Генератор прямоугольных импульсов Советский патент 1990 года по МПК H03K3/53 

3155

Изобретение относится к импульсной технике, в частности к генераторам прямоугольных импульсов с частичным разрядом емкостного накопителя энергии, преимущественно большой мощности при большой скважности импульсов, и может быть использован в промышленных и иследовательских установках в качестве мощного высоковольтного импульс ного источника питания с регулируемыми амплитудой, длительностью и частотой следования импульсов.

Цель изобретения - повышение КПД и надежности за счет уменьшения перепалряжения на управляемом вентиле.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема генератора

Генератор содержит емкостный накопитель 1 энергии, к которому подключена последовательная цепь из дросселя 2, первого управляемого вентиля 3 и нагрузки , цепь из второго управляемого вентиля 5 и первого конденсатора 6, параллельно которому через первый зарядный резистор 7 подключен первый источник 8 напряжения, неуправляемый вентиль Э, включенный встречно току нагрузки; диодно-тиристорный мост 10 с двумя диодами и двумя тиристорами; второй конденсатор 11, шунтированный первым резистором 12, включенный в диагональ моста 109 первый тиристор 13 с подключенным к его аноду вторым резистором 1, второй источник 15 напряжения с вторым зарядным резистором 16, третий диод 17, четвертый диод 18, шунтированный третьим резистором 19, третий конденсатор 20, токоограничивающий резистор 21, динистор 22.

Генератор работает следующим образом.

В исходном состоянии емкостный накопитель 1 заряжен от выпрямителя (не показан) до напряжения Е конденсатор 20 и 11 заряжены от источника 15 соответственно до напряжений U0 и U,,

R-L

U,

°R,+ R,

(Rj - сопрожвление резис1

тора 12; R - сопротивление резистора

16), а конденсатор 6 заряжен от источника 8 до напряжения, численно равного «0,2 Е. В момент времени t включают одновременно оба тиристора моста 10 и через них, а также через вентиль 9 и дроссель 2 начинает разряжаться конденсатор 11, Когда конденсатор 11 разрядится до нуля а ток дросселя 2

0

д

5

35

40

45

50

станет максимальным и равным 1д U, /-|k E/RH (L - индуктивность дросселя 2; С - емкость конденсатора 11; Ra - сопротивление нагрузки Ц) включают (в момент t2) управляемый вентиль 3 и часть тока дросселя 2, равная If, E/RH, начинает течь в нагрузку , а сравнительно небольшая часть тока, равная 18 1д - 1н(16- 0,1-1д) - через одну из ветвей моста (тиристор - диод) и через неуправляемый вентиль 9.

Спустя время, равное требуемой длительности импульса в нагрузке, в момент t3, включают вентиль 5 и на вентиле 3 возникает отрицательное смещение,, создаваемое конденсатором 6, благодаря чему ток через вентиль 3 и нагрузку k прекращается. В течение промежутка времени

ч полярность напряжения на конденсаторе 6 изменяется и растет до значения Е. Чтобы вентиль 3, например тиратрон, успел восстановить электрическую прочность в прямом направлении, кривая изменения напряжения на конденсаторе 6 должна располагаться ниже кривой повторных зажиганий тиратрона. Это достигается выбором ., параметров коммутирующей цепи (дросселя 2, конденсатора 6).

В промежуток времени t - t, ток дросселя 2 увеличивается о В этот же промежуток к вентилю 9 и элементам моста 10 приложено обратное напряжение и тиристоры моста запираются. Поэтому с момента t4 ток дросселя 2 начинает течь через диоды моста, конденсатор 11 и вентиль 9, заряжая конденсатор 11. Когда напряжение на конденсаторе 11 превысит U0 (напряжение на конденсаторе 20) на величину напряжения включения динистора 22, включается тиристор 13 (в момент tg) импульсом тока, проходящим по цепи: положительный вывод конденсатора 11 - конденсатор 20 - токоограничивающий резистор 21 - динистор 22 - управляющий переход тиристора 13 отрицательный вывод конденсатора 11. С момента

t5 ток дросселя 2 начинает течь через резистор 1 и тиристор 13 при условии, что падение напряжения на резисторе 14 меньше напряжения на конденсаторе 11. К началу следующего цикла работы на конденсаторах &, 11 и 20 восстанавливаются исходные значения напряжений: на конденсаторе 6 в результате перезарядки его через источник 8

и резистор 7, на конденсаторах 11 и 20 вследствие разряда их соответственно через резистор 12, диод 17 и резистор 19.

