Генератор импульсов тока Советский патент 1985 года по МПК H03K3/53 

Изобретение относится к области импульсной техники и может быть использовано для формирования квазитреугольных импульсов тока в индуктивных нагрузках, например, в электромагнитных циклических ускорителях заряженных частиц.

Известны генераторы импульсов тока, содержащие накопительную конденсаторную батарею, подключенную к электромагниту через вентильный коммутационный узел lj .

Недостатком этого устройства является сложность конструкции, обусловленная необходимостью, размещения в электромагните дополнительной обмотки

Наиболее близким техническим решением к изобретению является генератор импульсов тока, содержащий накопительный конденсатор, обмотку злектромагнита, четьфе тиристора, два диода, источник постоянного напряжения, коммутирующий конденсатор импульсньм трансформатор и источник управляювщх импульсов, первый выход которого подключен к входам перворо и второго тиристоров, второй выход к входу третьего тиристора, а третий выход к входу четвертого тиристора, причем анод первого тиристора соединей с катодом первого диода и первой обкладкой накопительного конденсатора катод первого тиристора соединен с первым выводом обмотки электромагнита второй вывод которого соединен с анодом второго тиристора, катод которого соединен с анодом второго диода и второй обкладкой дополнительного конденсатора, третий тиристор включен в прямом направлении последовательно и согласно с четвертым тиристором между полюсами источника постоянного напряжения , коммутирующий конденсатор подключен параллельно третьему тиристору через первичную обмотку импульсного трансформатора, вторичная обмот.ка которого через дополнительный тиристор подключена к обмотке электромагнита, с вьшодами которой соединены анод первого и катод второго диодов 2 .

Недостатком этого генератора является двуполярный режим работы коммутирующего конденсатора, что приводит к уменьшению надежности устройства в целом, так как долговечность конденсаторов, работающих в двуполярном режиме меньше, чем у конденсаторов.

работающих в однополярном режиме. Кроме того, надежность работы устройства уменьшается из-за введения дополнительного тиристора.

Целью изобретения является повышение надежности работы генератора импульсов тока.

С этой целью в генератор импульсов тока, содержащий накопительньй конденсатор, обмотку электромагнита, четьфе тиристора, два диода, источник постоянного напряжения, коммутирующий конденсатор, импульсный трансформатор и источник управляющих импульсов, первый выход которого подключен к входам первого и второго тиристоров, второй выход - к входу третьего тиристора, а третий выход - к входу четвертого тирис.тора, причем анод первого тиристора соединен с катодом первого диода и первой обкладкой накопительного конденсатора, катод первого тиристора соединен с первым вьшодом обмотки электромагнита, второй вывод которого соединен с анодом второго тиристора, катод которого соединен с анодом второго диода и второй обкладкой накопительного конденсатора третий тиристор включен в прямом направлении последовательно и согласно с четвертым тиристором между полюсами источника постоянного напряжения, коммутирующий конденсатор подключен параллельно третьему тиристору через первичную обмотку импульсйого трансформатора, введены третий, четвертый, пятый и шестой иоды, а импульсный трансформатор снабжен двумя вторичными обмотками, причем первый вывод первой вторичной обмотки соединен с катодами первого тиристора и третьего диода, анод которого соединен с катодом второго иода и анодом четвертого диода, атод которого соединен с вторым вьшодом первой вторичной обмотки, а второй вывод второй вторичной обмотки соединен с анодами второго тиристора и пятого диода, катод которого соединен с анодом первого иода и катодом шестого диода, анод которого соединен с первым выодом второй вторичной обмотки.

На чертеже представлена принцииальная электрическая схема устройства.

Генератор импульсов тока содержит накопительный конденсатор 1, KONiMYTHpyrontHH конденсатор 2, электромагнит с обмоткой 3, импульсный трансформатор с первичной обмоткой 4, первой вторичной обмоткой 5 и второй вторичной обмоткой 6, источник 7 постоянного напряжения,-дроссель 8, первьй 9, второй 10, третий 11 и четвертый 12 тиристоры, первый 13, второй 14, третий 15, четвертый 16, пятый 17 и шестой 18 диоды, источник 19 управляющих импульсов, первый выход которого присоединен к входам тиристоров 9 и 10, второй выход - к входу тиристора 11, а третий вькод - к входу тиристора 12,Анод тиристора 9 соединен с катодом диода 13 и первой обкладкой конденсатора 1, катод тиристора 9 соединен с катодом диода 15, первым вьшодом обмотки 3 и первым выводом обмотки 5, второй вывод которой соединен с катодом диода 15, Анод диода 13 присоединен к катодам диодов 17 и 18, катод тиристора 10 соедине.н с анодом диода 14 к второй обкладкой конденсатора 1, анод тиристора 10 соединен с анодом диода 17, вторым выводом обмотки 3 и вторым выводом обмотки 6, первьй вывод которой соединен с анодом диода 18. Катод диода 14 присоединен к анодам диодов 15 и 16. Первый вывод обмотки 4 импульсного трансформатора присоединен к первой обкладке конденсатора 2, вторая обкладка которого соединена с катодом тиристора 11 и с отрицательным полюсом источника 7, второй вьшод обмотки 4 соединен с анодом тиристора 11 и с катодом тиристора 12, анод которого через дрос сель 8 присоединен к положительному полюсу источника 7.

