Генератор импульсов Советский патент 1991 года по МПК H03K3/53 

fe

Изобретение относится к высоковольтной импульсной технике, в частности к импульсным генераторам с полным разрядом накопителя, управляемым напряжением на нагрузке, и может быть использовано при разработках импульсных модуляторов и другой электрофизической аппаратуры. Цель изобретения - повышение КПД - достигается за счет определенного включения блока передачи избыточного заряда (7,8) в генераторе импульсов, содержащем источник 1 напряжения, последовательно включенные резонансный дроссель 2,вентиль 3, накопитель 4 и нагрузку 5, управляемый вентиль 6, блок 10 контроля напряжения. Подключение блока передачи избыточного заряда к источнику 1 через дроссель 2 обеспечивает уменьшение потерь генератора, т.е. повышение КПД. 4 ил.

Фиг.1

О х| ( О vj

О

Изобретение относится к высоковольтной импульсной технике, в частности к импульсным генераторам с полным разрядом накопителя, и может быть использовано при разработке импульсных модуляторов и другой электрофизической аппаратуры, работающей в разных режимах по частоте повторения импульсов.

Целью изобретения является повышение КПД генератора.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемого генератора; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие работу генератора.

-«Генератор содержит последовательно соединенные источник 1 питания, дроссель 2 резонансного заряда, первый управляемый вентиль 3, емкостной накопитель (искусственную линию) 4 и нагрузку 5, второй управляемый вентиль 6 включен параллель- но накопителю 4 и нагрузке 5, резистор 7 и высоковольтный диод 8 включены последовательно, анод диода 8 подключен к общей точке управляемого вентиля 3 и высоковольтного вывода накопителя 4, катод дио- да 8 соединен с резистором 7, а второй вывод резистора 7 подключен к общей точке соединения дросселя 2 и управляемого вентиля 3; емкость фильтра 9 включена параллельно источнику 1 питания, блок 10 контроля напряжения, который срабатывает при достижении напряжением на накопителе значений Up.

На фиг. 2 показано изменение напряжения на накопителе предлагаемого гене- ратора с течением времени при работе с периодом Т, где А - кривая резонансного заряда; В - кривая спада напряжения на накопителе в процессе передачи избыточного заряда к источнику питания; С - кривая разряда накопителя на нагрузку.

На фиг. 3 показано изменение тока, протекающего через цепь передачи избыточного заряда в известном генераторе с течением времени, где I - интервал с не- целесообразным расходом энергии в этой цепи; И - интервал передачи избыточного заряда к источнику питания.

На фиг, 4 показано изменение тока, протекающего через цепь передачи избы- точного заряда в предлагаемом генераторе с течением времени, где II - интервал передачи избыточного заряда от накопителя к источнику питания.

Генератор работает следующим обра- зом.

В момент времени to включают управляемый высоковольтный вентиль 3, в результате чего начинается процесс резонансной зарядки накопителя 4 по кривой

на фиг. 2 до напряжения 2U. Во время зарядки накопителя 4 ток в цепи из диода 8 и резистора 7 отсутствует, так как диод 8 включен встречно суммарному напряжению источника 1 питания и дросселя 2 резонансной зарядки. В момент времени ti процесс зарядки заканчивается, вентиль 3 закрывается, напряжение на выходе дросселя 2 снижается от величины 2U к значению U, равному напряжению источника питания. С этого момента к цепочке резистор 7 - диод 8 оказывается приложенным прямое по отношению к диоду 8 напряжение, равное в начале процесса U (2U-U); через цепочку резистор 7 - диод 8 - дросель 2 начинает идти ток от накопителя А к источнику 1 питания, напряжение на накопителе 4 спадает по кривой 2 до момента Т, когда напряжение на накопителе 4 разряжается на нагрузку 5 по кривой 3, формируя импульс заданной амплитуды. По окончании формирования импульса на нагрузке 5 накопитель 4 остается незаряженным до нового включения управляемого вентиля 3, после чего рабочий цикл повторяется.

Как видно из фиг. 3, в известном генераторе (при непосредственном включении резистора к источнику питания) ток в цепи резистор - диод начинает протекать с второй половины зарядного процесса, т.е. с того момента, когда напряжение на накопителе впервые превысит U. Потери в интервале I на фиг, 3 имеют 100%-ный характер, в то время как в интервале II процесс имеет рекуперативный характер с КПД 55-65% (в зависимости от протяженности интервала II). Потери энергии а интервале I составляют 11-13% от потерь в интервале II. Таким образом, КПД зарядной цепи предлагаемого генератора благодаря отсутствию потерь в интервале I выше КПД зарядной цепи известного генератора,

Формула изобретения Генератор импульсов, содержащий соединённые последовательно первый управляемый вентиль, емкостной накопитель и нагрузку, включенные между положительной и общей шиной источника питания, шина емкостного накопителя, подключенная к первому управляемому вентилю, соединена через диод с первым выводом резистора, а через параллельно соединенные второй управляемый вентиль и блок контроля напряжения подключена к общей шине, вывод блока контроля напряжения сединен с управляющим входом второго управляемого вентиля, отличаю тем, что, с целью повышения КПД, второй вывод резистора соединен с точкой соединения дросселя и первого управляемого вентиля.