Генератор импульсов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик (1)947943 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 29.02. 80 (21) 2887123/18-21 (И) М. Кл.в с присоединением заявки №Н 03 К 3/53

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 3007.82- Бюллетень ¹ 28

)$3) УДК 821.373 (088. 8) Дата опубликования описания 30.07.82 (72) Автор изобретения

Л.Г. Кощеев, .;Л

Уральское. отделение, Всесоюзного орде а Трудовотб . -"

Красного Знамени научно-исследовател ского;:;КД1,-:, :;:-,": института железнодорожного транспорва — (23) Заявитель (54) ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для получения коротких высоковольтных импульсов. 5

Известен генератор импульсов высокого напряжения, выполненный на основе однотактного импульсного генератора с формирующей длинной линией(1). (О

Для питания этого устройства исполь зуют промежуточный преобразователь постоянного тока низкого напряжения в постоянный ток напряжением в несколько сотен вольт, что приводит к усложнению схемы и снижению надежности работы.

Наиболее близким к предлагаемому является генератор импульсов, содержащий источник постоянного напряжения, зашунтированный первым конденсатором, управляемый ключ в цепи разряда формирующего накопителя на нагрузку, повышающий трансформатор, два диода, второй и третий конденсаторы, дополнительный управляемый ключ (2).

Однако в этом генераторе напряжения на формирующих элементах и, соответственно, на нагрузке ограничены относительно ниэковольтным напряжением источника питания. 30

Цель иэобретения — увеличение ам плитуды выходных импульсов без промежуточного преобразования постоянного тока.

С этой целью в генератор импульсов, содержащий источник постоянного напряжения, на выходе которого включен первый конденсатор, управляемый ключ в цепи разряда формирующего накопителя на нагрузку, соединенную с общей шиной, второй конденсатор, повыаающий трансформатор, первый и второй диоды, причем положительный полюс источника постоянного напряжения соединен с анодом управляемого ключа через последовательное соединенные . первичную обмотку повышающего трансформатора и прямо включенный первый диод,а вторичная обмотка повышающего трансформатора через второй диод подключена к второму конденсатору,введена цепочка из последовательно соединенных третьего диода и катушки индук» тивности, включенная -между анодом управляемого ключа и положительной обкладкой второго конденсатора, отрицательная обкладка которого соединена с положительным полюсом источника постоянного напряжения., 947943

10

60

На чертеже представлена принципи-. альная электрическая схема устройства

Генератор содержит источник 1 постоянного напряжения, на выходе которого включен первый конденсатор 2, управляемый ключ (тиристор) 3 в цепи разряца формирующего накопителя (конденсатора) 4 на нагрузку 5, включенную через повышающий трансформатор 6, второй конденсатор 7, повышающий трансформатор 8, диоды 9-11 и катушку 12 индуктивности.

Положительный полюс источника 1 соединен с анодом тиристора 3 через последовательно соединенные первич ную обмотку 13 трансформатора 8 и прямо включенный диод 9, а вторичная обмотка 14 трансформатора 8 через диод 10 подключена к конденсатору 7.

Цепочка из последовательно соединенных диода 11 и катушки 12 индуктив ности включена между анодом тиристора 3 и положительной обкладкой конденсатора 7, отрицательная обкладка которого соединена с положительным полюсом источника 1.

Тиристор 3 зашунтирован диодом 15 встречной проводимости 15, а нагрузка 5 - дополнительным конденсато-. ром 16.

Генератор работает следующим образом.

В исходном состоянии тиристор 3 заперт и конденсаторы 2,4 и 7 заряжены.

При поступлении импульса тока УПравления в цепь управляющего электрода тиристора последний отпирается и обеспечивает закорачивание контура, содержащего конденсатор 4 и первичную обмотку трансформатора 6. При этом через тиристор 3 протекает импульс тока i контура коммутации, импульс тока первичной обмотки трансформатора 8 и ток катушки 12. Ток в контуре, образованном тиристором 3, конденсатором 4 и трансформатором 6, имеет форму, близкую к синусоидаль ной. Наличие в схеме конденсатора 16 обеспечивает колебательный характер процессов. Период собственных колебаний контура определяется индуктивностью рассеяния трансформатора 6, емкостью конденсаторов 4 и 16 и коэффициентом трансформации трансформатора 6.

Для обеспечения устойчивой работы генератора параметры колебательного контура необходимо выбрать таким образом, чтобы амплитуда тока 1 была больше нагрузочной составляющей тока, в период его собственных колебаний в 2-3 раза превышал время выключения генератора. При этом прямая полуволна тока протекает через тиристор 3, а обратная полуволна - через диод 15.

Максимальное напряжение на конденсаторе 16 почти в два раза больше начального напряжения, приведенного к вторичной обмотке трансформатора 6.

В ряде случаев, например при использовании генератора импульсов в системе зажигания, цепь нагрузки закорачивается с чаСтотой до 200 Гц, что приводит к шунтированию конденсатора 16. При этом емкость колебательного контура коммутации увеличивается, а индуктивность сохраняется прежней. Это обеспечивает увеличение времени, отводимого тиристору

3 для восстановления запирающей способности, и четкое его выключение без нарушения устойчивостью работы генератора.

При отпирании тиристора 3 к обмотке 13 прикладывается напряжение источника 1, а конденсатор 7, подключенный к повышающей обмотке 14, заряжается до существенно более высокого напряжения и, таким образом, .обеспечивает соответствующее увели25 чение напряжения на Формирующих элементах генератора, а следовательно, и на нагрузке 5.

Формула изобретения

Генератор импульсов, содержащий

30 источник постоянного напряжения, на выходе которого включен первый конденсатор, управляемый ключ в цепи, разряда формирующего накопителя на нагрузку, соединенную с общей шиной второй конденсатор, повышающий трансформатор, первый и второй диоды, причем положительный полюс источника постоянного напряжения соединен с ,анодом управляемого ключа через пос40 ледовательно соединенные первичную обмотку повышающего трансформатора и прямовключенный первый диод, а вторичная обмотка повышающего трансформатора через второй диод подключена к второму конденсатору, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью увеличения амплитуды выходных импульсов без промежуточного преобра- . зования постоянного тока, введена цепочка из последовательно соединенных третьего диода и катушки индуктивности, включенная между анодом управляемого ключа и положительной обкладкой второго конденсатора, отрицательная обкладка которого соединена с положительным полюсом источника постоянного напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Евтянов С.И. и др. Импульсные модуляторы с искусственной линией. Сов. радио, 1973.

2. Патент Великобритании 9 1089902> кл. H 3 P.

947943

Составитель Т. Щедрина

Техред Т. Фанта Корректор Е. Рошко

Редактор А. Огар

Заказ 5667/77

Тираж 959 Подписное

ЗНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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