Генератор импульсов тока

 

Изобретение может быть использовано для формирования в индуктивноактивных нагрузках мощных импульсов тока. Цель изобретения - повьппение КПД - достигается за счет введения управляемых вентилей 9 и 10, зарядного устройства 11. При этом вентили 1 и 2 выполнены управляемыми. На чертеже также показаны вентили 3, 4, накопительные конденсаторы 5 и 6, дроссель 7 индуктивно-активная нагрузка 8. Схема генератора упрощена за счет исключения цепи принудительной коммутации управляемых вентилей. При этом уменьшен всплеск тока на срезе импульса. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СО1.1ИАЛИСТЖЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (Ю (51}5 Н 03 К 3/53

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАЧ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНР11Т

К. АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (4e} 15,07.92.Бюл. р 26 (21 } 4030314/21 (22) 10.01.86 (71) Институт прикладной физики

АН СССР (72) С.я. Верховский (53) 621.373 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1 608247, кл. Н 03 К 3/53, 1986.

Авторское свидетельство СССР

У 1359894, кл. Н 03 К 5/01, f985. (54) ГЕНЕРАТОР ИИПУЛЬСОВ ТОКА (57) Изобретение моиет быть. использовано для формирования в индуктивноактивных нагрузках мощных импульсов тока. Цель изобретения — повышение .

КПД вЂ” достигается за счет введения управляемых вентилей 9 н !О, зарядного устройства 11 . При этом вентили

1 и 2 выполнены управляемыми. На черте ке такыре показаны вентили 3, 4, накопительные конденсаторы 5 и 6, дроссель 7 индуктивно-активная нагрузка

8. Схема генератора упрощена за счет исключения цепи лринудительной коммутации управляеьпах вентилей. При этом уменьшен всплеск тока на срезе импульса. 2 кл.

1438573

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для нормирования в индуктивно-активных нагрузках мощных импульсов тока. 5

Цель изобретения — повышение КПД и надежности работы.

На фиг. 1 представлена электрическая схема предлагаемого генератора; на фиг. 2 - временная диаграмма его 10 работы.

Генератор импульсов тока содержит первый 1, второй 2 и управляемые третий 3 и четвертый 4 вентили, первый

5 и второй 6 накопительные конденсаторы, первый дроссель 7, индуктивноактивную нагрузку 8, причем ано ды первого 1 и второго 2 вентилей соединены между собой, а катоды их соединены с анодами соответственно 20 третьего .и четвертого управляемых ентилей 3, 4, анод и катод третьего правляемого вентиля 3 подключены соответственно к первой обкладке перВого накопительного конденсатора 5, 25

Й к первому вйводу дросселя 7, пятый

9 и шестой 10 управляемые вентили, эазарядное устройство 11. Первый 1 и второй 2 вентили выполнены управляемыми, причем вторая обкладка накопи- 30 тельного конденсатора 5 соединена с атодом второго вентиля 2, анод коорого подключен к первому выводу .,нагрузки 8 и аноду пятого управляема.го вентиля 9, катод которого соединен .с первым выводом дросселя. 7 и через ;катод-анод шестого вентиля 10 соеди" нен со вторым выводом нагрузки 8 и ка тодом четвергого управляемого âåí èля 4, первым входом зарядного уст- ® ройства 11 и первой обкладкой второго, накопительного конденсатора 6, вторая обкладка -которого подключена ко второ му входу зарядного устройства 11 и ,второму выводу дросселя 7.

Я5

Генератор работает следующим образом.

В момент t. t подаются управляю щие импульсы на вентили 1, 4 и они замыкаются., 50

Конденсатор 5 (С „), предварительно заряженный до напряжения 0„, начинает разряжаться через вентили 1, 4 на нагрузку 8 (см. фиг. 2, в) При этом в нагрузке 8 формируется крутой (так как С, С.1.

Фронт импульса тока з. (см.фиг.2, а). В момент гн манн t = t, подается управляющий 1но у.п . на вентиль 10 он замыкается. Конденсатор б (C ), предварительно заряженный до напряжения П2, разряжается по колебательному контуру: дроссель 7 - конденсатор

6 — вентиль 10 - дроссель 7 (см. фиг. 2, с). Ток i в дросселе 7 (см. фиг. 2, д) нарастает быстрее, чем ток i. в нагрузке 8 (см. фиг; 2, а), так как характеристическое сопротивГХ3 ление р - указанного контура s

2 сйлу выбора величин Ь С мало . Момент времени t, выбирается, исходя иэ условия чтобы к моменту времени t, когда напряжение П, на конденсаторе

5 изменит знак (см. фиг. 2, в) и станет достаточным для принудительного запирания вентиля 9, ток в дросселе

7 (см. фиг. 2, d) достиг значения тока в нагрузке 8 (см. фиг. 2, а). В момент времени t. t< подается управляняций импульс на вентиль 9, он за- мыкается. Вследствие этого вентиль

