Стабилизатор тока дугового разряда Советский патент 1985 года по МПК H02M7/04 

чем выходы формирователей обраэуют выходы управления тиристоров соответствующего канала, а запрещающие входы элементов ЗАПРЕТ в каждом канале объединены и подключены к соответствующему выходу триггера, 3. Стабилизатор по пп. 1 и 2, о тличающийся тем, что выходы 1 48 блока электропитания дугового разряда подключены к дополнительному компаратору стабилизации , вход которого соединен с выходом опвключения блока дугового трона , а выход - с управляющим разряда входом узла управления последнего.

1. СТАБРШИЗАТОР ТОКА ДУГОВОГО РАЗРЯДА, содержащий блоки электропитания подогревного катода и дугового разряда, каждьм из которых состоит из источника постоянного напряжения, резонансного преобразователя напряжения, дозирующих конденсаторов, зарядных дросселей, разрядных тиристоров, выходного DLC-контура и узла управления, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и улучшения массогабаритных характеристик, каждый из резонансных преобразователей вьтолнен на двух мостовых тиристорных инверторах, один из диагоналей которых через зарядные дроссели подключены к источнику постоянного напряжения, а в другие диагонали включены дозирующие конденсаторы в стабилизатор, введены компараторы, подключенные через разрядные тиристоры парачлельно входу выходного DLC-контура, при этом вывод отрицательной полярности блока электропитания подогревного катода соединен с нитью накала ионного источника, а вывод положительной полярности - с подогревом катода, соединс нного с выводом отрицательной полярности блока электропитания дугового разряда через датчик отклонения тока дугового разряда, причем выход последнего и выход оптрона включения блока подогревного катода подключены к соответствующим входам операционного усилителя, выход которого подключен к управляющему входу узла управления блока подогревного канала, при этом входы управления тиристоров мостовых инвер( торов подключены к выходам управления тиристоров соответствующего канала, входы управления разрядных тиристоров - к выходам управления разрядных тиристоров узла управления, входы переключения которого соединены с выходами компараторов. 2. Стабилизатор по п. 1, о т л ич а I щ и и с я тем, что каждый из узлов управления блоков электропита00 ния содержит RS-триггер, входы котоел рого образуют входы переключения, D1 а вькоды через узлы формирователей импульсов подключены к соответству- 00 кщим выходам управления разрядных тиристоров, а также два канала управления тиристоров мостового инвертора, каждипЧ из которых согержит формирователь импульсов, входы которого подключены к выходам двух элементов ЗАПРЕТ, информационные входы которых подключены к выходам распределителя импульсов, при этом вход последнего подключен к выходу генератора импульсов, вход которого образует управляющий вход узла управления, при

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для стабилизации тока дугового разряда в ионном ускорителе.

Цель изобретения - повышение надежности и улучшение массогабаритных характеристик.

На чертеже изображена функциональная схема стабилизатора.

Устройство содержит блок 1 электропитания подогревного катода и блок 2 электропитания дугового разряда, каждый из которых состоит из двух мостовых резонансных инверторов и двухканальной схемы управления. В инвертор входят источник 3 постоянного напряжения, зарядные.дроссели 4 и 5, тиристоры 6 - 13 инверторов, дозирукяцие конденсаторы 14 и 15 и подключенные к ним параллельно компарато:ры 16 и 17. К положительным выходам конденсаторов 14 и 15 подклю чены аноды разрядных тиристоров 18 и 19, а катоды этих тиристоров и отрицательные выводы конденсаторов 14 и 15 подключены к входу выходного DLC-контУра, состоящего из обратного диода 20, ограничительного дросселя 21 и выходного конденсатора 22.

6 двухканальную схему управления входят распределители 23 и 24 импульсов, выходы которых подключены к информационным входам элементов ЗАПРЕТ 25, 26 и 27, 28, а выходы их соединены с формирователями 29 и 30 импульсов. К формирователям 29 и 30 (показанных стрелками) подключены управляющие электроды и катоды тиристоров 6 - 13 инверторов.

Выходы компараторов 16 и 17 соединены с входами триггера 31, один выход которого соединен с запрещающими

входами элементов ЗАПРЕТ 25 и 26 к через формирователь 32 импульсов с управляющим электродом разрядного тиристора 18, а другой выход - с запрещающими входами элементов ЗАПРЕТ 27 и 28 и через формирователь 33 импульсов - с управляющими электродами тиристора 19. Обозначения элементов преобразователей 1 и 2 отмечаются индексами. i Элементы ионного источника: нить 34 накада катода подключена к отрицательному выводу конденсатора 22, а подогревный катод 35 подключен

к положительному вьшоду 22.; анод 36 подключен к положительному выводу конденсатора 222Между положительньт вьшодом конденсатора 2. и отрицательным выводом конденсатора 22 подключен датчик 37 отклонения тока дугового разряда, выход его и вькод оптрона 38 включения преобразователя 1 подогревного катода подключены раздельно на

5 два входа суммирукицего операционного усипителя 39, выход которого подкпючен через управляемый генератор 40 импульсов к общему входу распределителей 23 j и 24 импульсов.

