ФОРМИРОВАТЕЛЬ ИМПУЛЬСОВ ТОКА Российский патент 1997 года по МПК H03K3/53 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в оптоэлектронной технике для накачки полупроводниковых источников света.

Известен формирователь импульсов тока с использованием тиристора в качестве коммутирующего элемента. Применяются тиристоры, работающие в лавинном режиме. Недостатком данного формирователя является большое напряжение его питания.

Известны формирователи импульсов тока на мощных ВЧ-транзисторах, где транзистор используется в качестве коммутирующего элемента. Недостатками схемы являются малая коммутируемая мощность, большое количество элементов схемы, невозможность управления амплитудой тока.

В основу настоящего изобретения поставлена задача создания формирователя импульсов тока с большой коммутируемой мощностью для накачки полупроводниковых источников света, конструктивное выполнение которого позволило бы увеличить амплитуду формируемых импульсов тока и уменьшить габариты формирователя.

Поставленная задача решается тем, что в известный формирователь импульсов тока, содержащий внешний источник питания, один полюс которого соединен с общей шиной, а между другим полюсом и общей шиной последовательно включены первый зарядный элемент, накопитель и нагрузка, параллельно которой включены второй зарядный элемент, коммутирующее устройство, генератор запускающих импульсов, соединенный с общей шиной и подключенный выходом к управляющему электроду коммутирующего элемента, введены управляемый коммутирующий элемент и неуправляемый коммутирующий элемент, включенные последовательно в коллекторную цепь.

На чертеже приведена электрическая схема формирователя и импульсов тока.

Электрическая схема формирователя импульсов тока содержит внешний источник питания (ИП) 1, внешний генератор 2 запускающих импульсов (ГИ), динистор VD1, транзисторную матрицу VT1, накопитель С1, зарядные элементы R1,2,3, зарядный элемент R_н нагрузки.

Формирователь импульсов тока содержит внешний источник питания 1, внешний генератор 2 запускающих импульсов, первый зарядный элемент R1, выполненный на резисторе, накопитель C1, выполненный на конденсаторе, внешнюю нагрузку, коммутирующее устройство, состоящее из управляемого коммутирующего элемента, выполненного на транзисторной матрице VT1, и неуправляемого коммутирующего элемента, выполненного на динисторе VD1.

Устройство работает следующим образом.

С источника питания 1 снимается питающее направление через зарядный ограничивающий элемент R1 и зарядный элемент R3, происходит зарядка накопителя C1 до напряжения питания. При поступлении запускающего импульса амплитудой 10-20 B на базовый вывод транзисторной матрицы транзисторная матрица VT1 переходит в открытое состояние, после чего автоматически вскрывается динистор VD1 и замыкает цепь разряда накопителя C1 управляемого коммутирующего элемента, выполненного на транзисторной матрице VT1, и неуправляемого коммутирующего элемента, выполненного на динисторе VD1, элемента нагрузки R_н. При сопротивлении нагрузки порядка 0,1 Ом и накопителе емкостью 0,1 мкФ амплитуда тока в разрядном контуре достигает 50 А при длительности импульса по уровню 0,5 100-250 нс. Динистор VD1 из арсенида галлия, имеющий напряжение вскрытия 14 В и включенный в коллекторную цепь матрицы VT1, позволяет увеличить максимальное напряжение питания и, следовательно, уровень энергии накопителя C1 для получения максимальной амплитуды и импульса тока в нагрузке. Динистор VD1 также позволяет уменьшить задний фронт импульсов тока на нагрузке за счет закрытия динистора при величине тока, меньшей, чем сила тока выключения динистора.

Используя различные зарядные элементы, можно варьировать предельную частоту и ток потребления формирователя. Варьируя номинал зарядной емкости, можно изменять длительность импульса тока через нагрузку. Амплитуда импульсного тока в нагрузке или уровень световой мощности лазерного или люминесцентного диода, подключенного в качестве нагрузки, плавно регулируется путем изменения напряжения питания формирователя.

Таким образом, применение предлагаемого формирователя импульсов тока позволяет увеличить амплитуду формируемых импульсов тока более чем в пять раз и управлять амплитудой тока.

Использование: в оптоэлектронной технике для накачки полупроводниковых источников света. Сущность изобретения: устройство содержит внешний источник питания 1, внешний генератор допускающих импульсов 2, два зарядных элемента R1, R3, накопитель C1, нагрузку R_н, транзисторную матрицу NV1, динистор VT₁, резистор R2. 1 ил.

Формирователь импульсов тока, содержащий источник питания, первый полюс которого соединен с общей шиной, а между вторым полюсом и общей шиной последовательно включены первый зарядный элемент, накопитель и второй зарядный элемент, параллельно которому подключена нагрузка, коммутирующее устройство, параллельно которому подключена нагрузка, коммутирующее устройство, включенное между точкой соединения первого зарядного элемента и накопителя и общей шиной, и управляющий вход которого соединен с выходом генератора запускающих импульсов, отличающийся тем, что коммутирующее устройство содержит дополнительно неуправляемый коммутируемый элемент, включенный последовательно с управляемым коммутируемым элементом.