Таким образом, в предлагаемом генераторе большая часть энергии дросселя 2 возвращается в конденсатор 11 (при определенных соотношениях между параметрами схемы), а сравнительно небольшая часть рассеивается.в резисторе 1. Благодаря этому увеличивается КПД генератора.

Перенапряжения на первом управляемом вентиле 3 тем меньше, чем больше емкость конденсатора 11, так как с увеличением его емкости требуется меньше напряжения источника 15 для создания нужного тока в дросселе 2.

что, с целью увеличения КПД и надежности, в него введены неуправляемый вентиль, диодно-тиристорный мост, в два противоположных плеча которого включены первый и второй диоды, а в два других плеча - второй и третий тиристоры, второй источник напряжения, второй зарядный резистор, третий

0 диод, четвертый диод, шунтированный третьим резистором, третий конденса-f тор, токоограничивающий резистор, ди- нистор, причем неуправляемый вентиль и одна диагональ моста соединены ледовательно и подключены параллельно дросселю так, что проводящие направления неуправляемого вентиля и всех элементов диодно-тиристорного моста противоположны направлению тока наг-}

В предлагаемом генераторе КПД (при 20 рузки, второй конденсатор, шунтировандлительности импульса 500 мкс) равен 95%, а перенапряжения составляют 1,03 Е.

Формула изобретения 25

ныи первым резистором, включен в другую диагональ моста, катод первого тиристора и анод третьего диода подсоединены к точке соединения вывода второго конденсатора с катодом третьего тиристора моста, к аноду которого подсоединен второй вывод второго резистора, катод третьего диода через второй зарядный резистор соединен с

Генератор прямоугольных импульсов, содержащий емкостный накопитель энергии, к выводам которого подсоединена последовательная цепь из дросселя, первого управляемого вентиля и нагрузки, цепь, подсоединенную параллельно первому управляемому вентилю и нагрузке, состоящую из последовательно соединенных второго управляемого вентиля и первого конденсатора, параллельно которому через первый зарядный резистор подсоединен первый источник напряжения, второй конденсатор, шунтированный первым резистором, первый тиристор, анод которого соединен с первым выводом второго резистора, отличающийся тем,

что, с целью увеличения КПД и надежности, в него введены неуправляемый вентиль, диодно-тиристорный мост, в два противоположных плеча которого включены первый и второй диоды, а в два других плеча - второй и третий тиристоры, второй источник напряжения, второй зарядный резистор, третий

диод, четвертый диод, шунтированный третьим резистором, третий конденса-f тор, токоограничивающий резистор, ди- нистор, причем неуправляемый вентиль и одна диагональ моста соединены последовательно и подключены параллельно дросселю так, что проводящие направления неуправляемого вентиля и всех элементов диодно-тиристорного моста противоположны направлению тока наг-}

рузки, второй конденсатор, шунтирован5

ныи первым резистором, включен в другую диагональ моста, катод первого тиристора и анод третьего диода подсоединены к точке соединения вывода второго конденсатора с катодом третьего тиристора моста, к аноду которого подсоединен второй вывод второго резистора, катод третьего диода через второй зарядный резистор соединен с

Q отрицательной шиной второго источника напряжения, положительная шина которого подсоединена к точке соединения вывода второго конденсатора с анодом второго тиристора моста, катод четвертого диода и один первый вывод токо- ограничивающего резистора подсоединены к катоду третьего диода, анод четвертого диода через третий конденсатор соединен с положительной шиной

0 второго источника напряжения, другой вывод токоограничивающего резистора через динистор соединен с управляющим электродом первого тиристора.

5

Изобретение относится к импульсной технике. Цель изобретения - повышение КПД и надежности работы генератора. Генератор содержит емкостный накопитель 1 энергии, к которому подсоединены последовательная цепь из вентиля 3 и нагрузки 4 и цепь из конденсатора 6 и вентиля 5 для гашения вентиля 3. Параллельно дросселю 2 включены вентиль 9 и диодно-тиристорный мост 10, через которые конденсатор 11 перед началом разряда накопителя 1 разряжается на дроссель 2. Конденсатор 11 заряжается после выключения нагрузки 4 от дросселя 2, благодаря чему повышается КПД, через диоды моста 10 и вентиль 9. Когда напряжение на конденсаторе 11 превысит напряжение на конденсаторе 20 на величину напряжения включения динистора 22, включается тиристор 13 и ток дросселя 2 начинает течь через резистор 14 и тиристор 13. 1 ил.