Устройство для формирования сильноточных стабилизированных импульсов Советский патент 1985 года по МПК H03K5/00 H03K3/53 

Изобретение относится к импульсной технике и предназначено, в частности для применения в качестве источника питания элементов электромагнитной оптики, используемых в экспериментальной физике.

Известен формирователь импульсов, содержащий регулируемый источник постоянного тока, например выпрямитель, к выходу которого подключены соединенные последовательно нагрузка и датчик тока, выход которого подключен к одному из входов усилителя сигнала рассогласования, выход которого соединен с входом непрерывного управления- выпрямителя, а второй вход подсоединен к выходу блока опорного напряжения 1.

Недостатком этого формирователя импульсов является медленный процесс установления заданной величины тока.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для формирования импульсов, содержащее регулируемый источник постоянного тока, например выпрямитель, к выходам которого подключены соединенные последовательно нагрузка и датчик тока, выход датчика тока подключен к первому входу усилителя сигнала рассогласования, выход которого соединен с первым входом управления выпрямитедя, а второй вход усилителя сигнала рассогласования подсоединен к выходу блока опорного напряжения, вход которого соединен с выходом электромоторного блока, блок дискретного управления выпрямителем и измеритель стабилизируемого тока 2.

Недостатком известного устройства является сложность процесса установления заданной величины тока площадки импульса, в том числе и в области значений, ограниченной предельно допустимым эффективным значением тока. Установление заданной величины тока импульса, например, квадрупольной магнитной линзы, режим питания которой принимается импульсным, осуществляется за несколько (до 10 и более) циклов питания.

Использование известного устройства при сравнительно низкой частоте следования импульсов (порядка 0,1 Гц) приводит к тому, что установка заданной величины тока импульса занимает много времени.

Целью изобретения является ускорение процесса установления заданной величины тока импульса.

Эта цель достигается тем, что в устройство для формирования сильноточных стабилизированных импульсов, содержащее регулируемый источник постоянного тока, например выпрямитель, к выходам которого подключены соединенные последовательно нагрузка и датчик тока, выход датчика тока подключен к первому входу усилителя сигнала рассогласования, выход которого соединен с первым входом управления выпрямителя, а второй вход усилителя сигнала рассогласования подсоединен к выходу блока опорного напряжения, вход которого соединен с выходом электромоторного блока, блок дискретного управления выпрямителем и измеритель стабилизируемого тока, введены первый и второй элементы ИЛИ, элемент ЗАПРЕТ и пороговый измеритель напряжения, причем входы первого элемента ИЛИ соединены с входами управления электромоторного блока, выход первого элемента ИЛИ подсоединен к входу элемента ЗАПРЕТ, вход управления которого соединен с выходом порогового измерителя напряжения, вход которого подключен к выходу блока опорного напряжения, а выход элемента ЗАПРЕТ подсоединен к первому входу второго элемента ИЛИ, второй вход второго элемента ИЛИ соединен с выходом блока дискретного управления выпрямителем, а выход второго

0 элемента ИЛИ подключен к второму входу управления выпрямителя, измеритель стабилизированного тока подключен к первому входу усилителя сигнала рассогласования.

На фиг. 1 показана принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - временные графики импульсов управления и тока.

Устройство для формирования импульсов содержит регулируемый источник постоянно„ го тока - выпрямитель 1, к выходам которого подключены соединенные последовательно нагрузка 2 и датчик 3 тока. Выход датчика 3 тока подключен к первому входу усилителя 4 сигнала рассогласования, выход которого соединен с первым входом

5 управления выпрямителя 1, а второй вход усилителя 4 сигнала рассогласования подсоединен к выходу блока 5 опорного напряжения, вход которого соединен с выходом электромоторного блока 6, блок 7 дискретного управления выпрямителем 1 и измеритель 8 стабилизируемого тока, а также первый и второй элементы ИЛИ 9 и Ю, элемент ЗАПРЕТ 11 и пороговый измеритель 12 напряжения, причем входы первого элемента ИЛИ 9 соединены с входами

управления электромоторного блока 6. Выход первого элемента ИЛИ 9 подсоединен к входу элемента ЗАПРЕТ 11, вход управления которого соединен с выходом порогового измерителя 12 напряжения, вход которого подключен к выходу блока 5 опорного напряжения. Выход элемента ЗАПРЕТ 11 подсоединен к первому входу второго элемента ИЛИ 10, второй вход второго элемента ИЛИ 10 соединен с выходом блока 7 дискретного управления выпрямителем, а выход второго элемента ИЛИ подключен к

5 второму входу управления выпрямителя 1, измеритель 8 стабилизированного тока подключен к первому входу усилителя 4 сигнала рассогласования.

Устройство для формировакия работает следующим образом.

