.1026260
.новочньЮ: входы обоих делителей и управляющий вход второго логического вентмпя соединены с выходом блока управления, управляющий вход первого логического вентиля - с выходом.
К9 триггера, а другой силовой электрод регулирующего тиристора подключён к общей точке вторых входов пороговых схем через вспомогательныйконденсатор,зашунтированный разряднымэлементом.
Изобретение относится к источникам стабилизированного импульсного напряжения и может быть использовано в устройствах возбуждения эмиссионных спектров, а также в релаксационных генераторах для эмиссионного спектрального .анализа в светотехнических устройствах, в устройствах для электроэрозиониой обработки металлов, в лазерной технике и т.д. Известны преобразователи, обеспечивающие заряд емкостного накопителя| строго квантованными порциями энергии которая используется для питания раз личных потребителей. Таким потребителем может являться, например, разрядник-излучатель спектрально-аналитичес кой установки, эрозионный промежуток электроэрозионного станка, импульсная лампа.и др. Преобразователь содержит трехфазный силовой трансформатор, к вторичным обмоткам которого подключен трехфазный выпрямитель, выход которого зашунтирован цепочкой из параллельно включенных резисторов и конденсатора небольшой емкости,.которая предназначена, для защиты схемных, элементов от импульсных пере-, напряжений, обусловленных сетью питания. Накопительный конденсатор подключен к выпрямителю через зарядный резистор и зарядный тиристор. Через Зарядный резистор выпрямитель зашунти рован цепью искусственной коммутации, которая состоит из последовательно включенных тиристора и конденсатора, зашунтированного резистором. Цель использования цепи искусственной коммутации .зарядного тиристора для отключения накопительного конденсатора от цепи заряда в данном случае заключается в том, что при трехфазном питании выпрямленный ток через цепь разряда накопительного конденсатора непрерывен, при напряже(Ыях на накопительном конденсаторе, не превышающих 87 амплитудного значения напряжения на вторичной обмотке трансформатора. Ввведение цепи исскусственной коммутации обеспечивает прерывистую цикличную работу данного известного формировтеля. Включение зарядной цепи производится включением зарядного тиристора, а прекращение заряда - включением другого тиристора, который после заряда,конденсатора искусственной коммутации запирается. После этого в любой произвольный момент времени циклы заряда и разряда накопительного онденсатора могут повторять Е Недостаток данного устройства заключается в том, что, оно имеет очень низкую стабильность амплитуды импульсов тока через нагрузку накопительного конденсатора (Tak как источником питания устройства является пульсирующее напряжение на выходе выпрямителя) при частоте разрядов, превышающей частоту переменного тока сети питания, что значительно ограничивает область использования такой схемы. Снабжение мощного трех фазного выпрямителя высокбэффекти ным сглаживающим фильтром и стабилиг затором напряжения еще больше усложняет и так громоздкую и сложную схему трехфазного питания устройства. Кроме того, в цепи искусственной коммутаций требуется применение тиристора с высоким допускаемым напряжением, рассчитанного на полное ампли тудное напряжение вторичной обмотки трансформатора. В результате, кргда напряжение заряда накопительного кон денсатора выше 1000 В, обычно требуется использовать несколько после довательно включенных тиристоров высокого класса допускаемых напряжений.
что,еще в большей мере усложняет устройство. .
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату k предлагаемому является стабилизи рованный импульсный преобразователь переменного напряжения, содержащий силовой трансформатор, первичная обмотка которого соединена с выводам для подключения сети переменного тока, один конец зарядной обмотки 3tpro трансформатора подключен к первому входу пороговой схемы и через последовательно соединенные первый и второй полупроводниковые вентили к одной обкладке накопительного конденсатора, включенного параллельно входу блока разряда и rioджигa, а v другой ее конец через зарядный эле мент соединен с другой обкладкой этого конденсатора и с вторым входом пороговой схемы, который у через дополнительную вторичную обмотку трансформатора соединен с питающим входим указанного блока, регулирующий тиристора, один силовой электрод которого соединен с отводо зарядной обмотки и с одним выводом параллельной RC-цепочки, а его управляющий электрод подключен к выходу пороговой схемы wepe3 формирователь импульсов 2.
