Устройство формирования импульсов Советский патент 1976 года по МПК H03K17/72 

1

Изобретение относится к области импульсной техники и может использоваться в электронике и радиотехнике, например, для создания мощных высоковольтных высокочастотных импульсных модуляторов и генераторов.

Известно устройство формирования импульсов, содержащее последовательно соединенные тиристоры, при этом катод одного из крайних тиристоров заземлен, а анод другого крайнего тиристора является анодом группы тиристоров. Кроме того, устройство содержит цепь запуска, образованную одним из тиристоров, предпочтительно крайним тиристором, катод которого заземлен, в которую входят также конденсаторы, каждый из которых подключен одиим выводом к аноду соответствующего тиристора, а другим выводом через ограничительный резистор связан.с управляющим электродом тиристора и через дополнительный резистор - с катодом тиристора, причем параллельно дополнительному резистору подключен стабилитрон, ориентированный анодом к катоду тиристора 1.

Однако это устройство недостаточно устойчиво к воздействию парастаюплсго анодного напряжения и недостаточно надежно ири работе в импульсном режиме.

Известно устройство формирования импульсов, содержащее п последовательно соединенных тиристоров, причем катод одного

из крайних тиристоров заземлен, а анод другого крайнего тиристора подсоединен к источнику иитания, и цепь запуска, образованную одним из тиристоров, иредпочтительно крайним тиристором, катод которого заземлен, и содержащую п конденсаторов и импульсных трансформаторов, вторичные обмотки которых включены между катодами и управляющими электродами соответствующих тиристоров, первичиые обмотки одними концами подсоединены к их катодам, а другими- к первым обкладкам коидеисаторов 2. Однако и это устройство имеет недостаточную надежность одновременного включения всех тиристоров.

Цель изобретения - повышение надежности одновременного включения всех тиристоров. Это достигается тем, что в предлагаемом устройстве формирования импульсов, конденсаторы вторыми обкладками иодсоединеиы к анодам соответствующих тир)сторов, к управляющим электродам которых подключены катодами зарядные диоды, а анодами - к первым обкладкам конденсаторов.

На чертеже представлена нринципиальиая электрическая с.хема предложенного устройства.

Устройство содержит последовательно соединенные тиристоры h-In, при этом катод одного крайнего тиристора lu заземлен, а

анод другого крайнего тиристора Ь подсоединен к источнику питания 2 и цепь запуска, образованную одним из тиристоров, предпочтительно крайним тиристором In, катод которого заземлен. Цепь запуска содержит конденсаторы 3i-Зп и импульсные трансформаторы 4i-4п, вторичные обмотки 5i-5п которых включены между катодами и управляющими электродами тиристоров соответственно, а первичные обмотки 6i-6п одними концами подсоединены к катодам соответствующих тиристоров, а другими - к первым обкладкам конденсаторов, вторые обкладки которых соединены с анодами соответствующих тиристоров. К управляющим электродам тиристоров катодами подсоединены зарядные диоды -7п, аноды которых соединены с первыми обкладками конденсаторов. Управляющий сигнал подается на вход 8. Устройство работает следующим образом. При подаче напряжения питания от источника питания 2, т. е. на анод тиристора 1ь являющийся анодом группы последовательно включенных тиристоров, идет ток заряда конденсаторов, нроходящий но последовательной цени; анод тиристора Ь, конденсатор Зь диод 7, вторичная обмотка 5i импульсного трансформатора 4i и участок управляющий электрод-катод тиристора Ь, далее через анод тиристора Ь, конденсатор Зд, диод 72, вторичную обмотку 52 импульсного трансформатора 42 и участок управляющий электрод- катод тиристора 1 и т. д. на землю.

При достаточно больщой скорости нарастания анодного напряжения этот ток может вызвать преждевременное включение тиристоров, для устранения чего величина индуктивности вторичных обмоток импульсных трансформаторов выбрана таким образом, что весь ток заряда каждого из конденсаторов нроходит через соответствующую .вторичную обмотку, минуя участки управляющий электрод-катод соответствующих тиристоров, т. е. в этом случае каждая из вторичных обмоток импульсных трансформаторов щунтирует соответствующий участок управляющий электрод-катод тиристоров.

