Стабилизатор энергии зарядного с-контура генератора мощных импульсов

 

Т f б

6етзйиоте.

О П Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Реслу6лик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено25.07.74 (21) 2048828/24-7 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51) M. Кл.е

& 05 b 1/46

Гюсударстаенный камитет

Совета теинкстров СССР

Ао делан каебретений и аткрытий (43) Опубликовано25.06.76,БюллЕтеиь №23 (53) УДК 621.361.722. .1 (088.8) (40) Дата опубликования описания 28.08.76 (72) Автор изобретения

А. Г. Бомко (71) Заявитель (54) СТАБИЛИЗАТОР ЭНЕРГИИ ЗАРЯДНОГО С-КОНТУРА

ГЕНЕРАТОРА МОЩНЫХ ИМПУЛЬСОВ

Изобретение относится к эпектротехни, ке и может быть испопьэовано в источни .ках питания импульсных газораэрядных ламп с повышенной частотой следования разрядных импульсов.

Известны стабилизаторы энергии зарядного LÑ-контура, используемые дпя заря. да,накопитепьного конденсатора ипи дпя

;стабипизации напряжения на нагрузке, со;держащие зарядный тиристор с цепью изкусс гвенной коммутации, включенный между силовым выпрямителем и .?.С-контуром, шунтированным диодом в обратном направпении, и управпяющий орган, состоящий из квадратичных усилителей выходных тока и напряжения, через сумматор подключенных к входу элемента сравнения.

Однако в известных устройствах при питании от сети переменного тока, через выпрямитепь стабипизации энергии зарядного

1.С- контура осуществляется с заданной ;точностью топько в том случае, если за рядный электронный ключ выполнен на полно:. стью управляемых эпементах, например тран1 эисторах. Применение в качестве эпектроннс - го ключа тиристоров с конденсаторной искус-ственной коммутацией приводит к возникновению пульсаций напряжения на накопительном ! конденсаторе. Эти пульсации становятся к,заметными, если емкость коммутирующего ,конденсатора соизмерима с емкостью накопитепьного конденсатора, а амппитуда;пупь сации питающего напряжения составляет 515% его постоянной Составляющей.

ip Цепью изобретения является повышение стабильности напряжения на накопительном ,конденсаторе.

Дпя этого в стабилизатор введено корректирующее звено, выпопненное в виде .15 двух транзисторных усилителей с общей коппекторной нагрузкой, соединенной со входом сумматора, при этом вход первого из ,усилителей соединен с питающей сетью через вспомогательные трансформатор, выел прямитепь и реэистивный депитепь напряжения, а вход второго усипитепя, шунтироватьный конденсатором, соедийен с полюсами вспомогатепьного вы рямитепя через тран;зисторные ключи. чб Изобретение пояснено чертежами.

518764

На фиг. 1 приведена структурно-принци- пиальная электрическая схема стабилизатора; на фиг. 2 — эпюры напряжений в основ» ных точках стабилизатора.

Стабилизатор энергии зарядного 3С-контура генератора мощных импульсов содержит трехфазный выпрямительный мост, собранный на диодах 1 - 6, зарядный тириотор 7, цепь искусственной конденсаторной коммутации, состояшую из коммутирующего тиристора 8, коммутирующего конденсатора 9, вспомогательного тиристора 1 О, дросселя 11, зарядного J С-контура, состоящего из дросселя 12 и конденсатора 13, обратного диода 14, электрического шун та 15, делителя напряжения, собранного на резисторах 16 и 17 обратной связи, устройство 18 (предназначенное для стабили- зации .С-контура), состоящее из квадратичного усилителя 1 9 зарядного тока, квадратичного усилителя 20 напряжения накопительного конденсатора, сумматора

21, сравнивающего устройства 22, корректирующего устройства 23, которое состоит из понижающего трехфазного трансформатора 24, трехфазного выпрямительного моста, собранного на диодах 25-30, зарядного транзистора 31, накопительного конденсатора 32, разрядного транзистора 33, разрядного резистора 34, усилителей постоянного тока, собранных на транзисторах 35 и 36, резисторах 37-41.

