Формирователь импульсов тока Советский патент 1980 года по МПК H03K5/01 

(54) ФОРМИРОВАТ1:ЛЬ ИМПУЛЬСОВ ТОКА

Изобретение относится к импульсной технике и может найти применение в генераторах импульсов тока, в частности большой амплитуды, используемых в экспериментальной физике и в электрофизических установках, например в ускорителях заряженных частиц.

Известен генератор импульсов тока, содержащий накопительный конденсатор, управляемые коммутаторы, катушку индуктивности и активно-индуктивную нагрузку, в которой плоская вершина импульса тока формируется при разряде на нагрузку корректирующего конденсатора 1.

Однако в этом генераторе невозможно / уменьшение нестабильности тока на плоской вершине импульса, так как величина емкости корректирующего конденсатора по условиям работы схемы не может быть выбрана большой. Кроме того, этот генератор содержит много силовых элементов и требует трех разнесенных во времени стартовых сигналов, что усложняет требования к внешним командным устройствам, управляющим работой генератора.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является формирователь импульсов тлка, содержащий первый управляемый вентиль, катод которого через последовательно соединенные первую катушку индуктивности, активно-индуктивную нагрузку и первый датчик тока соединен с конденсатором 2. При этом плоская вершина импульса формируется в теченгие протекания тока по цепи, включаемой параллельно нагрузке специальным тиристором и со10 держащей стабилитрон.

Однако в этом формирователе уменьшение нестабильности тока на вершине каждого импульса сдерживается величиной дифференциального сопротивления стабилитрона, которая не бывает меньше 0,3-0,5 Ом,

а для уменьшения нестабильности в течение длительного промежутка времени приходится применять дополнительное устройство термостабилизации параметров активноиндуктивной нагрузки. Кроме того, в этом

2Q формирователе невозможна плавная регулировка тока плоской вершины, так как условие стабилизации тока погрузки определяется конкретным значением напряжения стабилизации опорного диода.

Цель изобретения - уменьшение нестабильности, а также обеспечение регулировки амплитуды тока выходных импульсов.

Указанная цель достигается тем, что в формйрователь импульсов тока, содержащий первый управляемь1Й вентиль, катод которого через последовательно соединенные первую катушку индуктивности, активно-индуктивную нагрузку :И первый датчик тока соединен с. первым выводом конденсатора, введены регулирующий элемент, подключенный одним выводом к точке соединения первой катущки индуктивности и активно-индуктивной нагрузки, а другим через второй датчик тока к точке соединения конденсатора и первого датчика тока, цепь управления, соединяющая выход первого датчика тока со входом регулирующего элемента, вторая катушка индуктивности, включенная между анодом первого управляемого вентиля и конденсатором, второй управляемый вентиль, катод которого подсоединен к общей точке первого и второго датчиков тока, и цепь включения, соединяющая выход второго датчика тока со входом второго управляемого вентиля, причем аноды первого и второго управляемых вентилей соединены между собой.

Активно-индуктивная нагрузка, первый датчик тока, цепь управления и регулирующий элемент образуют петлю отрицательной обратной связи, регулирующей напряжение на активно-индуктивной нагрузке во время формирования плоской верщины импульса тока, когда выходной сигнал первого датчика тока равен установленному в цепи управления опорному уровню. Цепочка, состоящая из второй катущки индуктивности и второго вентиля, В1 лючаемого сигналом второго датчика тока: через цепь включения, позволяет уменьшить пределы изменения тока через регулирующий элемент во время формирования импульса тока В нйгрузке, что дополнительно способствует уменьщеникз нестабильности плоской , верщины. Переход к другим уровням тока верщины импульса достигается изменением величины опорного сигнаЛа.: .:: -

На фиг. 1 приведена электрическая схема формирователя импульса тока; на фиг. 2t временные диаграммы изменения: а - тока в активно-индуктивной нагрузке; б - тока, протекающего через регулирующий элемент; в - тока, протекающего через второй управляемый вентиль.

