Преобразовательный блок генератора импульсного возбуждения Советский патент 1983 года по МПК H01B1/00 

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в генераторах высокой частоты, работающих по принципу импульсного возбуждения, применяемых в различных промышленных отраслях для целей индукционного нагрева.

Известен преобразоват.ельный блок импульсного модулятора, в котором зарядная цепь эквивалентна зарядной цепи генератора ш тульсного возбуждения и в котором ключевой прибор импульсный тиратрон, зарядный дроссель и элементы разрядной цепи смонтированы на некотором расстоянии друг от друга

Недостатком этоГо преобразовательного блока являются значительные распределенные индуктивности и емкости. Это приводит к тому, что в этом блоке становятся значительными пртери полезной энергии.

Наиболее близким к изобретению является преобразовательный блок генератора импульсного возбуждения содержащий батарею .накопительных конденсаторов, зарядный дроссель, разрядну1о катушку и ключевой прибор, например импульсный тиратрон, анод которого через разрядную катушку и

батарею накопительных конденсаторов соединен с выводом параллельного колебательного контура, второй вывод которого соединен с катодом ключевого прибора и минусовой клеммой источника питания, плюсовая клемма которого через зарядный дроссель присоединена к точке соединения разрядной катушки и батареи накопи10тельных конденсаторов, и имеющий пространственную конструкцию С2Х.

В этсйл блоке соединительные проводники между ключевым П ри6ором, зарядным дросселем, накопительными

15 конденсаторами и разрядной катушкой имеют паразитные .распределенные индуктивности и емкости значительной величины, котррые образуют паразитные колебательные контуры. При

20 работе в этих контурах возникают паразитные колебания, которые отсасывают часть полезной энергии, образуют выбросы обратного напряжения на ключевом приборе, что уменьшает эф25фективность преобразования энергии, снижает устойчивость работы ГИВ и уменьшает использование ключевого . прибора по напряжению и, следовательно, по мощности. Кроме того, зв

30 известных ГИВ ключевой прибор, зарядный дроссель, накопительные конденсаторы и разрядная катушка как в соковольтные элементы требуют для своего размещения значительной площади, что обуславливает большие габ риты ГИВ. Целью изобретения является умень шение распределенных паразитных ин дуктивностей и емкостей монтажа. Указанная цель достигается тем, что в преобразовательном блоке генератора импульсного возбуждения, содержащем батарею накопительных конденсаторов, зарядный дроссель, ра 3рядную катушку и клю чевой прибо например импульсный .тиратрон,, ано которого через разрядную катушку и батарею накопительных конденсато ров соединен с выводом параллельного колебательного контура, второ вывод которого соединен с катодом ключевого прибора и минусовой клем, мой источника питания, плюсовая клемма которого через зарядный дро сель присоединена к точке соединения разрядной катушки и батареи накопительных конденсаторов, и 1Гмею|щем пространственную конструкцию, рядный дроссель, разрядная катушка и батарея накопительных конденсаторов расположены вокруг цилиндрического каркаса из изоляционного матер ала с его внешней стороны, а ключевой прибор размещен коаксиально вну ри этого каркаса, причем разрядная катушка расположена на верхней части каркаса около анодного вывода ключевого прибора, зарядный дроссел на нижней части каркаса, а батарея накопительных конденсаторов - между зарядным дросселем и разрядной кату кой. Предлагаемое размещение элементов преобразовательного блока позволяет в несколько раз уменьшить паразитные индуктивности и емкости монтажа, практически устранить выбросы напряжения на активном элементе за счет возбуждения паразитных колебательных контуров., а также зна чительно уменьшить габариты преобразовательнйго блока. На фиг. 1 изображена принципиальная электрическая схема ге- ,, нератора ; на фиг. 2 - преобразовательный блок, общий вид, разрез. Генератор импульсного возбуждения содержит ключевой прибор 1 (фиг. 1}, например импульсный тиратрон, зарядный дроссель 2, накопительный конденсатор (батарею накопительных конденсаторов) 3, разрядную катушку 4 и колебательный контур 5, состоящий из конденсатора б и индуктора 7. Для. управления ключе вым прибором используется генератор 8 управляющих импульсов. Элементы 1-4 образуют преобразовательный бло Работа преобразовательного блока происходит следующим образом. Накопительный конденсатор 3 через зарядный дроссель 2 заряжается от высоковольтного источника питания до некоторого напряжения положительной полярности. При поступлении на управляющий электрод ключевого прибора 1 импульса от генератора 8 ключевой прибор включается и накопительный конденсатор разряжается через разрядную катушку 4 и ключевой прибор 1 на колебательный контур 5. Импульс разрядного тока возбуждает колебания в колебательном контуре на частоте, определяемой параметрами этого контура. Возбуждение колебательного контура осуществляется периодически с частотой, определяемой частотой следования импульсов управления. В известных устройствах элементы преобразовательного блока располагаются на некотором расстоянии друг от друга, что диктуется выполнением требований к высоковольтному монтажу, однако соединительные проводники при таком монтаже имеют значительные распределенные емкости и индуктивности, образующие паразитные колебательные контуры. В этих контуpax при протекании импульса разрядного тока накопительного конденсатора возбуждаются паразитные колебайия с частотой не менее, чем на порядок превышающей частоту основного контура 5. Напряжение этих колебаний, суммируясь с обратным напряжением ключевого прибора в послепроводящий период, образуют выбросы обратного напряжения, величина которых может достигать 50% от основного напряжения, что вынуждает недоиспользовать ключевой прибор tio напряжению и, следовательно, по мощности. Кроме того, возникающие при работе паразитные колебания отсасывают часть полезной энергии, ухудшая его КПД и разогревая детали преобразовательного блока. Указанный пространственный монтаж обуславливает большие габариты преобразовательного блока. Элементы преобразовательного блока в соответствии с.изобретениемрасположены на цилиндрическом каркасе 9, выполненном из изоляционного материала (фиг. 2). Причем зарядный дроссель 2, разрядная катушка 4 и батарея накопительных конденсаторов 3 расположены вокруг каркаса с его внешней стороны, а ключевой прибор 1 размещен коаксиально внутри этогр каркаса анодным выводом вверх. Раз-, рядная катушка 4 расположена на верхней части каркаса около анодного вывода ключевого прибора 1, зарядный россель 2 - на нижней части каркаа, а батарея накопительных конденсаторов 3 - между зарядным дросселем и разрядной катушкой. Элементы преобразовательного блока электрически соединены между собой проводниками 10.