Устройство предназначено для авто номных, нестационарных источников возбуждения эмиссионных спектров. С помощью указанного преобразователя энергия, поступающая через силовой трансформатор от сети переменного тока в течение периода напряжения питания, преобразуется в импульс тока через разрядную цепь Накопительного конденсатора с точным квантованием энергии, выделяемой на нагрузке в течение разрядного импульса. При этом устройс во питается непосредственно от однофазной сети без использования громоздких выпрямителей и высокоточных стабилизаторов в качестве промежуточных стабилизированных источников питания постоянного напряжения. 8 otличиe от других аналогов регулирующий тиристор в данной схеме имеет менее низкий класс напряжения, что упрощает. устройство. Все это делает возможным использовани1е данного технического -решения е источниках возбуждения -спектров широкого назначения, пригодных для применения в рядовых лабора ториях спектрального, анализа.
Основной недостаток известного устройства, преобразующего переменное напряжение в точно квантированны импульсы тока.в разрядной цепи основного накопительного конденсатора, заключается в том, что в течение.каждого периода напряжения сети питания можно лишь один раз разряцить накопительный конденсатор. Последнее обстоятельство ограничивает функциональные возможности устройства, так как частоту разрядов в источниках возбуждения эмиссионных.спектров Целесообразно увеличить по сравнению с частотой напряжения сети переменного тока питания. При этом количество ,разрядов основного накопительного конденсатора следует строго квантовать по периодам напряжения сети питания и Общему числу разрядовых сери в течение времени спектрального анализа, так как этим определяется температурный режим плазмы в аналитическом разрядном промежутке разряда и, следовательно, точность и воспроизводимость условий возбуждения
эмиссионных спектров в целом. Повышение количества аналитических разрядов до времени позволяет сократить продолжительность спектрального определения и тем самым увеличить производительность анализа.Точность анализа при точном квантовании энергии , под води.мой по периодам.напряжения сети-питания, в данном случае не снижается. Квантование энергии разряда по общему количеству разрядных серий позволяет отказаться ОТ т,аймера для дозирования общего времени анализа, увеличивая при этом точность анализа при небольшом времени интеграции излучения спектров. Указанными функциональными возможное тями; прототип, не располагает.
Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем пов.ышения частоты стабилизированных разрядных Импульсов на выходе преобразователя и обеспечение,квантова.нV1Я их числа по периодам напряжение сети и по общему количеству серий разрядных импульсов при одновреме-ном повышении стабильности ампли-. туды формируемых импульсов.
