Индуктивно-емкостной формирователь импульсов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сфюз Советских

Сфщиалмстмческмх

Республик (ii) 684688 (61) Дополнительное к ает. сеид-ву (22) Заявлено 11.0477(21) 2474963/24-07 (51)М. КЛ. с присоединением заявки М (23) Приоритет

Н 02 М 1/08

Государственны Я комнтет

СССР по делам нзобретеннЯ н открытн Я

Опубликовано 050979. Бюллетень Но 33 (53) УДК 621. 316.,727(088.8) Дата опубликования описания — 0 09.70 (72) Авторы изобретен и я

В. В. Карташев, P Н. Киямов, А. В. Старцев, и Е. В. Токарев (71) Зелвмт®ль Уфимский авиационный институт имени Орджоникидзе (54 ) ИНДУKTHBHO — ENKOCTHOH ФОРМИРОВАТЕЛЬ

ИМИ УЛЬ СОВ

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для формирования импульсов, которые могут использоваться для управления силовыми тиристорами.

Из вест ен инду кти вн о-емкостн ой формирователь импульсов, содержащий цепочку из последовательно соединенных конденсаторов, зашунтированных через первичные обмотки выходных трансформаторов тиристорами, подключенную к источнику постоянного напряжения через индуктивность (1) . Так ой формиров атель обеспечивает получение оптимальной формы выходного импульса, имеющег о в ыб рос на пе редн ем фр он т е н достаточную длительность.

Недостатком его является значительная колебательность прямого и обратного напряжения затухающего процесса обмена энергией между источником питания, формирующими конденсаторами и входной индуктивностью.

Обратное напряжение на тиристорах при этом может переходить через ноль, в результате чего скачком сокращается время на восстановление управ ляемости тиристоров и происходит срыв формирователя, т.е. одновременное открытие всех его тиристоров.

Этот недостаток устранен в формирователе импульсов, в схему которого введен диод (.2). Диод включен последовательно с индуктивностью в цепи питания формирователя и служит для предотвращения процесса разряда зарядившегося конденсатора через разряженный конденсатор и индуктивность на источник питания.

Такое решение задачи является наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предложенному изобретени:о.

Недост ат ком данного форжрователя является отсутствие обратного напряжения на его тиристорах во время во:становления. При формировании импульса один из конденсаторов разряжается до нуля, а другой конденсатор заряж,-. ется через индуктивность и диод от источника питания до напряжения, бол щего входного, и тако» распределение напряжений остается на конденсаторах, и cýoòâåòст в HHQ, на тиристорах до включения очередного тиристора. Восстановление управляющих свойств тиристора формирователя в этом случае идет при нулевом напряжении на нем, что значительно увеличивает требуемое время на вос684688 становление и, следовательно, снижает предельную час-.ory формирователя.

11ел ь изобретения — позыаение устойчивости работы н расширение частотного диапа зона формиронателя.

Поставленная цель достигается тем, что в индуктивно-емкостном формирователе импульсов, содержащем п ячеек, каждая нэ которых состоит иэ конденсатора, эашунтирон анногo тирис- 10 тором через первичную обмотку выходного трансформатора, а ячейки соединены между собой последовательно и подключены к источнику постоянного тока через последовательно включен- 15 ные индуктивность и диод, последовательно с индуктивностью н цепи питания, параллельно диоду включен стабилитрон.

С целью упрощения и форм рова-2р телях с меньшим током, потребляемым от источника, стабилитрон может включаться последовательно с индуктивностью без диода.

На фиг. 1 представлен индуктивн о-емкостной днухтактняй формирова25 тель импульсов, выполненный согласно данному изобретению; на фиг, 2 форма напряжения на тиристорах двухтактного формирователя импульсов.

ДнуxT актный формировател ь содержит последовательно соединенные ячейки, состоящие из конденсаторов

1 и 2, которые зашунтированы тиристорами 3 и 4 через первичные обмот- З5 ки выходных трансформаторон 5 и 6.

Нижняя по схеме обкладка конденсатора 2 соединена с минусом источника питания непосредственно, а верхняя обкладка конденсатора 1 соединена с 4р плюсом источника питания через последовательно включенные индуктивность

7 и диод 8, причем диод 8 эашунтирован стабилитроном 9. На входе формирователя между полюсами источника 45 питания включен фильтровый конденсатор 10.

