Амплитудный стабилизатор импульсов

 

О П И C A Н И Е (11) 5ЮУУЗ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Со1зз Ссеетских

Социалистических ресау5лик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) 30.01.73 (21) 1879995/09 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 15.04.76. Бюллетень ¹ 14

Дате опубликования описания 07.06.76 (51) М. Кл.- зН 036 11/00

Госудгрстаенный комитет

Совета Чнннстрое СССР ао делам изобретений и открытий (53) УДК 621 343 5 (088.8) (72) Авторы изобретения

С. И. Пищиков, О. В. Попков, Б. H. Сергеенков и В. С. Шейнкман

Институт высоких температур AH СССР (71) Заявитель (54) АМПЛИТУД||Ъ|Й СТАБИЛИЗАТОР

ИМПУЛЪСОВ

Изобретение относится к области создания мощных импульсных источников энергии, в частности сглаживания амплитуды стабилизированного импульса напряжения, получаемого от индуктивного накопителя энергии. разработка ряда сверхмощных современных электронных устройств требует создания мощных импульсных источников энергии на

10" — 10 и более джоулей, которые в течение нескольких миллисекунд работают при мощности в десятки и сотни милливатт.

Важнейшим требованием, предъявляемым к таким источникам, является высокая точность стабилизации напряжения амплитуды импульса в основном рабочем интервале.

Известен амплитудный стабилизатор импульсов, содержащий индуктивный накопитель энергии с подключенной к нему нагрузкой через однополупериодную схему выпрямления с П-образным фильтром, первый конденсатор которого зашунтирован первичной обмоткой трансформатора напряжения с ограничивающим сопротивлением, вторичная обмотка которого соединена с блоком управления первого тиристора, к которому подключены также вторичная обмотка трансформатора тока, первичная обмотка которого включена в цепь динистора, шунтирующего индуктивный накопитель причем параллельно индуктивному накопителю включена цепочка из последовательно соединенных первого тиристора, имеющего блок управления, двух дросселей, второго тиристора, имеющего блок управления, а средняя точка соединения дросселей подклю5 чена к общей шине через конденсатор.

Цель изобретения является снижение коэффициента пульсаций. Указанная цель достигается тем, что блок управления каждого из тиристоров подключен ко вторичным обмот10 кам вновь введенных трансформаторов тока, первичные обмотки которых включены последовательно между двумя тиристорами.

Схема амплитудного стабилизатора импульсов представлена на чертеже.

1 Амплитудный стабилизатор импульсов содержит индуктивный накопитель 1, источник

2 постоянного напряжения, тиристоры 3, 4, 5, измерительные трансформаторы тока 6, 7 8, блок управления 9, конденсаторы 10, 11, 12, нагрузку 13, диод 1ч, дроссель 15, фронтоограничивающие индуктивности 16, 17, блок управления 18, резистор 19 и трансформатор напряжения 20.

Индуктивный накопитель 1 запитывается от источника 2 постоянного напряжения через тиристор 3. При достижении заданного значения тока запитки накопителя 1 измерительный трансформатор тока 6, включенный в цепь запитки накопителя 1, выдает сигнал в

30 блок управления 9 тиристора 4, образующего

510773

3 вместе с предварительно заряженным конденсатором 11 контур перехвата тока накопителя

1 и во время запитки через тиристор 3 или разряда накопителя на нагрузку 13 через диод 14. После отключения контура запитки начинается формирование на нагрузке импульса напряжения, первой стадией которого является заряд конденсатора 10 током индуктивного накопителя 1 до амплитуды, соответствующей заданному напряжению импульса. Одновременно с зарядом конденсатора 10 происходит нарастание тока в дросселе

15 фильтра и соответствующее развитие напряжения на нагрузке 13. Выключение тиристора 4 происходит благодаря наличию фронтоограничивающей индуктивности 17, которая в начале интервала включения тиристора

4 ограничивает скорость нарастания тока, а в конце этого интервала формирует дополнительный заряд конденсатора 11 по отношению к конденсатору 10, в результате чего тиристор

4 оказывается после спадания до нуля тока в фронтоограничивающей индуктивности 17 под обратным напряжением и закрывается.

Сразу после закрытия тиристора 4 происходит обратный перезаряд конденсатора 11 через тиристор 5, информацией для срабатывания цепей управления которого является обратный выброс напряжения измерительного трансформатора тока 7, после спадания тока до нуля в цепи тиристора 4, поступающий в блок управления 18 тиристора 5. Режим перезаряда конденсатора 11 через тиристор 5 нормируется фронтоограничиваюшей индуктивностью 16.

