Формирующее устройство Советский патент 1980 года по МПК H03K5/159 

(54) ФОРМИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к мощной импул зсной технике и может быть использовано в устройствах импульсного питания, предназначенных для формирования импульсов с малой неравномерностью вершины, например в составе радиотехнического оборудования ускорителей заряженных частиц. Известны формирователи мощных импульсов, в которых используются комбинации двух искусственных линий. Один из известных формирователей содержит зарядное устройство, формирующую линию, разрядный коммутатор и выходной повышающий импульсный транс Форматор, при этом во вторичную обмотку импульсного трансформатора вклю чен.а дополнительная искусственная ли ния с регулируемыми индуктивностями и волновым сопротивлением в десять и более раз меньшим, чем волновое сопротивление основной формирующей линии 13 . Недостатком этого формирователя является то, что напряжение на согла сованной нагрузке такого модулятора, приведенное к первичной обмотке выход ного импульсного трансформатора, сос тавляет менее половины напряжения за ряда конденсаторов основной формирующей лини. Наиболее близким техническим решением к изобретению является формирующее устройство, содержащее зарядное устройство, две искусственные лини, у которых к онденсатор последнего звена первой линии подключен через катушку индуктивности к конденсатору первого звена второй линии, коммутатор, подключенный ко входу первой искусственной линии, нагрузку, включенную между общими шинами упомянутых искусственных линий 2 , Надостатки известного формирователя - низкий КПД и значительные пульсации на вершине (неравномерность вершины) выходного импульса. Этим в значительной степени ограничивается использование такого формирователя в мощных генераторах импульсов с жесткими требованиями к точности формирования выходного импульса. Цель изобретения - повышение КПД формирования и уменьшение неравномерности вершины выходного импульса. Поставленная цель достигается тем, что в формирующем устройстве, содержащем зарядное устройство, две искусственные линии, у которых конденсатор последнего звена первой линии подклю чен через катушку индуктивности к ко денсатору первого звена второй линии коммутатор, подключенный ко входу пе вой искусственной линии, нагрузку, включенную между общими шинами упомя нутых искусственных линий , катушка и дуктивности, включенная между конден саторами последнего и предпоследнего звеньев первой искусственной линии, а также катушка индуктивности, включенная между конденсатором первого звена второй искусственной линии и конденсатором последнего звена перво искусственной линии выполнены в виде катушек индуктивности одного вариометра.. На чертеже представлена схема фор мирующего устройства, Формируюдее устройство содержит зарядное устройство 1 и коммутатор 2, подключенные ко входу первой искусственной линии 3. Между общими шинами первой 3 и второй 4 искусственных линий включена нагрузка 5. Ка тушка 6 индуктивности, включенная между конденсаторами 7 и 8 последнего и.предпоследнего звеньев искусственной линии 3, а также катушка 9 индуктивности, включенная между конденсаторами 10 первого звена искусственной линии 4 и конденсатором 8 последнего звена искусственной- линии 3, выполнены в виде катушек вариометра 11. Формирующее устройство работает следующим образом.В паузе между запускающими импуль сами происходит заря,р конденсаторов искусственных линий 3 и 4 от зарядного устройства 1. После срабатывания коммутатора 2 происходит разряд конденсаторов искусственных линий 3 4 и формирование импульса на нагрузке 5. При этом волна напряжения, рав ная напряжению заряда искусственных линий, через BpeN«i t -т/ (п - количество ячеек искусственных линий 3 и 4, L - индуктивность, С емкость ячейки) достигает конденсатора 8 (здесь и далее время отсчитывается от момента срабатывания ком мутатора 2). Отраженная от нагрузки 5 волна равна по амплитуде - V/2. До этого напряжение приь Ьб Sft и з ряжаются конденсаторы 8 и 7 и т.д. Преломленная В1ална также равна - V/2 На временном интервале конденсатор 10, а также конденсаторы последующих ячеек разряжаются до напряжения Y/2 .Таким образом, с определенной задержкой на нагрузке формируется импульс равный по амплитуде V. Длительность импульса равна УЛ Индуктивная связь, между катушками б и 9 позволяет повысить формирование и уменьшить пульсации на вершине выходного импульса, практически исключив ступеньку на вершине, обусловленную неидентичностью искусственных линий 3 и 4. При волна напряжения - V/2 отражается с противоположным знаком от короткозамкнутого начала искусственной линии 3. Одновременно волна V/2 отражается от разомкнутого конца искусственной линии 4 с тем же знаком. На временном интервале 3 упомянутые отралсенные волны разряжают конденсаторы искусственных линий 3 и 4 и при р через время t 3 о процесс формирования импульса на на,грузке заканчивается. Технико-экономическая эффективность формирующего устройства определяется существенным повышением КПД формирования и значительным уменьшением неравномерности вершины выходного импульса. Как показала экспериментальная проверка неравномерность вершины выходного импульса составляет (0,1-0,5)% при КПД (70-80)%. Формула изобретения Формирующее устройство, содержащее зарядное устройство, две искусственные линии, .у которых конденсатор последнего звена первой линии подключен через катушку индуктивности к конденсатору первого звена второй линии, комг татор, подключенный ко входу первой искусственной линии, нагрузку, включенную между общими шинами упомянутых искусственных линий, отличающееся тем, что, с целью повышения КПД формирования и уменьшения неравномерности вершиньг выходного импульса, катушка индуктивности, включенная между конденсаторами последнего и предпоследнего звеньев первой искусственной линии, а также катушка индуктивности, включенная между конденсатором первого звена второй искусственной линии и конденсатором последнего звена первой искусственной линии выполнены в виде катушек индуктивности одного вариометра. Источники информации принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 327579, кл. Н 03 К 1/159, опублик. 1970, 2.Формирующе-транспортирующие устройства. М., Советское радио, 1974, с. 142.

8

10