Оптрон 41 включения преобразователя 2 дугового разряда подключен на вход компаратора 42 стабилизации, включенного параллельно выходному конденсатору 222, вькод компаратоC ра 42 через генератор 43 импульсов подключен к общему входу распредели телей 23J и 24 импульсов.

Устройство для стабилизации тока дугового разряда работает следующим

Q образом.

В начальный момент при включении .источника питания схемы управления 3П85 на одном выходе триггера 31 устанавливается сигнал О, на другом 1, и открьтается один из каналов управления преобразователя. Для включения преобразователя 2 дугового разряда через оптрон 41 передается напряжение уставки, и компаратор 42 стабилизации включает генератор 43 импульсов. Допустим, что импульсы генератора проходят через распределитель 23., импульсов, информационные входы эле)ментов ЗАПРЕТ 25 и 26, формирователь 29j импульсов, который поочёредно включает тиристоры 6, 7 и 8, 9 5 инвертора , и происходит перезарядка дозирующего конденсатора 14. После переходного процесса происходит накопление энергии и повьшение напряжения на нем. Когда напряжение конден- 20 сатора 14 достигнет заданного значеНИН (в 2-3 раза вьше напряжения выходного конденсатора 22,) и заданной полярности, компаратор 1б2инвертора, вьдает импульс и переключает триггер 31, который запирает элементы ЗАПРЕТ 25 и 26 и через формирователь 32j импульсов включает разрядный тиристор 18, который передает энергию конденсатора 14, в выходной 30 конденсатор 22. Одновременно открываются элементы ЗАПРЕТ 27 и 28, и импульсы генератора 43 по второму каналу через распределитель 24 импульсов, формирователь 30, импульсов 35 поочередно включают группу тиристоро lOj, 11,, и 12, 13. Когда напряжение конденсатора 15 достигает значе ния и заданной полярности, компаратор 17j переключает триггер 31,j, запирает элементы ЗАПРЕТ 27 и 28 и через формирователь 33 импульсов, включает разрядный тиристор 19,j, который передает энергию конденсатора 15j в выходной конденсатор 22. Далее процесс повторяется, и когд напряжение выходного конденсатора 22 достигнет заданного уровня, компаратор 42 включает генератор 43 импульсов. При необходимости снижения или повьш1ения напряжения выходного конденсатора 22 изменяют напряжения уставки оптрона 41, и компаратор 42 стабилизации выключает или включает генератор 43 импульсов, и соответственно выключаются или включаются тиристоры мостовых инверторов. 5 484 Для включения преобразователя 1 подогревного катода через оптрон 38 передается напряжение уставки, которое через операционный усилитель 39 включает управляемый генератор АО импульсов, импульсы которого подаются на общий вход распределителей 23 и 24,j импульсов. На другой вход операционного усилителя 39 подается положительное или отрицательное напряжение датчика 37 отклонения тока дугового разряда, которое соответственно увеличивает или уменьшает частоту импульсов управляемого генератора 40 импульсов и тем самым изменяет скважность импульсов тока мостовых инверторов, На первом этапе при отклоненном датчике 37 преобразователь 1 работает аналогично преобразователю 2 дугового разряда. Импульсы генератора 40 проходят по одному или другому каналу управления через распределитель 23 и (24) импульсов, злементы ЗАПРЕТ 25, и 26, (27 и 28j), формирователи 29, (30,) импульсов и поочередно включают тиристорьт 6j , 7, и8,, 9,(10, 11, и 12,, 13,). Частота импульсов постоянная и определяет такую скважность импульсов тока мостовых инверторов при перезарядке дозирующих конденсаторов тока дугового разряда, скважность импульсов тока инверторов увеличивается или уменьшается, и соответственно изменяется длительность переходного процесса. Когда напряжение дозирукицего конденсатора 14,(15,) достигнет заданного уровня и полярности, компаратор 16j (17,) переключает триггер 31,, и через формирователи 32, (33) импульсов включаются разрядных тиристоры 18, (19,), которые поочеред-: но передают энергию дозирующих конденсаторов 14, (15,) в выходной конденсатор 122,. Изменением скважности разрядных импульсов при передаче энергии в выходной конденсатор 22, осуществляются процесс автоматического регулирования времяимпульсной модуляции и стабилизация тока дугового разряда. При повышенной частоте генератоРэ импульсов зарядка выходного конденсатора небольшими дозами энергии способствует более точной стабилизации напряжения итока дугового разряда.

6r Г

i

6r

«

/2/

т-///

c

4

7f

t ffr

3fj

ГОф

53,

J11

72i /5,3

1

//r

.J(W4.

0i 2,

/

5

37

25,

Z6i

1

27i

Г

28i

..J

бг 7f: 8г9,Ц

ЗГ;

Шг, Пг f3

L.

2Ъг

-ед

24,

2

2,

2

.

2 Т L-7-I г

П

й,Х

/Й

.

Уг

.

J/9г

36