Формирователь импульсов тока содержит первый управляемый вентиль 1, катод которого подключен через последовательно соединенные первую катушку 2 индуктивности, активно-индуктивную нагрузку 3 с индуктивной 4 и активной5 составляющими и первым датчрк 6 тока к конденсатору 7, который через вторую катушку 8 индуктивности соединен с анодом первого управляемого вентиля Г , регулирующий элемент 9, бдин вывод которого подключен к точке соединения первой катушки 2 индуктивности и активно-индуктивной нагрузки 3. Другой его вывод подключен через. второй датчик 10 тока к точке соединения первого датчика 6 тока и конденсатора 7, а его вход соединен через цепь 11 управления с выходом первого датчика 6 тока,параллельно цепи, содержащий конденсатор 7 и вторую катущку 8 индуктивности, включен второй управляемый вентиль 12, анод которого соединен с анодом первого управляемого вентиля 1, а управляющий электрод через цепь 13 включения - с выходом второго датчика

10тока.

В йс.ходном состоянии конденсатор 7 заряжен и токи в схеме отсутствуют.

Цосле подачи внещнего запускающего импульса, включающего первый управляемый вентиль I, через катушки 2 и 8 индуктивности, первую и вторую активно-индуктивную нагрузку 3 и первый датчик 6 тока, начинает протекать ток, нарастая по синусоидальному закону. Пока сигнал первого датчика 6 тока, поступающий в цепь

11управления, меньше опорного, выходной сигнал цепи 11 управления поддерживает запертое состояние регулирующего элемента 9. В момент времени t,, когда сигнал

первого датчика 6 тока становится равным опорному, выходной сигнал цепи 11 управления вводит регулирующий элемент 9 в активный режим, чем замыкается цепь отрицательной обратной связи, благодаря которой осуществляется автоматическое регулирование напряжения в цепи нагрузка 3 - первый датчик 6 тока, обеспечивающее стабилизацию тока в активно-индуктивной нагрузке 3. Цепь 13 включения, сравнивающая сигнал от второго датчика 10 тока с установленным в ней опорным уровнем, в момент времени tj, когда достигается равенство этих сигналов, включает второй управляемый вентиль 12. При этом уменьшается диапазон изменения тока регулирующего элемента 9, что дополнительно способствует уменьшению нестабильности плоской верщины тока в активно-индуктивной нагрузке. Вплоть до момента времени t, когда ток второго управляемого вентиля 12 становится равнымнулю, ток регулирующего элемента изменяется незначительно, а в промежутке времени tj-t быстро уменьшается до нуля. Таким образом, ток через активноиндуктивную нагрузку 3 поддерживается неизменным в интервале времени t -1ц, после чего спадает по синусоидальному закону. Регулировка величины тока плоской части импульса тока достигается изменением уровня опорного сигнала схемы управления.

Формула изобретения

Формирователь импульсов тока содержащий первый управляемый вентиль катод которого через последовательно соединенные первую катушку индуктивности, активно-индуктивную нагрузку и первый датчик тока

соединен с конденсатором, отличающийся тем, что, с целью уменьшения нестабильности, а также обеспечения регулировки амплитуды тока выходных импульсов, в него введены регулирующий элемент, подключенный одним выводом к точке соединения первой катушки индуктивности и активно-индуктивной нагрузки, а другим через второй датчик тока к точке соединения конденсатора и первого датчика тока, цепь управления, соединяющая выход первого датчика тока со входом регулирующего элемента, вторая катущка индуктивности, включенная между анодом первого управляемого вентиля и конденсатором, второй управляемый вентиль.

катод которогоподсоединен к общей точке первого и второго датчиков тока, и цепь включения, соединяющая выход второго датчика тока со входом второго управляемого вентиля, причем анОды первого и второго управляемых вентилей соединены между собой.

Источники информации, принятые вОвынимание при экспертизе

Puz, 1