Кривая ct, (см. фиг. 2) представляет собой эпюру выходного напряжения; выпрямительного моста, кривая - эпюру напряжения на электрическом шунте 15, кривая

8 - эпюру напряжения на накопительном конденсаторе 13 LC-контура, кривая,, -эпюру напряжения на коммутирующем конденсаторе 9, кривая 3 -эпюру напряжения на накопительном конденсато-I ре 32 корректирующего устройства 23.

Стабилизатор работает следующим образом.

На выход выпрямительного моста, собранного на диодах 1-6, поступает трех фазное напряжение сети переменного тока. С выхода моста выпрямленное пульсирун шье напряжение (см. фнг. 2, а), поступает, через зарядный тиристор 7 на вход, Д -контура (12 и 13) . Запуск тиристора 7

4 осушествляется через управляющий элек-, трод импульсами управляюшей системы, которая на фиг. I не показана. В момент, достижения энергии в зарядном LC-кон- ) туре заданного уровня сигналом от уст-, ройства 18 отпирается коммутирующий тиристор 8, 1 1ри отпирании этого тиристора, ком му цруюший конденсатор 9, предварительно заряженнь и полярностью, которая указана на фиг. 1, начинаеч перезаряжаться через мост на диодах 1-6, l(.êîíòóð. (12 и 13) и электрический шунт 15.

При лереразрядке конденсатор 9 запирает основной зарядный тиристор 7.

Процесс перезаряда коммутиру -щего. конденсатора 9 колебательный и заканчивается в тот момент, когда мгновенное значение напряжении на выходе моста на !

О

© диодах 1 — 6 б дет равно напряжению на

J конденсаторе 9.

Напряжение на коммутиругошем конденсаторе 9 после окончания процессов комО мутации сохраняет свое значение до момеь-!

5 та заряда основного накопительного конденсатора l 3. После окончания процесса ком- I мутации тока зарядного тиристора 7 ток зарядногодросселя 11 переключаетсяскоммутирующей цепью (8 и 9) на обратный диод 14.

Процесс в зарядном 1С-контуре заканчивается тогда, когда ток зарядного)К -контура достигает нулевого значения. И последнем случае вся магнитная энергия зарядного дросселя 12 через диод 14 перека чивается в накопительный конденс втор 1 3, Разряд этого конденсатора на импульс ную нагрузку происходит после окончания процессов в зарядной цепи. (Разрядная

® цепж и нагрузка ьа фиг. 1 не показаны).

Восстановление исходной полярности напряжения на коммутирующем конденсаторе 9 осуществляется через дроссель 11 запуском вспомогательного тиристора 10 в момент разряда основного накопительного конденсатора 13. После разряда накопительного конденсатора 13 процессы в силовой пепи стабилизатора энергии повторя IOTC я.

Управление процессом коммутации тока зарядного тиристора 7 осуществляется при помощи сигналов обратной связи по напряжению на накопительном конденсаторе 13 и по зарядному току 3 С-контура. Эти сигналы снимают с делителя напряжения на резисторах 16 и 17 и с электрического шунта 15 тока и поступают на вход усилителя 20. При помощи квадратичного усилителя 20 напряжения накопительного конденсатора осуществляется преобразование напряжения этого конденсатора в электрическую энергию, а при помощи квадратичного усилителя 19 тока осуществляется преобразование зарядного тока дросселя 12 в магнитную энергию.

Суммирование электрической энергии конденсатора и магнитной энергии дросселя осуществляется сумматором 21. Выходной сигнал сумматора 2 1 и по цо рцио нале и электромагнитной энергии вар писа о (, С-контура и поступает на вход сравнивающего устройства 22.

В момент равенства электромагнитной энергии .С-контура опорному напряже ник>, установки сравниваюшего устроЯдтва 22 на его выходе возникает импульс.

i Это импульс запускает коммутирующий тиристор 8 и процесс заряда 1.С-контура прекращается.

Для устранения влияния пульсации энергии в 1С-контуре за счет конденсаторной коммутации в предложенном стабилизаторе введено корректирующее устройство 23; Это устройство учитывает влияние нестабильности напряжения на конденсаторе 13 при искусственной конденсаторной коммутации выработкой двух сигналов обратной связи.

