Формирователь импульсов Советский патент 1980 года по МПК H03K3/335 

1

Изобретение относится к импульс-, ной технике и может быть использовано для запуска мощных импульсных устройств, в частности в пультах управления пневматическими излуча- 5 телями упругого сигнала, используемыми при морских сейсморазведочных работах, и служит для согласования слаботочного источ-. . ника постоянного тока с исполнитель- iO ными импульсными устройствами большой мощности.

Известна схема формирователя импульсов, состоящая из главной цепи, в которую входит главный тиристор 5 и ветвь с комплексной нагрузкой (активное и индуктивное сопротивления) , подключенная к источнику постоянного напряжения, отключающего тиристора, отключающего конденсатора, 20 а также диода, шунтирующего ветвь нагрузки и служащего для защиты индуктивности от перенапряжений при отключении тока. Работа схемы осуществляется попеременной подачей 25 положительных импульсов тока (относительно, катода) на управляющие электроды главного и отключающего тиристора через определенные временные интервалы l. 30

Основным недостатком схемы являет ся ее неэкономичность при задайном временном следовании управляюсадх импульсов в случае изменения во времени сопротивления нагрузки.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является формирователь импульсов, содержа щий тиристор, игнитрон, конденсатор, два резистора и сопротийтление нагрузки.

При подключении схемы к источнику постоянного тока рабочий конденсатор заряжается до величины питающего напряжения. При подаче положительного импульса тока на управляющий электрод тиристора последний отпирается и на под И1гающий электрод игнитрона поступает большой импульс тока, зажига ощий ягнитрон. Конденсатор, заряженный до напряжения источника питания, быстро разряжается на небольшое сопротивление нагрузки, на котором появляется почти полное напряжение питания. Когда ток разряда снижается до величины, меньшей тока удержания игнитрона, последний гаснет, протекание тока через него прекращается, снова заряжается .ра.бочий конденсатор, устройство готово к следующему срабатыванию. Пре рывателем тока в данной схеме служи игнитрон Г21. К недостаткам описанного формиро вателя следует отнести нестабильнос работы при условии переменной во времени нагрузки при частых посылка импульса тока и высокой требуемой мощности импульса. Цель изобретения - повышение надёжности работы формирователя импул сов.. Поставленная цельдостигается тем, что в формирователь импульсов, содержащий импульсный трансформатор вторичная обмотка которого подключен ; между катодом и управляющим электрбдом основного тиристора, ано которого через последовательно вклю ченные зарядный резистор и диод -соединен с положительньам выводом источника питания, накопительный конденсатор, подключенный между анодом основного тиристора и точкой соединения отрицательного вывода источника питания с нагрузкой, шунтированной защитным диодом, другой вывод которой подключен к катоду основного тиристора, и делитель напряжения, подключенный к источнику питания, введены вспомогательный тиристор, последовательно включенные между анодом вспомогательного тиристора и положительным выводом источника питания вторые зарядный резистор и диод, коммутационный и следящий конденсатор, которые включены соответственно между анодами и катодами основного и вспомогатель ного тиристоров, первая и -вторая параллельные ftC-цепочки, пороговый элемент, формирующий диод и разрядн конденсатор, который включен между выходом делителя напряжения и источником питания, при этом первая параллельная RC-цепочка включена между анодом основного тиристора и катодом вспомогательного тиристор управляющий электрод которого через последовательно соединенные вторую параллельную RC-цепочку, пороговый элемент и формирующий диод связан с выходом делителя напряжения. На фиг. 1 приведена зарядно-разрядная цепь, блок-схема на фиг. 2 то же., электрическая принципиальная схема. Блок-схема зарядно-разрядной цеп состоит из прерывателя 1 постоянног тока, емкостного накопителя 2 и следящей cиcтeIvlы 3, которая-позволя следить за разрядом ёмкостного накопителя и подавать сигнал на выклю чение прерывателя, когда напряжение на емкостном накопителе достигает определенной величины, независимо от изменений сопротивления нагрузки (сопротивление нагрузки в пультах управления пневмоизлучателями может меняться во времени), так как разряд емкостного накопителя может быть прекращен в любой момент, то схема высокоэкономична, надежно работает в условиях переменной во времени нагрузки. Электрическая принципиальная схема предлагаемой зарядно-разрядной цепи содержит импульсный трансформатор 4, прерыватель постоянного тока основной тиристор 5, управляющий электрод которого связан с началом вторичной обмотки импульсного трансформатора, а конец вторичной обмотки импульсного трансформатора - с катодом основного тиристора 5, накопительный конденсатор 6 с зарядным резистором 7, следящую систему, состоящую из диодов 8 и 9, второго зарядного резистора 10, служащего для Зс3.ряда коммутационного конденсатора 11, вспомогательного тиристора 12, в катод которого включен следящий конденсатор 13, второй электрод которого соединен с катодом основного тиристора, первой параллельной КС-цепочки, состоящей из конденсатора 14 и переменного резистора 15, второй параллельной RС-цепочки, содержащей конденсатор 16 и сопротивление 17, порогового элемента (например, неоновой лампы) 18, формирующего диода 19 и разрядного конденсатора 20. Аноды диодов 8 и 9 соединены с положительным выводом источника питания, катод диода 8 соединен последовательно с зарядным резистором 7, другой конец которого соединен с анодом основного тиристора 5. Катод диода 9 соединен с зарядным резистором 10, который, в свою очередь, последовательно соединяется с анодом:вспомогательного тиристора 12 и одним из электродов коммутационного конденсатора 11, другой электрод которого соединен с анодом основного тиристора 5. В катод вспомогательного тиристора 12 включена вторая параллельная RC-цепочка, содержащая переменное сопротивление 15 и конденсатор 14, которая одним концом соединяется с катодом вспомогательного тиристора 12, а другим - с накопительным конденсатором б, причем положительный электрод конденсатора б подключается к.аноду основного гиристора 5,отрицательный электрод - к отрицательному выводу источника питания. Параллельная RC-цепочка одним концом соединена с управляющим электродом вспомогательного тиристора 12, а другим - с пороговым элементом 18, который, в свою очередь, соединен последовательно с формирующим диодом 19, анод которого соединен с положительным электродом разрядного конденсатора 20 и средней точкой делителя 21 напряжения, выполненного на переменном резисторе. Второй электрод разрядного конденсатора 20 подключен к источнику питания. Переменная во времени нагрузка 22 одним концом подключается к катоду основного тиристора 5, а другим - к минусу источника питания. Параллельно нагрузке, встречно току включен защитный диод 23, служащий для защиты от перенапряжений.

