Формирователь импульсов

 

««817990

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалнстнческнк

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву —, (22) Заявлено 07.05.79 (21) 2762276II18-21 (51) М. Кл.з

Н 03 К 5/02 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Государственный комитет

СССР (53) УДК 621.673..43 (088.8) Опубликовано 30.03.81. Бюллетень № 12

Дата опубликования описания 05.04.81 по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

С. И. Зиенко и 1О. И. Грушенко

/ ..

-%".. ., 111 с

Смоленский филиал Московского ордена Лени а ", энергетического института

4 (71) Заявитель

i (54) ФОРМИРОВАТЕЛЬ ИМПУЛЬСОВ

Изобретение относится к импульсной технике и может использоваться для формирования мощных наносекундных импульсов на низкоомной нагрузке. Оно может найти применение для запуска инжекционных лазеров, в устройствах электроискровой обработки металлов, управления электропотическими затворами и т. д.

Известны формирователи импульсов, у которых на накопительном конденсаторе превышает напряжение источника питания в

5 — 10 и более раз. К ним относятся импуль- |р сные регуляторы постоянного напряжения, работающие в режиме прерывистых токов дросселя (1) .

Недостатком этих формирователей является плохое использование напряжения источника питания.

Известно устройство, содержащее транзистор, блок управления, дроссель, диод, конденсатор (2).

Недостатком известного устройства является то, что оно в случае низкоомной нагруз- З ки (единицы и доли Ом) не может генерировать импульсы большой амплитуды, превышающей во много раз значение напряжения источника питания. Кроме того, импульсы имеют большое время нарастания. Последнее объясняется тем, что время нарасЯ тания импульса определяется;. временем заряда выходного конденсатора (его величина может быть значительной) до пикового значения током дросселя. (Цель изобретения — увеличение амплитуды импульсов и уменьшение времени их нарастания.

Указанная цель достигается тем, что в формирователь импульсов, содержащий транзистор типа п-р-п, блок управления, дроссель диод и конденсатор, эмиттер транзистора подключен к отрицательной шине питания, база транзистора подключена к выходу блока управления, коллектор транзистора соединен с анодом диода и через дроссель— с общей шиной, катод диода соединен с одним из выводов нагрузки и через конденсатор — с общей шиной, введены тиристор и дополнительный конденсатор, причем анод тиристора соединен с общей шиной,управляющей электрод тиристора соединей с дополнительным выходом блока управления, а дополнительный. конденсатор выходом подключен параллельно упомянутому диоду.

817990

На фиг. 1 представлена принципиальная схема устройства; на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие его работу.

Формирователь импульсов содержит источник 1 питания, ключевой элемент, выполненный на транзисторе 2, управляемый блоком 3 управления, накопительный дроссель

4, диод 5 с параллельно включенным ему конденсатором 6, накопительный конденсатор 7, нагрузку 8 и тиристор 9.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии транзистор 2 и тиристор 9 закрыты. Напряжение на конденсаторе 7 и ток в дросселе 4 равны нулю. С приходом отпирающего импульса заданной длительности и амплитуды транзистор 2 открывается и входит в состояние насыщения.

Начинается процесс накопления энергии в дросселе 4. При небольшом сопротивлении насыщенного транзистора 2 ток в дросселе нарастает во времени по закону, близкому к линейному. В момент окончания импульса управления с блока 3 транзистор 2 закрывается. ЭДС самоиндукции дросселя меняет полярность, в результате чего диод 5 открывается. Начинается процесс передачи энергии дросселя в емкость конденсатора 7.

Когда напряжение на конденсаторе 7 достигнет пикового значения, фиксирующий диод 5 закроется. На этом заканчивается этап отдачи энергии, дросселем 4 в емкость конденсатора 7. Если предположить, что сопротивление контура в цепи элементов 4, 5 и 7 — 9 пренебрежимо мало, то энергия дросселя

И m/2 будет полностью передана конденсатору 4 и равна CU m/2, где 1. — индуктивность дросселя 4, 3 пиковое значение тока в дросселе, С вЂ” емкость конденсатора 7 и U — пиковое напряжение на нем. ПоэтоITl

fi му амплитуда напояжения на конденсаторе

7 равна U 1 . При соответствующем выборе элементов значение амплитуды U будет намного превышать величину напряжения питания 1. Следует отметить, что пиковое напряжение U не зависит от сопротивления нагрузки, что имеет место в известном устройстве.

После заряда конденсатора 7 до пикового напряжения с блока 3 управления поступает отпирающий импульс на управляющий электрод тиристора 9. Последний включается. Начинается разряд конденсатора 7 через нагрузку 8 и тиристор 9, в результате чего в нагрузке формируется мощный

Формула изобретения

25 зо

45 быстронарастающий импульс. Время его нарастания практически не зависит от величины сопротивления нагрузки.

При последующем отпирании транзистора 2 его коллекторный ток ответвляется в цепь дросселя 4 и через конденсатор 6 в цепь тиристора 9. Полярность напряжения источника 1 питания полярно инвертируется выходному (в данном случае оно отрицательно), благодаря чему под действием отрицательного импульса происходит быстрое рассасывание избыточных носителей заряда в базах тиристора и его запирание. Таким образом, наличие конденсатора 6 обеспечивает быстрое выключение тиристора 9 и, следовательно, повышенную частоту следования импульсов.

Таким образом, предлагаемое устройство принципиально обеспечивает значитель но большую амплитуду импульсов и меньшее время их нарастания. Указанные достоинства показывают, что предлагаемое устройство более эффективно, чем известное.

Формирователь импульсов, содержащий транзистор типа п-р-п, блок управления, дроссель, диод и конденсатор, эмиттер транзистора подключен к отрицательной шине питания, база транзистора подключена к выходу блока управления, коллектор транзистора соединен с анодом диода и через дроссель — с общей шиной, катод диода соединен с одним из выводов нагрузки и через конденсатор — с общей шиной, отличаюи1ийся тем, что, с целью уменьшения времени нарастания и увеличения амплитуды импульсов, в устройство введены тиристор и дополнительный конденсатор, причем анод тиристора соединен с общей шиной, управляющий электрод тиристора соединен с дополнительным выходом блока управления, а дополнительный конденсатор подключен параллельно упомянутому диоду.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Коссов О. А. и др. Полностью управляемые тиристоры в устройствах автоматики.

М., «Энергия», 1970, с. 64.

2. Коссов О. А. Усилители мощности на транзисторах в режиме переключений. М., «Энергия», 1971, с. 291, рис. 12(2в) (прототип).

Uy

Составитель А. Тимофеев

Редактор Н. Кешеля Техред А. Бойкас Корректор Л. Иван

Заказ 1015/78 Тираж 988 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4