10 закрывается приложенной к нему в обратном направлении ЭДС нагрузки

8. Вентили 1, 4 также закрываются, так как к ним после замыкания вентиля

9 прикладывается в обратном.направлении напряжение конденсатора 6. Вслед-, ствие этого в интервале времени С -С ток через нагрузку о протекает по новому колебательному контуру: дроссель 7 « конденсатор 6 - нагрузка 8вентиль 9 — дроссель 7. Конденсатор

6 разряжается (см. фиг. 2, с), и фор мируется плоская (т.к. С > » С,)вер/ шина импульса тока в индуктивной нагрузке 8 (см. фиг . 2, а). Длитель. ность вершины может плавно регули» роваться задержкой подачи управляю щих импульсов на вентили 2, 3 в мо- мент t относительно момента t z, В момент t > они замыкаются. Вслед. ствие этого вентиль 9 закрывается приложенным к нему в обратном направлении напряжением конденсатора 5 (см. фиг. 2, в). Поэтому ток s интер вале времени t; — t через нагрузку

8 протекает по колебательному контуру: конденсатор 5 — вентиль 3 дроссель 7 — конденсатор б †. нагруэ" ка 8 - вентиль 2 - конденсатор 5.

Формируется крутой. срез Импульса то". ка в нагрузке 8 (см. фиг. 2,. а), так как в контур протекания тока . вновь включен конденсатор 5 (C С )

В интервале времени t3 tg происходит рекуперация электромагнитной

14385 23

30 энергии нагрузки 8 и дросселя 1 в электростатическую энергию конденсатора 5, который заряжается до напряжения исходной полярности (см. фиг. 2, s), Потери при рекуперации энергии . возмещаются электромагнитной энергией дросселя 7 с индуктивностью Ь .

Это позволяет стабилизировать напряжение на конденсаторе 5 беэ при-, менения мощного высоковольтного источника питания и тем самым повысить стабильность амплитуды формируlomего в индуктивно-активной нагрузке 8 импульса тока с плоской вершиной. В момент времени t * t4. ток через вентили 2, 3 становится равным нулю, поэтому они закрываются и формирование импульса тока в нагрузке 8 заканчивается. Начиная с момента времени t " t4, зарядное устройство 1! . осуществляеТ зарядку конденсатора 6 до напряжения U и к моменту времени

t Т, определяемому емкостью С конденсатора 6 и мощностью зарядного устройства 11, заканчивает ее. В момент времени Т подаются управляющие

,импульсы на вентили 1,4 и начинается формирование следующего импульса то.ка в нагрузке 8.

Возможно изменение параметров им» пульса тока в индуктивно-активной нагрузке 8 без изменения схемы. Для увеличения амплитуды импульса следует увеличить количество последовательно соединенных вентилей (тиристоров 1, 2, 3, 4, 9 н увеличить напряжение на конденсаторах 5 и 6.

Для уменьшения неравномерности вершины импульса тока следует увеличить емкость конденсатора 5. Для увеличе.ния частоты следования импульсов ,следует увеличить мощность зарядного устройства 11. Для уменьшения дпи тельности фронта и среза импульса тока следует уменьшить емкость конденсатора 5.Подключение конденсатора 5 н момент времени = С «ерез в.нтн и 2, 3 непосредс";венно к вентилю 9 пбеспеМинает его надежное запнранпе малым напряженнем, Это позволяет упростить конструкцию генератора, исключив схему принудительной ко тацуми управляемых вентилей и уменьшить всплеск тока ча срезе импульса.

Формула изобретения

Генератор импульсов тока, содержащий первый, второй и управляемые третий и четвертый вентиля, первый и второй накопительные конденсаторы, первый дроссель, нагрузку, причем аноды первого и второго вентилей соединены между собой, а катоды нх соединены с анодами соответственно третьего и четвертого управляемых вентилей, анод и катод третьего уп" равляемого вентиля подключены соответственно к первой обкладке йервого накогительного конденсатора и к первому выводу дросселя, о т л и ч а— и шийся тем, что, с целью повышения КЛД и надежности работы, s него введены пятый и шестой управляемые вентили, зарядное устройство, а нервый и второй вентили выполнены управляемыми, причем вторая обкладка первого накопительного конденсатора

1 соединена с катодом второго управляемого вентиля, анод которого подключен к первому выводу нагрузки и аноду пятого управляемого вентиля, катод которого соединен с первым выводом дросселя и, через катод-анод mecтого управляемого вентиля — со вторым выводом нагрузки, катодом чет, вертого управляемого вентиля, с первым входом зарядного устройства и

45 первой обкладкой второго накопительного конденсатора, вторая обкладка которого подключена ко второму входу зарядного устройства,и второму выводу дросселя.

1438573

p t б

Составитель В. Чижиков

Техред Л.Сердюкова

Редактор Б. Фельдман

Корректор М.Максимижинец

Заказ 2822i/ÄÑË Тираж УОЗ, Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по дедам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушскай иаб., д, 4/5

Производств -лло-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4