряжения, резонансного преобразователя напряжения, дозирующих конденсаторов, зарядных дросселей, разрядных тиристоров, выходного DLC-контура и узла управления, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и улучшения массогабаритньгх характеристик, каждый из резонансных преобразователей выпол— нен на двух мостовых тиристорных инверторах, один из диагоналей которых через зарядные дроссели подключены к источнику постоянного напряжения, а в другие диагонали включены дозирующие конденсаторы в стабилизатор, введены компараторы, подключенные через разрядные тиристоры парачлельно входу выходного DLC-контура, при этом вывод отрицательной полярности блока электропитания подогревного катода соединен с нитью накала ионного источника, а вывод положительной полярности — с полог ревом катода, соединенного с выводом отрицательной полярности блока электропитания дугового разряда через датчик отклонения тока дугового разряда, причем выход последнего и выход оптрона включения блока подогревного катода подключены к соответствующим входам операционного усилителя, выход которого подключен к управляющему входу узла управления блока подогревного какала, при этом входы управления тиристоров мостовых инверторов подключены к выходам управления тиристоров соответствующего канала, входы управления разрядных тиристоров — к выходам управления разрядных тиристоров узла управления, входы переключения которого соединены с выходами компараторов.

2. Стабилизатор по и. 1, о т л ич а ю шийся тем, что каждый из узлов управления блоков электропитания содержит RS-триггер, входы которого образуют входы переключения, а выходы через узлы формирователей импульсов подключены к соответствующим выходам управления разрядных тиристоров, а также два канала управления тиристоров мостового инвертора, каждЖ из которых со -ержит формирователь импульсов, входы которого подключены к выходам двух элементов ЗАПРЕТ, информационные входы которых подключены к выходам распределителя импульсов, при этом вход последнего подключен к выходу генератора импульсов, вход которого образует управляющий вход узла управления, причем выходы формирователей образуют выходы управления тиристоров соответствующего канала, а запрещающие входы элементов ЗАПРЕТ в каждом канале объединены и подключены к соответствующему выходу триггера.

3. Стабилизатор по пп. 1 и 2, о тл и ч а ю шийся тем, что выходы

85548 блока электропитания дугового разряда подключены к дополнительному комчаратору стабилизации, вход которого соединен с выходом оптрона включения блока дугового разряда, а выход — с управляющим входом узла управления последнего.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для стабилизации тока дугового разряда в ионном ускорителе.

Цель изобретения — повышение надежности и улучшение массогабаритных характеристик.

На чертеже изображена функциональная схема стабилизатора.

Устройство содержит блок 1 электропитания подогревного катода и блок

2 электропитания дугового разряда, каждый из которых состоит из двух мостовых резонансных инверторов и двухканальной схемы управления.

В инвертор входят источник 3 постоянного напряжения, зарядные.дроссели

4 и 5, тиристоры 6 - 13 инверторов, дозирующие конденсаторы 14 и 15 и подключенные к ним параллельно компараторы 16 и 17. К положительным выходам конденсаторов 14 и 15 подклю-. чены аноды разрядных тиристоров 18 и 19, а.катоды этих тиристоров и отрицательные выводы конденсаторов 14 и 15 подключены к входу выходного

DLC-контура, состоящего из обратного диода 20, ограничительного дросселя

21 и выходного конденсатора 22 °

В двухканальную схему управления входят распределители 23 и 24 импульсов, выходы которых подключены к информационным входам элементов

ЗАПРЕТ 25, 26 и 27, 28, а выходы их соединены с формирователями 29 и 30 импульсов. К формирователям 29 и 30 (показанных стрелками) подключены управляющие электроды и катоды тиристоров 6 — 13 инверторов, Выходы компараторов 16 и 17 соеди« иены с входами триггера 31, один выход которого соединен с запрещакнцими входами элементов ЗАПРЕТ 25 и 26 и через формирователь 32 импульсов— с управляющим электродом разрядного тиристора 18, а другой выход — с за5 прещающими входами элементов ЗАПРЕТ

27 и 28 и через формирователь 33 импульсов — с управлякнцими электродами тиристора 19. Обозначения элементов преобразователей 1 и 2 отмечаются

10 индексами, Элементы ионного источника: нить

34 накала катода подключена к отрицательному выводу конденсатора 22I а подогревный катод 35 подключен

15 к положительному выводу 22 ; анод 36 подключен к положительному выводу конденсатора 22g.