Поставленная цель достигается тем что стабилизированный импульсный преобразователь переменного напряжения, содержа1Ц11й силовой трансформатор, первичная обмотка которого сое динена с выводами для подключения сети переменного тока, один конец зарядной обмотки этого трансформатора подключен к первому входу пороговой схемы и через последовательно соединенные первый и второй полупроводниковые вентили к одной об кладке накопительного конденсатора, включенного параллельно входу блока разряда и поджига, а другой ее конец через зарядный элемент соединен с другой обкладкой этого конденсатора и с вторым входом пороговой схемы, который через дополнительную вторичную обмотку трансформатора соединен с питающим входом указанного блока, регулирующий тиристор, ОДИН силовой электрод которого соединен с отводом зарядной обмотки и с одним выводом параллельной RC -цепочки , а его управляющий электрод подключен к выходу пороговой схемы через формирователь импульсов, снабжен второй пороговой схемой, вторым и третьим формирователями им-г пульсов, первым и вторым делителями, первым и вторым логическими .вентилями, схемой ИЛИ, RS-триггером, вспомогательным конденсатором, разрядным элементом и блоком управления, а второй полупроводниковый вентиль выполнен как управляемым, причем . соответствующие входы первой и второй пороговых схем соединены друг с другом, выход первой из них соединен с запускающим входом блока разряда и поджига и через первый делитель с 5-входом RS-триггера, а выход второй пороговой -схемы - с R-входрм последнего и с первым входрм схемы ИЛИ, выход второго формирователя, включенного параллельно накопительному конденсатору, подсоединен через первый логический вентиль к второму входу схемы ИЛИ и через второй вентиль к блоку управления,к одному силовому электроду тиристорного ключа подсоединен другой вывод RC-цепочки а к его управляющему электроду через третий формирователь и второй логиче кий вбнти/1ь подключен выход схемы ИЛИ пр« этом.установочные входы обоих дглйтелей и управляющий вход второго логического вентиля соединены с выходом блока управления, управляющий вход первого логического вентиля- с выходом RS-триггера, а другой силовой электрод регулирующего т и рис-. тора подключен к общей точке вторых входов пороговых схем через вспомогательный конденсатор, зашунтированный разрядным элементом. На чертеже представлена блок-схема устройства. . Преобразователь содержит силовой трансформатор 1 с первичной обмоткой 2 и двумя вторичными обмотками: зарядной 3 и дополнительной , питающей блок 5 разряда, регулирующий тиристор 6, блок 7 управления регулирующим тиристором, состоящий из первой пороговой схемы 8 и формирователя ,5 импульсов включения, зарядный элемент 10(например, резистор), основной накопительный конденсатор 11, зарядный вентиль 12, цепочку нейтрализации из конденсатора 13 .и резистора 1, вторую пороговую схему 15, RS-триггер 16, первый делитель 17с устанавливаемым коэффициентом деления частоть следования импульсов, схему ИЛИ 18, первый логический вентиль 19, формирователь 20 импульсов, тиристорный ключ 21, формирователь 22 сигнала окончания основного разряда, второй делитель 23 с устанавливаемым коэффициентом деления частоты следования импульсов, второй логический вентиль 2k, блок 25 управления, конденсатор 26 цепи искусственной коммутации и разрядный элемент 27 (например, резистор), используемый для разряда конденсатора 25. Устройство работает следующим образом, При подаче на управляющий вход блока 23сигнала вход вентиля 2k поступает сигнал, открывающий его. Одновременно на установочных входах делителей 17 и 23 частоты устанавливеются соответствующие коэффициенты деления, детерминирующие частоту повторения импульсов. В соответствующий полупериод питающего переменного напряжения, прикладываемого к обмотке 2 трансформатора 1, с обмотки 3 последнего полуволна напряжения поступает на закрытый ключ 21 и входы пороговых схем 8-и 15. В момент превышения минимального уровня напряжения, необходимого для надежного отпирания тиристора 21, срабатывает пороговая схема 15, на выходе которой возникает импульс, поступающий на RBxofl RS-триггера 16, а также через логическую схему ИЛИ 18 и второй вентиль 2 на вход формирователя 20, который включает ключ 21, При этом сигнал с выхода триггера 16 открывает первый вентиль 19. После этого начинается первый заряд основного накопительного конденсатора 11 суммарным напряжением частей вторичной обмотки 3 трансформатора 1. При этом конденсатор 13 заряжается напряжением части обмотки 