Формирователь импульсов Советский патент 1979 года по МПК H03K5/01 

(54) ФОРМИРОВАТЕЛЬ ИМПУЛЬСОВ

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для формирования импульсов тока в индуктивных нагрузках, например в электромагнитах циклических ускорителей заряженных частиц.

Известны генераторы импульсов тока, содержащие источник постоянного напряжеиия и накопительную конденсаторную батарею, подключенную к электромагниту через вентильный коммутационный узел, представляющий собой.мост из управляемых вентилей или мост из двух неуправляемых и двух управляемых вентилей с устройством коммутации {.

Недостатком известного устройства являются сложность и значительные габариты и вес депей, предназначенных для компенсации потерь в формирователе и нагрузке.

Из известных устройств наиболее .близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является формирователь имйульсов, содержащий конденсаторную батарею, четыре управляемых вентиля, образующие мост, в диагональ которого между точками соединения одноименных .электродов вентилей включена индуктивная нагрузка, фазоимпульсный блок управления, выходы которого соединены с входами управляемых вентилей моста 2.

Недостатком такого формирователя импульсов является сложность и больщие габариты и вес.

Цель изобретения - упрощение конструкции и уменьщение массы устройства.

Цель достигается тем, что в формирователь импульсов, содержащий конденсаторную батарею, четыре управляемых вентиля, образующие мост, в диагональ которого меж ду точками соединения одноименных электродов вентилей включена индуктивная нагрузка , фазоимпульсный блок управления, выходы которого соединены с входами управляемых вентилей моста, введем источник синусоидального напряжения, причем конденсаторная батарея включена последовательно с источником синусоидального напряжения точками срединения разноим.енных электродов вентилей моста, а вход фазоимпульсного блока управления соединен с выходными зажимами источника синусоидального напряжения. На фиг. 1 представлена принцип 1ялы11 я электрическая схема формирователя импульсов; на фиг. 2 - временныедйаграгу МБ, поясняющие работу устройства; на фиг. 3 - временные диаграммы при измененном фазовом сдвиге между напряжением источника питания и тока конденсаторной батареи. Формирователь импульсов содержит индуктивную нагрузку 1, конденсаторную батарею2,фазоимпульсный блок 3 управления, источник 4 переменного напряжения и мост 5, образованный четырьмя управляемыми вентилями6-9. На фиг. 2 представлены диаграммы напряжения UJ источника 4 перемепного напряжения, тока iz. конденсаторной батареи 2, мощности Р4, потребляемой от источника 4 напряжения Uj конденсаторной батареи и тока Ь индуктивной нагрузки 1. В исходном состоянии батарея 2 заряжена до требуемого напряжения с полярностью, указанной на фиг. 1 знаками без скобок. С приходом запускающих импульсов от фазоимпульсного блока 3 унр.авления на управляющие переходы вентилей 6, .9 (момент времени t,, фиг. 2) начинается разряд батареи 2 на индуктивную нагрузку 1. по цепи: вентиль 6, нагрузка 1, вентиль 9 и источник 4 переменного напряжения. В результате этого батарея 2 сначала полностью разряжается на нагрузку 1 (момент времени tz, фиг. 2, в), а затем нерезаряжается под действием энергии, накопленной в индуктивной нагрузке 1, в которой формируется импульс тока синусоидальной формы. После окончания процесса формирования г1I импульса (в момент времени tj, фиг. 2) напряжение на конденсаторной батарее 2 имеет полярность, показанную на фиг. 1 зна,ками в скобках. В момент времени t) фазоимпульсный блок 3 управления включает вентили 7, 8, и процесс формирования импульса тока повторяется с той лишь разницей, что в конденсаторной батарее 2 и источнике 4 переменного напряжения направление тока меняется на противоположное (фиг. 2, а). На фиг. 2,6 приведена кривая изменения мгновенной мощности Р источника 4 переменного напряжения. Поскольку направление тока и напряжения источника 4 совпадают (фиг. 2, а), то источник 4 отдает мощность в цепь формирователя, а мгновенная мощности положительпа. 1а фиг. 2, б кроме мгновенной мощности Ра указан также уровень средней мощности Рц,, потребляемой от источника 4. Средняя мощность Рср максимальна в том случае, если амплитуда напряжения источника 4 совпадает с моментом времени t2, соответствующим максимальному значению тока конденсаторной батареи 2 (фиг. 2, в). При этом фазоимпульсный блок 3 управления должен о6сспс ивать фазовый сдвиг управляющих nMHy;ibcoB па угол ао, равный J Siu. «Q , где со - угловая частота источника 4 переменного напряжения; t(i - длительность импульса тока индуктивной нагрузки. При угле фазового сдвига, отличном от «о (фиг. 3) средняя мощность, нотребляемая от источника 4 уменьп1ается, поско льку появляются интервалы времени ( фиг. 3,6),-в течение которых мгновенная мондность отрицательна вследствие несовпадения рганравления тока и .напряжения источника 4. Средняя мощность „отдаваемая источником 4, равна нулю в том случае, если угол фазового сдвига равен . С Со ± ЧТО соответствует совнадению момента перехода напряжения источника 4 через ноль с максимальным значением тока конденсаторной батареи 2. Таким образом, пз.меняя при помощи фазоимнульсного блока 3 управления фазовый сдвиг управляющих импульсов, можно в широких нрелТелах регулировать среднюю мощность, отдаваемую источником 4 переменного напряжения в цепь формирователя и, следовательно, регулировать напряжение конденсаторной батареи и ток индуктивной нагрузки. Таки.м образом, вынолнение формирова ««пУ ьсов указанным образом позволяет исключить из схемы известных фор.ми,-, гг ЛТ 11ГЧ7 П ГГТТ. 1.Г ) (Tllil1L. I ( ГГЧГЛП / ГЛ рователей выпрямитель, сглаживающий фильтр и специальное, устройство ввода энергии, что существенно упрощает устройство, уменьшает его габариты и вес.- на 20- 300/0. Формула изобретения Формирователь импульсов, содержащий конденсаторную батарею, четыре управляемых вентиля, образующие мост, в диагональ которого между точками соединения одноименных электродов вентилей включена индуктивная нагрузка, фазоимпульсный блок управления, выходы которого соединецы с BxoziaMH управляемых вентилей моста, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и умеп1 щения массы устройства, в него введен источник синусоидального напряжения, причем конденсаторная, батарея включена последовательно с источником синусоидального напряжения между точками соединения разноименных электродов вентилей моста, а вход фазоимпульсного блока управления соединен с выходными зажи56

мями источника синусоидального напряже-1. Патент Швейцарии № 416865,

ВИЯ.кл. Н 05 Н 3/00, 1975.

Источники информации, принятые во вни-2. Авторское свидетельства СССР

мание при экспертизе№ 435602, кл. Н 03 К 4/00, 1972.

)

IPui.i

661743

ii lijiiis

9iii,3