Стабилизатор амплитуды импульсов напряжения Советский патент 1989 года по МПК H03K3/53 

Изобретение относится к импульсно технике и может быть использовано в устройствах для получения мощных импульсов со стабильной амплитудой напряжения.

Целью изобретения является повышение точности стабилизации напряжения на нагрузке.

На фиг. 1 представлена схема ста- билизатора амплитуды импульсов напряжения; на фиг. 2 - диаграммы напряжения на конденсаторе и нагрузочном конденсаторе.

Стабилизатор содержит источник 1 постоянного напряжения, параллельно которому подключены дроссель 2, управляемый вентиль 3 и конденсатор 4, соединенные последовательно, диод 5, разрядный контур, состоящий из тирис тора 6, формирующего дросселя 7 и нагрузочного конденсатора 8, соединенных последовательно и подключенных параллельно конденсатору 4, блок 9 управления, датчик 10 тока, соеди- ненный последовательно с диодом 5, и подключенные параллельно управляемому вентилю 3 сумматор 11, соединенный с клеммой опорного напряжения и выходом датчика тока, компаратор 12, делитель 13, дифференцирующую цепочку 14, соединенную с вьсходом компаратора и селектирующим диодом 15 генератор 16.

Стабилизатор работает следу ощим образом.

В момент t(j включается управляемы вентиль 3 и конденсатор 4 заряжается через дроссель 2 до напряжения, близкого к удвоенному напряжению источ- ника 1 питания. В момент t, напряжения, поступающие на входы компаратора 12, сравниваются и на выходе компаратора формируется отрицательный перепад напряжения, который преобра- зуется дифференцирующей цепочкой 14 в импульс отрицательной полярности. Селектирующий диод 15 препятствует прохождению импульса на управляющий электрод тиристора 6 в момент t , После окончания процесса заряда конденсатора 4 в момент t, открьшается диод 5 и конденсатор 4 начинает разряжаться через датчик тока 6, диод 5 и дроссель 2 на источник 1 питания. В момент tj напряжение, поступающее на вход компаратора 12 с делителя 13 напряжения, уменьшается до величины напряжения, поступающего на второй

вход компаратора с выхода сумматора 11, и на входе компаратора формируется положительный перепад напряжения, который преобразуется дифференцирующей цепочкой 14 в импульс положительной полярности и через селектирующий диод 15 поступает на управляющий электрод тиристора 6. Тиристор 6 включается и конденсатор 4 разряжается на нагрузочный конденсатор 8 в течение времени .

Принцип стабилизации заключается в следующем.

При формировании мощных коротких ийпульсов длительность заряда конденсатора 4 нг1много больше длительности его разряда на нагрузочный конденсатор 8. Поэтому ток, протекающий в дросселе 2, как во время заряда конденсатора 4, так и во время разряда его через обратный диод 5 во много раз меньше тока, протекающего в дросселе 7, и поэтому небольшой ток дросселя 2 при разряде конденсатора 4 на источник 1 питания не оказывает существенного влияния на процесс разряда конденсатора 4 на конденсатор 8. Грубо стабилизацию напряжения на конденсаторе 8 можно осуществлять включением тиристора 6 в момент, когда напряжение на конденсаторе 4 уменьшается до заданной величины, т.е. когда напряжение, снимаемое с делителя 13, станет равным опорному. Однако наличие тока, протекающего через , диод 5 и дроссель 2 из конденсатора 4 в источник питания (iobp) so время разряда конденсатора 4 на конденсатор 8 (интервал ) приводит к уменьшению напряжения на конденсатор 4 на величину uU ti

ди

tj 5 1обр dt

Ci

(1)

Учитьшая, что интервал (tg-t) много меньше интервала (tg-t), можно приближенно считать, что за время (t}-t) ток 1оБр не изменяется. Тогда, обозначив мгновенное значение обратного тока в момент t j через iobp/tj), можно записать

ли - io6P (ts) ()

ци) -

С

(2)

Поскольку конденсаторы 4 и 8 выбираются равными друг другу, то уменьшение напряжения /Ги( равно уменьш 515311

нию напряжения на конденсаторе 8,

т.е. можно записать

uUg

io6P (ta) () C

При изменении напряжения питания изменяется амплитуда напряжения на конденсаторе 4 и значение io6p(t)« Для компенсации влияния fiUj необходимо включить тиристор 6 раньше, когда напряжение на конденсаторе 4 больше опорного на величину uUg. Для этого на схему сравнения подается не опорное напряжение, а сумма опорного и flUg. Значение uUg, пропорциональное току iofejj (t j), снимается с датчика 10 тока, который преобразует величину тока (t) в напряжение AUg с коэффициентом (Ц- - tj)/C, определяемым по формуле (3

Поскольку время разряда конденсатора 4 на конденсатор 8 во много раз меньше его заряда, то влиянием величины io6p на длительность ( можно пренебречь и определить величину (tjj-ts) по формуле (ц-Ьз) .С/2 , где С Cj С«, т.е. величину () можно считать практически независимой от режима работы схемы и напряжения источника питания и являющейся неизменной для заданных значений индуктивности дросселя 2 и емкости конденсаторов 4 и 8.

Формула изобретения

1. Стабилизатор амплитуды импульсов напряжения, содержащий источник

10

15

20

).

-

35

30

926

постоянного напряжения, параллельно которому подключены дроссель управляемый вентиль и конденсатор, соединенные последовательно, диод, катод которого подключен в точку соединения дросселя с анодом управляемого вентиля, разрядный контур, подключенный параллельно конденсатору, блок управления, выход которого соединен с управляющим входом разрядного контура, а один из двух входов подключен к катоду управляемого вентиля, клемму опорного напряжения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности стабилизации напряжения на нагрузке, введены датчик тока и сумматор, при зтом датчик тока включен между анодом диода и катодом управляемого вентиля, выход датчика тока подключен к первому входу сумматора, второй вход сумматора соединен с клеммой опорного напряжения, а выход соединен с вторым входом блока управления.

2. Стабилизатор по п. 1, о т л и- чающийся тем, что блок управ- леиия содержит компаратор, первый вход которого соединен с делителем, вход которого подключен к первому входу блока управления, второй вход компаратора подключен к второму входу блока управления, а выход соединен с входом дифференцирующей цепочки, выход которой соединен с анодом селектирующего диода, катод селектирующего диода соединен с выходом блока управления.

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах для получения мощных импульсов со стабильной амплитудой напряжения. Целью изобретения является повышение точности стабилизации напряжения на нагрузке. Стабилизатор амплитуды импульсов напряжения содержит источник 1 постоянного напряжения, дроссель 2, управляемый вентиль 3, конденсатор 4, диод 5, разрядный контур, состоящий из тиристора 6, формирующего дросселя 7 и нагрузочного конденсатора 8, блок 9 управления, датчик 10 тока и сумматор 11. Введение датчика тока и сумматора позволяет корректировать величину опорного напряжения, что дает возможность с большей точностью стабилизировать амплитудное значение напряжения нагрузки. 1 з.п., 2 ил.