3 через вентиль 12. Заряд продолжается до момента времени, когда напряжение на конденсаторе 11 достигает заданного уровня, пос ле чего сигнал с выхода пороговой схемы 8 запускает формирователь 9,который включает регулирующий тиристор 6. При этом цепочка из зарядного элемента 10 и части обмотки 3 трансформатора 1 закорачивается через конден сатор 26, предварительно разряженный Через элемент 27. Общее зарядное напряжение мгновенно снижается до величины, близкой к мгновенному значению напряжения на оставшейся части обмотки 3, и ключ 21 запирается. Так как к этому моменту Напряжение на конденсаторе 13 меньше, чем напря жение на конденсаторе 11, то энергия запасённая в индуктивностях рассеяния обмоток трансформатора 1, после вклю чения тиристора 6 передается конден . сатору 13, подзаряжая его. Таким of разом устраняется влияние этой энергии на процессы заряда основного накопительного кондесатора 11 и, следовательно, достигается повышенная точность квантования энергии, накапливаемой в конденсаторе 11 и переда. ваемой в разрядную цепь. После 1 разряда конденсатора 26 через элемент 27 до заданного уровня напряжения тиристор 6 запирается, С выхода пороговой схемы 8 импульс запуска формирователя 9 поступает такж на делитель 17 и на запускающий вход и блока 5 разряда, С некоторой задержкой по времени конденсатор 11 разряжается через разрядную цепь блока 5, после чего на выходе формирователя 22 возникает импульсный сигнал, который поступает на делитель 23 и на вход вентиля 19Так.как по управляющим входам оба вентиля 19 и 24 в этот момент времени, в соответствии с изложенным, находятся в открытом состоянии, импульс с выхода формирователя 22 через вентиль 19, логическую схему ИЛИ 18 и вентиль снова поступает на формирователь 20, включающий ключ 21. С этого момента начинается второй цикл заряда конденсатора 11. Циклы заряда и разряда кoндeнcatoра 11 повторяются до момента, когда количество серий разрядов в течение одного полупериода достигает заданного значения N, после чего на выходе первого делителя 17, установленного на коэффициент деления равный NCI возникает импульс, переключающий триггер 16. Тем самым на управляющий вход вентиля 19, который подключен к выходу триггера 16, поступает сигнал, запрещающий дальнейшее включение зарядного тиристора через цепь управления, состоящую из формирователя 22, вентиля 19, логической схемы ИЛИ 18, вентиля 2k и формирователя 20, Следующая серия, состоящая из NC разрядных импульсов, формируется через промежуток времени, практически равный периоду переменного напряжения сети питания. Это обусловлено тем, что с.поступлением следующей полуволны зарядного напряжения с соответствующей полярностью включение ключа 21 снова происходит по цепи управления, состоящей из пороговой схемы 15, логической схемы ИЛИ 18,. вентиля 2k и формирователя 20. Последующая серия разрядных импульсов формируется таким же образом, как и первая. Общее число циклов разряда учитывается делителем 23, кото-. рый-управляется импульсами с выхода формирователя 22, В момент достижения заданного общего числа разрядов Ыона входе делителя 23, установленного . на задонныГ) коэффициент деления частоты Нл, возникает ,Q, ,„ча. импульс, который поступает на блок 25, после чего на управляющий вход вентиля 2k поступает сигнал, запирающий этот вентиль. Тем самым прекращаются циклы зарядаразряда накопительного конденсатора, Следующий рабочий цикл преобразователя начинается с повторной подачи на управляющий вход блока 25 команды Пуск,после чего заданный, рабочий режим.повторяется согласно описанному,. Основной положительный эффект от использования изобретения заключае-Тся в возможности повышения частоты разрядных импульсов на выходе пре91образователя и обеспечения квантования их числа по периодам напряжени сети и по общему количеству серий разрядных импульсов при одновременном повышении стабильности амплитуды формируемых импульсов. Этим достигается сокращение продолжительности спектрального определения и, следовательно, повышается производительность анализов в целом. Квантование количества разрядов по периодам напряжения сети питания и по об0щему времени спектрального анализа позволяет с высокой точностью определить температурный режим плазмы в аналитическом промежутке разрядника-излучателя и, следовательно,точность и воспроизводимость условий возбуждения эмиссионных спектров. Кроме того, одновременно достигается высокое постоянство максимального мгновенного значения разрядного тока, что также повышает точность спектрального анализа, /