Первый сигнал связан с мгновенным значением напряжения выпрямителя в момент коммутации предыдущего цикла, е второй сигнал связан с мгновенным значением напряжения выпрямителя в момент коммутации.

Первый сигнал определяет влияние начального напряжения коммутируюшего конденсатора на стабильность энергии .-контура, а второй сигнал определяет влияние конечного напряжения коммутирующего конденсатора на стабильность энергии 1,С-контура, Лля формирования этих сигналов напряжение. питающей сети поступает через понижающий трансформам ,трр 24 на вход вспомогательного выпрямительного моста собранного на диодах, .25- 30.

На резисторе 40 формируется сигнал обратной связи, который представляет со бой сумму мгновенных значений напряже; ний коммутирующего конденсатора до.-аро цесса коммутации и после процесса комму тациии.

)5 Выходной сигнал корректирующего уст, ройства поступает на вход сумматора 21 электрической и магнитной энергии g,С-кон,тура и, таким образом, устраняет влияние к конденсаторной коммутации на стабильность

gp напряжения емкостнсго накопителя.

В предложенном стабилизаторе сигнал .коррекции по начальному и конечному напряжению коммутирующего конденсатора линей25 ногсвязан с энергией С-контура. Это допущение справедливо для большинства известных стабилизаторов, так как пульсации . напряжения на коммутирующем конденсаторе обычно малы (5-15%), а емкость комму30 тирующего конденсатора составляет всего лчшь 5% емкости накопительного конденсатора.

Применение предложенного стабилизато35 .р8 в источниках импульсного электропитания газораэрядных ламп позволит повысить стабильность накачки генераторов, что, в

:свою очередь, расширит. возмолность их .применение в народном хозяйстве.

Выходное напряжение этого моста поступает на вход усилителя постоянного тока, который выполнен на транзисторе

35 и резисторах 38 и 40. На входе этого усилителя установлены два электронных ключа, собранных на транзисторах 31 и 33 и конденсатор 32. Электронные ключи управляются коммутирующими импульсами управляющего блока.

Транзистор 31 является зарядным для конденсатора 32, а транзистор ЗЗ и резистор 34 являются разрядными для этого конденсатора. Одновременная работа этих транзисторов обусловливает на конденсаторе 32 напряжение, которое пропорциональ >о мгновенному значению коммутирующего напряжения после окончания процесса коммутации тока LC-контура.

Напряжение конденсатора 32 сохраняется до следующего цикла коммутапии.

Лля пояснения процесса запоминания напряжения на конденсаторе 32 на фиг.2,5 приведен» эпюря напря> ;ения на конденса1торе 32, Одновре»евно на>ряженке вспо- .

«рормула изобретения!

Стабилизатор энергии зарядного J„C-кон45 тура генератора мощных импульсов, содер жащий зарядный тиристор с цепью искус.ственной коммутации, включенный между силовым выпрямителем и,LC-контуром, шунтированным диодом в обратном направ5Q ленни, и управляющий орган, состоящий из квадратичных усилителей выходных тока и, .напряжения, через сумматор подключенных к входу элел ента сравнения, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения

55 стабильности напряжения на накопительном конденсаторе, введено корректирующее звено, выполненное в виде двух транзисторных усилителей с общей коллекторной нагрузкой, соединенной с входом сумматора, при этом

A) вход первого иэ усилителей соединен с пи-

518764

l могательного выпрямительного моста

Ф . бранного на диодах 25-30, поступает че. рез делитель, собранный на резисторах 37

1, и 39 на вход другого усилителя постоянного тока, выполненного на транзисторе 36 и резисторах 40 и 41.

518764 гаюшей сетью через вспомогательные трансформатор, выпрямитель и резистивный делитель напряжения, а вход второго усилит (ля, ыунтированный конденсатором, соединен с полюсами вспомогательного выпрямителя через транзисторные клк чи, . 518764

Coeras em В. Широков Редактор Л. Мердухович Техред . N. Ликович Корректор, Б. Югас

Заказ 2374/280 Тираж 1 029 П одписное

UHHHFIH Государственного комитета Совета Министров СССР ио делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж 35, Раушская ннб., д.4/5

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