Генератор импульсов тока работает следующим образом.

В исходном состоянии конденсаторы 1 и 2 заряжены до требуемого напряжения с полярностью, указанной на чертеже. После того как от источника 19 на входы тиристоров 9 и 10 поступят запускающие импульсы, начнется разряд конденсатора 1 на обмотку 3 в которой формируется фронт выходного импульса тока. При отпирании тиристора 11 напряжение конденсатора 2 через импульсный трансформатор и диоды 16 и 18. прикладывается в обратном направлении к диодам 15 и 17. Это напряжение является источником обратного тока через тиристоры 9 и 10, обеспечивая их выключение, после чего ток обмотки 3 замыкается по следующему контуру; обмотка 3 - транформатор с обмотками 6, 4, тиристор 11 - конденсатор 2 - трансформатор с обмотками 4, 6 - диод 18 - диод 13 - конденсатор 1 - диод 14 - диод 16 - трансформатор с обмотками 5, 4 - тиристор 11 - конденсатор 2 трансформатор с обмотками 4, 5 - обмотка 3. Конденсатор 1 начинает заряжаться напряжением прежней полярности. Ток обмотки 3, трансформируемый в обмотку 4 импульсного трансформатора, вызывает интенсивный разряд конденсатора 2. При разряде крнденсатора 2 до нуля открываются диоды 15 и 17. Ток обмотки 3 замыкается в контуре: обмотка 3 - диод 17 диод 13 - конденсатор 1 - диод 14 диод 15 - обмотка 3. Конденсатор 1 продолжает заряжаться напряжением прежней полярности. Энергия, накопленная в индуктивности намагничиван ая г-п пульсного трансформатора, переходит в конденсатор 2. Поскольку эта энергия мала, то ее влиянием на процесс перезаряда конденсатора 2 можнсу пренебречь. После вьжлючения тиристора 11 приходит запускающий импульс на вход Т1фистора 12, При этом конденсатор 2 подключается к источнику 7 через дроссель 8 и обмотку 4 -1мпульсного трансформатора. В процессе заряда конденсатора 2 через обмотку 4 происходит перемагничивание импульсного трансформатора. При уменьшении тока через конденсатор 2 до нуля тиристор 12 выключается. Когда вся энергия магнитного поля обмотки 3 электромагни7-а переходит в энергию электрического поля конденсатора 15 ток обмотки 3 электромагнита становится равным нулю. В следующем цикле все процессы в схеме повторяются.

Технико-экономический эффект от использования изобретения состоит в повышении надежности работы генератора за счет обеспечения однополярного режима работы кo Jмyтиpy oщeго конденсатора 2 и уменьшения числа тиристоров коммутации.

ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ ТОКА, содержащий накопительный конденсатор, обмотку электромагнита, четыре тиристора, два диода, источник постоянного напряжения, коммутирующий конденсатор, импульсный трансформатор и источник управляющих импульсов, первый выход которого подключен к входам первого и второго тиристоров, второй выход - к входу третьего тиристора, а третий выход - к входу четвертого тиристора, причем анод первого тиристора соединен с катодом первого диода и первой обкладкой накопительного конденсатора, катод первого тиристора соединен с первым вьтодом обмотки электромагнита, второй вывод которой соединен с анодом второго тиристора, катод которого соединен с анодом второго диода и второй обкладкой накопительного конденсатора, третий тиристор включен в прямом направлении последовательно и согласно с четвертым тиристором между полюсами источника постоянного напряжения, коммутирующий конденсатор подключен параллельно третьему тиристору через первичную обмотку импульсного трансформатора, отличающийся тем, что, с «f h целью повышения надежности работы, в него пведены третий, четвертый, с пятый и шестой диоды, а импульсный трансформатор снабжен двумя вторичными обмотками, причем первый вывод первой вторичной обмотки соединен с катодами первого тиристора и третьего диода, анод которого соединен с катодом вторлго диода и аноо со дом четвертого диода, катод которого соединен с вторым выводом первой вторичной обмотки, а второй вьюод второй вторичной обмотки соединен Од Од с анодами второго тиристора и пятого диода, катод которого соединен с анодом первого диода и катодом imecToro диода, анод которого соеди|нен с первым выводом второй вторичной обмотки.