После прекращения тока в тиристоре 5 обратный выброс напряжения измерительного трансформатора тока 8 в цепи тиристора 5 поступает в блок управления 9 тиристора 4 и используется как информация разрешения нового включения тиристора 4.

Ограничение амплитуды импульса на заданном уровне происходит благодаря включению параллельно индуктивному накопителю конденсатора 11 через тиристор 4. Цепи управления тиристора 4 через блок управления

9 связаны с измерительной системой, определяющей увеличение напряжения на конденсаторе 10 до максимально допустимого значения, при котором через резистор 19 и измерительный трансформатор 20 формируется сигнал, поступающий в блок управления 9.

Пока конденсатор 11 не зарядится до величины напряжения на конденсаторе 10 весь ток индуктивного накопителя замыкается через конденсатор 11 и на этот интервал времени накопитель как бы отсоединяется от нагрузки благодаря наличию отсекающего диода 14.

Напряжение на нагрузке в этом интервале поддерживается за счет разряда конденсатора 10. При этом осуществляется необходимая для стабилизации напряжения на нагрузке аккумуляции энергии индуктивного накопителя, ток которого обязательно должен превос10

>д

40 ходить величину тока нагрузки и сооTâåòñòвеппо должен иметь pñÃóëèpl pмый пар lëëeëьпый контур.

После заряда конденсатора ll до уровня напряжения на конденсаторе 10 снова происходит соединение накопителя с контуром нагрузки, и в этом интервале происходит подзаряд конденсатора 10 разностными током накопителя и нагрузки. По мере спадания тока накопителя увеличивается длительность интервалов подключения накопителя и конденсатора 10 и относительно уменьшается длительность интервалов шунтирования накопителя конденсатором 11.

После спадания тока накопителя до уровня тока нагрузки действие схемы стабилизации прекращается, поскольку поддержание заданного уровня напряжения на нагрузке становится невозможным из-за дальнейшего уменьшения тока накопителя. Далее на нагрузке имеет место нестабилизированное напряжение, спадающее по экспоненте, что соответствует окончанию рабочего цикла импульсного преобразователя.

Управление тиристорами происходит от обратного выброса напряжения в трансформаторах тока, возникающего после спадания тока в первичной обмотке трансформатора тока до нуля. Выброс обратного напряжения, возникающий во вторичной обмотке трансформатора тока, первичная обмотка которого включена в цепь одного тиристора, вводится в блок управления другого тиристора и является необходи мой информацией, разрешающей включение этого тиристора. Такое автоматическое согласованное воздействие на блоки управления сменными тиристорами позволяет работать с предельной частотой переключения тиристоров, что, в свою очередь, решает проблему стабилизации напряжения на нагрузке при высокой степени его фильтрации.

Формула изобретения

Лмплитi дный стабилизатор имиi льсов, содер>кащий индуктивный накопитель энергии с подключенной к нему нагрузкой через однополупериодную схему выпрямления с П-образным фильтром, первый конденсатор которого зашунтирован первичной обмоткой трансформатора напряжения с ограничивающим сопротивлением, вторичная обмотка которого соединена с блоком управления первого тиристора, к которому подключены также вторичная обмотка трансформатора тока, первичная обмотка которого включена в цепь динистора, шунтирующего индуктивный накопитель, причем параллельно индуктивному накопителю включена цепочка из последовательно соединенных первого тиристора, имеющего блок управления, двух дросселей, второго тиристора, имеющего блок управления, а средняя точка соединения дросселей подключена к общей шине через конденсатор,. отл и510773 ч а ю !ц и i„с я "åeì I, . чIтTоO, . с c !ц!еeлью снижения коэффициента пульсаций, блок управления каждого из тиристоров подключен ко вторичным

Состави1ель В. Назарова

Техред Т. Лященко

Редактор Н. Коган

Коррек-ор Л. KoTolI

Заказ 1204/11 Изд. № 1259 Тираж 1029 Подписное

Ц1-!ИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретении II открытии

113035, Москва, К-35, Рамшская наб.. ",. 4, 5

Типография, пр. Саптиова 2

15 I

1 обмоткам вновь введеннык трансформаторов тока, первичные обмотки которык включены последовательно между двумя тиристорами.