Генератор импульсов тока

 

Изобретение относится к электротехнике , в частности к мощным ге- Гнераторам импульсных токов. Целью изобретения является улучшение технико-экономических и эксплуатационных характеристик путем снижения массы и увеличения КПД генератора импульсов тока. Генератор импульсов тока содержит источник 1 постоянного тока, индуктивность 2, механический размыкатель 3, клеммы 4 для подключения нагрузки, первый управляемый .ключ 5, конденсатор 6, вспомогательную индуктивность 7, диод 8 вспомогательньм вентильный ключ 9, второй управляемый ключ 10. Разряд конденсатора 6 через механический размыкатель, зашунтированный диоДом 8, обеспечивает его безискровое отключение , а передача в нагрузку избыточной энергии конденсатора 6 и дополнительной индуктивности позволяет ПОВЫСИТ1, КПД генератора. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. (Л 4

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1

15В 4 Н 03 К 3/53 Н 01 Н 33/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABT0PCHGMV СВМДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4230753/24-21 (22) 15.04.87 (46) 15.03 .89 . Бюл. ¹ 10 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт электромашиностроения (,72) В.M.Бобров, P.Б.Гончаренко, С.Л.Иванов, Ф.Г.Рутберг и А.А.Киселев (53) 621.3.014.2 (088.8) (56) Маршак И.С. Импульсные источники света. N. Энергия, 1978, с. 367-370.

Доклады второй Всесоюзной конференции по инженерным проблемам термоядерных реакторов. Изд-во НИИ электрофизической аппаратуры, 1982, с. 96, рис. 1. (54) ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ ТОКА (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к мощным ге:нераторам импульсных токов. Целью изобретения является улучшение технико-экономических и эксплуатационных характеристик путем снижения массы и увеличения КПД генератора импульсов тока. Генератор импульсов тока содержит источник 1 постоянного тока, индуктивность 2, механический размыкатель 3, клеммы 4 для подключения нагрузки, первый управляемый,ключ 5, конденсатор б, вспомогательную индуктивность 7, диод 8 вспомогательныи вентильный ключ 9, второй управляемый ключ 10. Разряд конденсатора 6 через механический размыкатель, зашунтированный диоДом

8, обеспечивает его безискровое отключение, а передача в нагрузку избыточной энергии конденсатора 6 и дополнительной индуктивности позволяет повысить КПД генератора. 1 э.п. ф-лы, 2 ил.

1465946

Изобретение относится к электро- технике, в частности к мощным гене( раторам импульсных токоч.

Цель изобретения - g.учшение тех5 нико-экономических и эксплуатационных характеристик путем снижения массы и стоимости, увеличения КПД и надежности генератора импульсов тока, что достигается исключением дросселя насыщения и снижения остаточного напряжения на механическом размыкателе в момент его отключения.

На фиг.1 изображена схема предлагаемого генератора импульсов тока; на фиг.2 — схема генератора импульсов тока с третьим управляемым ключом.

Генератор импульсов тока (фиг.1)

,,ñoäeðæèò источник 1 постоянного тока, 20

,соединенный последовательно с индук тивностью 2, механический размыка тель 3, параллельно которому включены клеммы 4 для подключения нагрузки, первый управляемый ключ 5, соеди-25 ,ненный с конденсатором 6 через вспо-! могательную индуктивность 7, диод 8, подключенный параллельно механическому размыкателю 3, вспомогательный вентильный ключ 9, соединяющий анод диода 8 и катод первого управляемого ключа 5, и второй управляемый ключ

10, соединяющий анод первого управляемого ключа 5 с конденсатором 6.

Генератор импульсов тека (фиг.2) ! дополнительно содержит третий управляемый ключ 11, включенный между анодом первого управляемого ключа 5 и вторым управляемым ключом 10, с клеммой для подключения нагрузки.

Генератор импульсов тока работает следующим образом.

Предварительно производят зарядку конденсатора 6 в соответствии с полярностьюр укаэанной на фиг е 1 и 45 фиг.2. Через замкнутый механический размыкатель 3 осуществляют питание индуктивности 2 от источника 1 постоянного тока. Б индуктивности 2 накапливается энергия, равная

LgIg.

1 и где L — индуктивность индуктив2 ности 2;

I — ток через индуктивность 2.