В момент времени ti (фиг. 26) внешним запускающим устройством вырабатывается синхроимпульс Ui, который за пускает блок 7. Блок 7 формирует импульс управления Ui (фиг. 2в) длительностью ti-12. На нагрузке 2 формируется импульс тока с амплитудой (фиг. 2а). При этом сигнал обратной связи Uoc датчика 3 поступает на вход усилителя 4, на второй вход которого подается напряжение Uon блока 5. Усиленный сигнал рассогласования поступает на первый вход управления выпрямителя 1. Контроль за величиной стабилизируемого тока осуществляется с помощью порогового измерителя 8.

При необходимости увеличить значение тока IB, например, до значения 12, в момент времени ta на первый вход электромоторного блока 6 подается импульс управления U2 (фиг. 26). Импульс LJ2, воздействуя на электромоторный блок 6, вызывает увеличение UOB на выходе блока 5; при этом приращение Uon прямо пропорционально длительности импульса U2. Одновременно импульс U2, пройдя элементы 9, 10 и 12, открывает выпрямитель 1. На нагрузке 2 формируется импульс 1и,значение тока которого увеличивается в соответствии с работой электромоторного блока 6. По достижении в момент времени t заданного значения (фиг. 2а) контролируемого по измерителю 8, импульс U2 заканчивается. При поступлении очередного импульса Ui в интервале ts-te на нагрузке формируется импульс с амплитудой .

Пусть теперь требуется установить значение при этом . где Ь- предельно допустимое эффективное значение тока.

В момент времени t импульсом U2 (фиг. 26) вновь открывается выпрямитель 1, а значение тока 1нувеличивается за счет работы электромоторного блока 6 в сторону увеличения Уол. По достижении в момомент времени ts опорным напряжением значения Uon,при котором . срабатывает пороговый измеритель 12. Сигнал выхода порогового измерителя 12 закрывает второй элемент ИЛИ 10, Исключая тем самым импульс U2 с входа управления выпрямителя 1, выпрямитель закрывается. В дальнейщем процесс установления заданного значения Ь осуществляется на основе контроля значения 1и, выполняемого измерителем 8 только в периоды рабочих импульсов управления Ui, т. е. таким же путем, как и в известном устройстве.

В интервале tg-tio импульсом Ui открывается выпрямитель 1. Измеритель 8 показывает, что . как следствие, импульс

U2, прикладываемый к электромоторному блоку 6, имеет больщую длительность. В момент времени tn импульс U2 заканчивается. Далее в момент времени ti2 импульсом Ui вновь открывается выпрямитель 1, при этом

0 к моменту времени ti3 на нагрузке 2 устанавливается ток , т. е. имеет место перерегулирование. Значение 1л снижается путем подачи импульса из на вход электромоторного блока 6, действующего в данном случае на уменьшение Uon. В момент времени

5 ti5 импульс из заканчивается. В интервале tie-ti7 выпрямитель 1 вновь открывается и на нагрузке 2 устанавливается в данном случае заданное значение . Фактически же установление заданного значения в области осуществляется способом «проб и ошибок за существенно большее количество рабочих импульсов Ui.

Анализ графиков (фиг. 2) показывает, что в области значений, ограниченной предельно допустимым эффективным значением тока () предложенные функционал аные элементы и связи существенно ускоряют процесс установления заданной величины тока, исключая при этом перерегулирования и сокращая время установления, за счет двойного управления выпрямителем.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ СИЛЬНОТОЧНЫХ СТАБИЛИЗИРОВАННЫХ ИМПУЛБСОВ, содержащее регулируемый источник постоянного тока, например выпрямитель, к выходам которого подключены соединенные последовательно нагрузка и датчик тока, выход датчика тока подключен к первому входу усилителя сигнала рассогласования, выход которого соединен с первым входом управления выпрямителя, а второй вход усилителя сигнала рассогласования подсоединен к выходу блока опорного напряжения, вход -«.../ которого соединен с выходом электромоторного блока, блок дискретного управления выпрямителем и измеритель стабилизируемого тока, отличающееся тем, что, с целью ускорения процесса установления заданной величины тока импульса, в него введены первый и второй элементы ИЛИ, элемент ЗАПРЕТ и пороговый измеритель напряжения, причем входы первого элемента ИЛИ соединены с входами управления электромоторного блока, выход первого элемента ИЛИ подсоединен к входу элемента ЗАПРЕТ, вход управления которого соединен с выходом порогового измерителя напряжения, вход которого подключен к выходу блока опорного напряжения, а выход элемента ЗАПРЕТ подсоединен к первому входу втоi рого элемента ИЛИ, второй вход второго элемента ИЛИ соединен с выходом блока (Л дискретного управления выпрямителем, а выход второго элемента ИЛИ подключен к второму входу управления выпрямителя, измеритель стабилизированного тока подключен к первому входу усилителя сигнала рассогласования. SLt/, 4 СО СО со Фе/г.7