Между положительным выводом конденсатора 22» и отрицательным выво20 дом конденсатора 22> подключен датчик 37 отклонения тока дугового разряда, выход его и выход оптрона 38 включения преобразователя 1 подогревного катода подключены раздельно на

25 два входа суммирующего операционного усилителя 39, выход которого под ключен через управляемый генератор

40. импульсов к общему входу распределителей 23 и 24{ импульсов, З0 Оптрон 4 1 включения преобразователя 2 дугового разряда подключен на вход компаратора 42 с1абилизации, включенного параллельно выходному конденсатору 22, а выход компарато3> ра 42 через генератор 43 импульсов подключен к общему входу распредели телей 23 и 24, импульсов.

Устройство для стабилизации тока дугового разряда работает следующим

40 образом.

В начальный момент при включении ,источника питания схемы управления з 1185 на одном выходе триггера 31 устанавливается сигнал "0", на другом "1", и открывается один из каналов управления преобразователя.

Для включения преобразователя 2 5 дугового разряда через оптрон 41 передается напряжение уставки, и компаратор 42 стабилизации включает генератор 43 импульсов.

Допустим, что импульсы генератора проходят через распределитель 23, импульсов, информационные входы эле ментов ЗАПРЕТ 25, и 26,, формирователь 29 импульсов, который поочередно включает тиристоры 6,, 7, и 8,, 9, 15 инвертора, и происходит перезарядка дозирующего конденсатора 14 . После переходного процесса происходит накопление энергии и повышение напряжения на нем. Когда напряжение конденсатора 14 достигнет заданного значения (в 2-3 раза выше напряжения выходного конденсатора 22,) и заданной полярности, компаратор 16 инвертора, выдает импульс и переключает триггер 31» который запирает элементы ЗАПРЕТ 25 и 26, и через формирователь 322 импульсов включает разрядный тиристор 18, который передает энергию конденсатора 14, в выходной .ЗО конденсатор 22,. Одновременно открываются элементы ЗАПРЕТ 272 и 28,, и импульсы генератора 43 по второму каналу через распределитель 24 им2 пульсОВ формирОВатель 302 импульсОВ 35 поочередно включают группу тиристоров

10,, 11, и 12,, 13 . Когда напряжение конденсатора 15, достигает значения и заданной полярности, комнаратор 17, переключает триггер 31, за- 4О пирает элементы ЗАПРЕТ 27 и 28 и г 2 через формирователь 33, импульсов, включает разрядный тиристор 19, ко2 тор ый пер едает э нер гию конденсатора

15, в выходной конденсатор . 22, 4S

Далее процесс повторяется, и когда напряжение выходного конденсатора 22 я достигнет заданного уровня, компаратор 42 включает генератор 43 импульсов. 50

При необходимости снижения или повышения напряжения выходного конденсатора 222 изменяют напряжения уставки оптрона 41, и компаратор 42 стабилизации выключает или включает генератор 43 импульсов, и соответственно выключаются или включаются тиристоры мостовых инверторов.

548 4

Для включения преобразователя 1 подогревного катода через оптрон 38 передается напряжение уставки, которое через операционный усилитель 39 включает управляемый генератор 40 импульсов, импульсы которого подаются на общий вход распределителей

23, и 24 импульсов. На другой вход операционного усилителя 39 подается положительное или отрицательное напряжение датчика 37 отклонения тока дугового разряда, которое соответственно увеличивает или уменьшает частоту импульсов управляемого генератора 40 импульсов и тем самым изменяет скважность импульсов тока мостовых инверторов.

На первом этапе при отклоненном датчике 37 преобразователь 1 работает аналогично преобразователю 2 дугового разряда. Импульсы генератора

40 проходят по одному или другому каналу управления через распределитель 23 и (241) импульсов, элементы ЗАПРЕТ 25 и 26< (27 и 281), формирователи 29, (30, ) импульсов и поочередно включают тиристор т 61, 71 и8, 9,(101, 11, и 121, 13 ).

Частота импульсов постоянная и определяет такую скважность импульсов тока мостовых инверторов при перезарядке дозирующих конденсаторов тока дугового разряда, скважность импульсов тока инверторов увеличивается или уменьшается, и соответственно изменяется длительность переходного процесса.

Когда напряжение доэирукицего конденсатора 14 <(15 ) достигнет заданного уровня и полярности, компаратор 16 t (17» ) переключает триггер

31,, и через формирователи 32 <(331) импульсов Включаются разрядных тириеторы 18 < (19<), которые поочеред-. но передают энергию дозирующих конденсаторов 14 < (15 ) в выходной конденсатор 22 .

Изменением скважности разрядных импульсов при передаче энергии в выходной конденсатор 221 осуществляются процесс автоматического регулирования времяимпульсной модуляции и стабилизация тока дугового разряда.

При повышенной частоте генерато- . ра импульсов зарядка выходного конденсатора небольшими дозами энергии способствует болееточной стабилизации напряжения итока дугового разряда.

1185548

ВНИИПИ Заказ 6434/56 Тираж 645 Подписное

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