Предлагаемое расположение элементов преобразовательного блока обуславливает короткие расстояния между элементами блока, что уменьшает распределенные емкости и индуктивности соединительных проводников, а также равенство потенциалов обраценных друг к другу токоведущих час(гей этих элементов, что, в свою очеэедь, значительно ослабляет влияние распределенных емкостей на работу устройства. Кроме того,, расположение элементов преобразовательного-блока в соответствии с изобретением позволяет наиболее рационально использовать объём пространства, занимаемого блоком.

Формула изобретения

Преобразовательный блок генератора импульсного возбуждения, содержаишй батарею накопительных конденсаторов, зарядный дроссель, разрядную катушку и ключевой прибор, например импульсный тиратрон, анод которого через разрядную катушку и батарею накопительных конденсаторов соединен с выводом параллельного ко.лебательного контура, второй вывод которого соединен с катодом ключевого прибора и минусовой клеммой источника питания, плюсовая клемма которого через зарядный дроссель при5 соединена к точке соединения разрядной катушки и батареи накопительных конденсаторов, о т л и ч-а ю ц и и с я тем, что, с целью уменьшения распределенных паразитных индуктив

0 ностей и емкостей монтажа, зарядный дроссель, разрядная катушка и батарея накопительных конденсаторов расположены вокруг цилиндрического кар.каса из изоляционного материала с

5 его внешней стороны, а ключевой ибор размещен коаксиально внутри этого каркаса, причем разрядная катушка расположена на верхней части каркаса около анодного вывода ключевого прибора, зарядный дроссель - на нижней

0 части каркаса, а батарея накопи.тельных конденсаторов - между зарядным дросселем и разрядной катушкой. Источники информации,

5 принятые во внимание при экспертизе

1.Детали и элементы радиолокационных станций. Под ред. А.Я.Брейтбарта,.М., Советское радио, т.1. 1952, с. 159, рис. т-12.

2.Мастяев В.Я. Генераторы тока ВЫСОКОЙ частоты на импульсных водородных тиратронах для индукционного нагрева. Электровакуумная, техника. Вып. 47, 1969, с. 57-65.

/i.f Ш

to