-Двухтактный форжрователь импульсов работает следующим образом.

К приходу очеРедного импульса 50 управления на тиристор 3 конденсатор

1 заряжен, а конденсатор 2 разряжен.

При включении тиристора 3 конденсатор 1 разряжается через него и через первичную оомотку трансформатора 5 до нулевого напряжения. Одновременно с этим идет заряд конденсатора 2 от источника питания через диод 8, индуктивность 7, первичную обмотку трансформатора 5, тиристор 3. Процесс заряда носит колебательный ха- 60 рактер, и поэтому напряжение на конденсаторе 2 к концу заряда будет больше напряжения источника питания.

В первичной обмотке трансформатора

5 токи разряда и заряда складывают- 65 ся, в результате чего получается оптимальная форма выходных импульсов. После снижения тока через тиристор 3 до нуля он выключается, а конденсатор 2 начинает разряжаться чере3 конденсатор 1, индуктивность 7 и стабнлитрон 9 на фильтроный конденсатор 10 . Ток разряда, протекая через конденсатор 1, заряжает его н обратной полярности. При этом к тиристору 3 прикладывается обратное напряжение. Поскольку в цепи разряда включен стабилитрон 9 со значительным сопротивлением (стабилитрон работает на вертикальном участке обратной ветви вольт-амперной характеристики), процесс носит апериодический характер. Процесс разряда протекает до тех пор, пока сумма напряжений на конденсаторах 1 и 2 сравняется с суммой напряжения питания и напряжения стабилизации стабилитрона 9, после чего разряд прекращается а напряжения на конденсаторах 1 и 2 указанной полярности сохраняются до очередного включения тиристора 4 (фиг ° 2) .

При включении тиристора 4 протекают процессы, аналогичные описанным.

Стабилитрон 9 должен выбираться таким образом, чтобы разность между максимальным напряжением на зарядившемся конденсаторе и суммой напряжения E„и Ос составляла 5- 10 В.

В этом случае обратное напряжение на тиристоре тоже будет равно 5-10 В, что и требуется для ускорения восстановления его управляющих свойств, Увеличение обратного напряжения до величины большей 10 В нецелесообразно, так как это не дает положительного эффекта. Раскачка напряжения на конденсаторах определяется нагрузкой формирователя (коэффициентом размножения по выходу), и для каждой нагрузки возможен подбор стабилитрона для получения требуемого обратного напряжения.

Для распределения потерь в диоде 8 и стабилитроне 9 диод должен иметь меньшее прямое падение напряжения, чем стабилитрон, т.е. диод выбирается германиевый, а стабилитрон-кремниевый. При этом зарядный ток протекает только через диод, не выделяя мощности потерь в стабилитроне, а стабилитрон работает толь;:о при обратном направлении тока.

Процессы в одн от акт н ом и четырехтактном формирователях аналогичны описанным ныае.

Сравнит ел ьные и спыт ани я предложенных формирователей и известных показали, что частотный диапазон значительно расширяется эа счет ускорения процесса восстановления управляющих свойств тиристоров. При работе на низкой частоте данные формиро6 3468В

Формула изобретения фца. 1

Еу

Составитель O. наказная

Редактор Д. Зубов Техред С.Мигай Коррек тор Ю. М ак ар енк о

Заказ 5303/51 Тираж 857 Подписное

Ы ИИПИ Государстэенного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. ужгород, ул . Проектная, 4 эатели имеют более эысокчю устойчивость, а также помехоустойчивость, Индуктивно-емкостной формирователь импульсов, содержащий и ячеек, каждая из которых состоит из конденсатора, зашунтированного тиристором через первичную обмотку выходного 10 трансформатора, причем ячейки соединены между собой последовательно и подключены к источнику питания через последовательно соединенные индуктивность и диод, о т л и ч а ю щ и й- 15 с я тем, что, с целью повышения устойчивости работы и расширения частотного диапазона формирователя, последовательно -с индуктивностью в цепи питания, параллельно диоду включен стабилитрон.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Вишневский А. И. и др. Силовые ионные и полупроводниковые приборы, М ., Высшая школа, 1975, с, 252, 2. Доклады научно-технической конференции по итогам научно-исследовательских работ за 1966-1967, Секция электронной техники, М., МЭИ, 1967. с, 96.