Генератор Советский патент 1980 года по МПК H03K3/53 H03K3/335 

I

изобретение относится к импульсной технике и, в частности, касается устройств для питания высокоинтен-г сивных источников света - кольцевых безэлектродных импульсных ламп (КБИЛ), которые представляют собой виток вторичной обмотки трансформа тора, магнитопровод которого выпол нен из ферритовых стержней. Кольцо лампы - стеклянное, заполненное газом, в котором под воздействием наведенной ЭДС трансформации развивается разряд, образукхций световой поток с амплитудой силы света 5001500 ксв. . .

По основному авт. св. 299021 известен генератор мощных Импульсов, содержащий источник питания,:ксшебательный контур, состоящий из конденсатора, дросселя, тиристора с диодами, элементы смещения и цепь нагрузки, включающую в себя обмотку выходного импульсного трансф Ч5матора и диод J.- Для надежной работы лампы (.КБИЛ необходимо обеспечить прохождение через первичную обмотку рабочего трансформатора нескольких илшульсов тока с частотой до 500 кГц, затухакяцих на протяжении 5-6 периодов,

а напряжение на первичной обмотке Возбуждения должно составлять 1520 кВ при первом импульсе тока 500 А и больше.

5 Однако данное устройство не позволяет получить на обмотке рабочего трансформатора КБИЛ требуемое напряжение. Кроме того, в схеме отсутствуют необходимые по частоте

10 колебания тока.

Цель изобретения - повышение частоты и напряжения выходных сигналов.

«5 Указанная цель достигается тем, что генератор, содержащий источник питания, колебательный контур, состоящий из конденсатора, дросселя, тиристора с силовыми диодами и

2Q цепь нагрузки, состоящую из обмотки выходного импульсного трансформатора и диода, дополнительно снабжен конденсатором-и коммутирующим элементом с двухсторонней проводимостью, причем конденсатор включен последовательно с первичной обмоткой выходного импульсного трансформатора, коммутирующий элемент включен параллельно последовательн

30 соединенным дополнительному кон..iOriCvi.i ору и jiepbji4ni,jii ovyjiOiKtj выходя импульсного трансформатора, а емкость дополнительного конденсатора по крайней мере на порядок меньше емкости конденсатора колебательного контура.

Кроме того, коммутирующий элемен образован параллельно соединенными дросселем насыщения и диодом, включенным встречно по отношению к диод цепи, первичной обмотки вьгходного импульсного трансформатора.

Принципиальная электрическая схема генератора представлена на чертеже .

Колебательный контур генератора состоит из конденсатора 1, дросселя 2, диода 3, тиристора 4 с ограничительным дросселем 5,i диода 6 (работает при протекании тока через диод 3), диода 7 и элементов смещения конденсатора 8 и резистора 9, необходимых для запирания тиристора 4. Контур ударного возбуждения включае в себя конденсатор 10, первичную обмотку 11 рабочего трансформатора КБИЛ 12, коммутирующий элемент, состоящий из дросселя насыщения 13 и диода 14. Питание обмотки подмагничивания дросселя насыщения 13 осуществляется от источника через реактор 15. Питание устройства производится от источника постоянного напряжения через зарядный блок 16.

В подготовленном к работе состоянии конденсатор 1 заряжен, и во всех контурах схемы токи равны нулю

Генератор работает следукшщм образом. Для зажигания импульсного разряда в кольцевой безэлектродной лампе (КБИЛ) 12 на управляющий элекрод тиристора 4 подается отпирающий импульс. Отпирание тиристора вызыва разряд конденсатора 1. Первая полув на тока проходит через диод 3 и тиристор 4. Вторая полуволна тока обр ного знака проходит через диод 6 и диод 3. Диод 3 пропускает обратный ток небольшое время, по истечении которого быстро запирается. Ток колебательного процесса столь же быстро переходит в параллельную ветвь, состоящую из обмотки 11, конденсатора 10 и диода 7. Дроссель 13 в это время находится в ненасыщенном состоянии и представляет собой большое сопротивление. Так как емкость конденсатора 10 намного меньше чем конденсаторов 1 и 8, ток цепи резко падает: и на дросселе 2возникает большая ЭДС самоиндукции, совпадающая по знаку с остаточным напряжением на конденсаторе 1. Тогда конденсатор 10 оказывается заряженным до напряжения, близкого к сумме напряжений на конденсаторе 1 и дросселе 2. Время перемагничи™ вания дросселя 13 достаточно для заряда конденсатора 10 (причем

шиос 1аходится на ниухней обмотке конденсатора). После заряда этого конденсатора дроссель переходит в насыщенное состояние, при котором его индуктивность резко уменьшается.образуется контур ударного возбуждения конденсатора 10, первичной Ъбмотки 11 рабочего трансформатора, дросселя 13 и диода 14, и начинается колебательный перезаряд конденсатора 10. После достижения максимума тока в этом контуре полярность напряжения на диоде 14 меняется, ток вообще не ограничивается остаточной индуктивностью, дросселя 13. Следующий полупериод не полностью ограничен этой индуктивностью, так как диод 14 не успевает восстановить сво электрическую прочность. Затем ток опять беспрепятственно протекает через диод 14 и т.д. до полного затухания. В момент начала колебательного перезаряда в контуре в кольцевой безэлектродной лампе развивается газовый разряд, дающий мощную вспышку света. Одновременно при насыщении дросселя происходит окончание перезаряда колебательного контура.

На конденсаторе 1 восстанавливается положительное напряжение. Конденсатор 8 задерживает восстановлени этого напряжения, что позволяет тиристору 4 восстановить свои управляющие свойства. Резистор 9 является разрядным сопротивлением. После дозаряда конденсатора 1 схема готова к повторному действию. Дроссель 5 позволяет при необходимости снизить скорость нарастания тока в тиристоре 4. Дозаряд конденсатора 1 осуществляется от источника питания через зарядный блок 16. Последний позволяет осуществлять быстрый дозаряд конденсатора, благодаря чему достигается повышение частоты следования импульсов света.

Предлагаемый генератор позволяет получить на нагрузке напряжение в 2 и более раз больше, чем напряжение питания схемы. Действительно, индуктивность обмотки 11 мала и емкость конденсатора 1 достаточно велика, поэтому почти вся энергия, запасенная в ветви конденсатора 1 и в дро.сселе 2, переходит в заряд конденсатора 10. При этом на конденсаторе 10 образуется напряжение тем большей величины, чем меньше его емкость. Далее это напряжение прикладывается к нагрузке (обмотка

и;.

Другим преимуществом предлагаемого генератора является возможность получения в контуре нагрузки( более высокой частоты чем та, которая обусловлена контуром из конде.нсатора 1 и дросселя 2.

- Снижение напряжения -питания удешевляет устройство, так как умень-.