При включении первого управляемого ключа 5 конденсатор 6, разряжаясь, создает ток в контуре, состоящем из ключа 5, вспомогательной индуктивности конденсатора 6 и механического размыкателя 3. Разряд конденсатора происходит при синусоидальном изменении тока конденсатора

6 и индуктивности 7. При этом начальное значение энергии конденсатора 6 равно

С Уб

6 2 где С - емкость конденсатора 6

Ug — напряжение предварительного заряда конденсатора 6.

Амплитуда тока во вспомогательной индуктивности 7 достигает максимума при равенстве нулю напряжения на конденсаторе 6, при этом в ней накапливается энергия, равная

L V I.7

Ы1=

1 где L — индуктивность вспомогатель1 ной индуктивности 7;

I — амплитуда тока вспомогательной индуктивности 7.

Пренебрегая потерями, можно. считать, что W W .

Начальное напряжение на конденсаторе выбирают таким, чтобы I 7 т I <

Когда ток рассматриваемого контура становится больше тока индуктивности 2, отключают механический размыкатель 3. В результате ток начинает протекать. через диод 8, т.е. от катода к аноду. Последнее оказывается возможным только тогда, когда ток контура больше встречно ему направленного тока индуктивности 2, в результате чего диод 8 оказывается включенным, а напряжение на механическом размыкателе 3 практически оказывается равным падению напряжения,на открытом диоде.

Параметры процесса разряда конденсатора 6 выбираются такими, чтобы время включенного состояния диода 8 было достаточным для полного отключения механического размыкателя 3. При этом отключение механического размыкателя 3 происходит достаточно надежно и без искрения.

Когда ток разряда конденсатора Ь становится равным току индуктивности 2„ диод 8 запирается и ток начинает протекать по контуру, состоящему иэ управляемого ключа 5, вспо1465946 могательной индуктивности 7, конденсатора 6 и источника 1 постоянного тока. Из-за значительной величины индуктивности 2 ток в контуре на этом интервале времени остается постоянным, а напряжение на конденсаторе

6 изменяется линейно. При достижении на конденсаторе 6 напряжения, равного напряжению нагрузки в гене- 1О раторе импульсов тока, изображенном ,на фиг.1, управляемый ключ 5 закрывается и ток индуктивности 2 начинает протекать через нагрузку. В этот же момент производят включение вентильного ключа 9. Энергия, накопленная во вспомогательной индуктивности 7, переходит в конденсатор 6, при этом ток в цепи: вентильный ключ

9, вспомогательная индуктивность 7 и конденсатор 6 спадает по косинусоиде к нулю, конденсатор 6 перезаряжается до положительного напряжения и вентильный ключ 9 запирается. При достижении током нулевого значения производят включение второго управляемого ключа 10, в результате чего энергия конденсатора 6 передается в нагрузку.

В генераторе импульсов тока (фиг.2) подключение нагрузки к цепи .индуктивности 2 осуществляют в момент . времени, когда закрывается управляемый ключ 5, путем включения третьего управляемого ключа 11. При этом к нагрузке напряжение прикладывается с более крутым передним фрон1 том.

Формула изобретения

1. Генератор импульсов тока, содержащий источник постоянного тока, последовательно соединенный с первым выводом индуктивности, механический размыкатель, параллельно которому включены клеммы для подключения нагрузки, первый управляемый ключ, конденсатор, вспомогательную индуктивность, отличающийся тем, что, с целью улучшения техникоэкономических и эксплуатационных характеристик путем снижения массы и увеличения КПД, в генератор введен диод, подключенный параллельно механическому размыкателю, вспомогательный вентильный ключ, второй управляемый ключ, причем анод диода . подключен к отрицательной шине источника постоянного тока, первой обкладке конденсатора и аноду вспомогательного вентильного ключа, катод которого подключен к катоду первого управляемого ключа, выполненного вентильным, и через вспомогательную индуктивность — к второй обкладке конденсатора и первому выводу второго управляемого ключа, второй вывод которого соединен с анодом первого управляемого ключа катодом диода, вторым выводом индуктивности.

2. Генератор по п ° 1, о т л ич а ю шийся там, что анод первого управляемого ключа соединен с вторым выводом второго управляемого ключа и клеммой нагрузки через третий управляемый ключ. 465946

Составитель А.Петров

Редактор А.Ревин Техред М.Дидык

Корректор С.Шекмар

Заказ 954/53 Тираж 879 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент"„ г. Ултород, ул. Гагарина„101