Устройство работает следующим образом.

При подключении цепи к источнику питания к пороговому элементу 18 прикладывается напряжение выше его порога. За счет разряда конденсатор 20 через формирующий диод 19, порогвый элемент 18, конденсатор 16 на управляющий электрод вспомогателного тиристора 12 поступает положительный импульс и открывает его. Через резистор 10 происходит .заряд конденсаторов 11 и 13, а через резистор 7 заряжается конденсатор б. За счет постоянных времени заряда конденсаторы 11 и 13 заряжаются значительно быстрее, чем конденсато 6. После заряда конденсатора. 13, когда ток через тиристор 12 становися меньше тока удержания, который определяется выбором сопротивлейий резисторов 15 и 10, тиристор 12 запирается. После этого конденсатор 13 начинает разряжаться через резистор 15 на конденсатор 6. Причем, если оказывается, что разница напряжений между делителем 21 напряжения и напряжением на конденсаторе 13 превышает пороговое напряжение зажигания элемента 18, то тиристор

12открывается вторично, снова заряжается конденсатор 13 и запирается тиристор 12. Исключение повторного открывания тиристора 12 обеспечивается выбором величины емкости конденсатора 16 и сопротивления 17. Наконец, конденсатор б заряжается до напряжения, близкого к источнику питания. Схема готова к работе.

При поступлении положительного импульса на управляющий электрод основного тиристора 5 он открываетс конденсатор б начинает разряжаться на нагрузку 22. При этом конденсато

13также начинает разряжаться че рез резистор 15. В момент, когда разность между напряжениями на средней точке делителя 21 и напряжением на конденсаторе 13 достигает величины зажигания элемента 18, на управляющую цепь тиристора 12 поступает положительный импульс, тиристор 12 открывается. Конденсатор 11 через тиристор 12, конденсатор 13 и тиристор 5 начинают разряжаться. Тиристор 5 запирается и схема возвращается в исходное состояние.

Формула изобретения

Формирователь импульсов, содержа.щий импульсный трансформатор, вторичная обмотка которого подключена между катодом и управляюйшм злектро до основного тиристора, анод которого через последовательно включен5ные зарядный резистор и .диод соединен с положительным выводом источника питания, накопительнЕлй конденсатор, подключенный между анодом основного тиристора и точкой соедине0ния отрицательного вывода источнн питания с нагрузкой, шунтированной защитным диодом, другой вывоД которой подключен к катоду основного тиристора, и делитель нштряжения, подключенный к источнику питания,

5 отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности работы, в него введены вспомогатель.ный тиристор,последовательно включенные меяоду анодом вспомогательного

0 тиристора и положительным выводом источника питания вторые зарядный резистор и диод, коммутационный и следящий конденсатор, которые включены соответственно между анода5ми и катодалш основного и вспомогательного тиристоров, первая и вторая параллельные RC-цепочки, пороговый элемент, формирующий диод и разрядный конденсатор, который включен между выходом делителя напряже0ния и источником питания, при этом первая параллельная ЯС цепочка включена между анодом основного тиристо-ра и катодом вспомогательного тиристора, управляющий электрод которо5го через последовательно соединенные вторую параллельную RC -цепоч- . ку, пороговый элемент и формирующий диод связан с выходом делителя напряжения .

0

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Шиллинг В. Тиристорная техника, ;л., Энергия,1971, с.249,рис. 133 а.

2. Королев Ю.Н.- 1ГиpИQTOpы, М.,

5 .Знание, 1966, с. 56, рис.36.