После окончания заряда конденсаторов цепь запуска устройства находится нод потенциалом, равным потенциалу источника питания 2.

При подаче управляющего сигнала на вход 8 и, соответственно, на управляющий электрод тиристора In, носледний переходит в состояние с высокой проводимостью, т. е. включается, напряжение на нем падает и конденсатор За разряжается через него. Ток разряда конденсатора 3i проходит через открывающийся тиристор in и через первичную обмотку 6п трансформатора 4п, наводя во вторичной обмотке 5п, включенной встречно относительно первичной обмотки 6п, импульс тока, дополнительно поступающий на управляющий электрод тиристора In и способствующий ускорению процесса включения этого

тиристора. В результате включения тиристора In и разряда конденсатора Зп происходит перераспределение потенциала в цепи запуска между конденсаторами (n-i) и остав5 щимися еще закрытыми тиристорами li- - l(n-i). Перераспределение потенциала вызывает ток заряда конденсатора 3i-3(n-i), который, проходя через участки управляющий электрод-катод тиристоров li-l(n-i), одновременно переводит эти тиристоры в состояние с высокой проводимостью. При этом сопротивление всего устройства резко уменьщается, напряжение на аноде группы тиристоров, т. е. на аноде тиристора 1, падает и, 15 таким образом, формируется фронт электрического импульса.

В связи с тем, что при включении тиристора In длительность передпего фронта импульса тока заряда конденсаторов 3i-3(n-i) 20 составляет десятые доли микросекунды, сопротивление вторичных обмоток 5i-5(п)) импульсных трансформаторов 4i-4(n-i) примерно на порядок больще сопротивления участков управляющий электрод-катод тиристора 25 1)-1(п-1), и весь ток заряда конденсаторов (п-1) практически проходит через участки управляющий электрод-катод соответствующих тиристоров li-l(n-i), минуя трансформаторы 4i-4(n-i), и обеспечивает включе0 ние тиристоров li-l(n-i).

При включении тиристоров li-l(n-i) конденсаторы 3i-3(n-i) разряжаются через открытые тиристоры li-l(n-i) и через первичные обмотки 6i-6(n-i) импульсных трансформаторов 4i-4(), наводя во вторичных обмотках 5i-5(n-i) импульсы тока, дополнительно поступающие на управляющие электроды тиристоров li-l(n-i) и способствующие ускорению процесса включения этих тиристоров. 0 Таким образом энергия, наконленная конденсаторами, эффективно используется в устройстве для улучщения условий работы тиристоров. При этом уменьшается величина импульсного падения напряжения тиристоров 5 а, следовательно, и всего устройства и уменьщается время включения этих тиристоров.

При носледующей подаче напряжения питания от источника питания 2, а затем управляющего напряжения на вход 8 процесс по0 вторяется.,

Формула изобретения

Устройство формирования импульсов, со5 держащее п последовательно соединенных тиристоров, нричем катод одного из крайних тиристоров заземлен, а анод другого крайнего тиристора подсоединен к источнику питания, и цепь запуска, образованную одним из тиристоров, предпочтительно крайним тиристором, катод которого заземлен, и содержащую п конденсаторов и импульсных трансформаторов, вторичные обмотки которых включены между катодами и управляющими электродами соответствующих тиристоров,

первичные обмотки одними концами подсоединены к их катодам, а другими - к первым обкладкам конденсаторов, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности одновременного включения всех тиристоров, вторыми обкладками конденсаторы подсоединены к анодам соответствующих тиристоров, к управляющим электродам которых подключены катодами зарядные диоды, а анодами- к первым обкладкам конденсаторов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Патент США № 3226625, кл. 321-27, 1966 г.-аналог.

2.Патент США Л 3521145, кл. 321-27, 1970 г.-прототип.