Формирователь импульсов тока Советский патент 1981 года по МПК H03K5/01 

(54) ФОРМИРОВАТЕЛЬ ИМПУЛЬСОВ ТОКА

1

Изобретение отног-ится к импульсной технике и может быть -; .пользовано для питания индукторов устэ )вок индукционного нагрева.

Известен формирователь импульсов тока в индуктивной нагрузке, содержащий основной и вспомогательный источники питания, тиристоры и диоды 1.

Недосгаток этого формирователя состоит в том, чтс; требуется дополнительный источник питания.

Ближайшим по технической сущности к предлагаемому является формирователь импульсов тока в индуктивной нагрузке, в котором параллельно основным управляемым ключом через управляемые вентили подключены коммутируюшие конденсаторы 2. Однако этот формирователь характеризуется недостаточной коммутационной устойчивостью, что обусловлено ограничением емкости коммутирующего конденсатора, которая не может превышать емкости накопительного конденсатора, включенного на выходе источника постоянного напряжения.

Целью данного изобретения является увеличение коммутационной устойчивости формирователя.

Эта цель достигается тем, что в формирователе импульсов тока, содержащем источник постоянного напряжения, на выходе которого включен накопительный конденсатор, индуктивную нагрузку, один вывод которой соединен с анодом первого управляемого вентиля и анодом первого диода, катод которого соединен с положительным полюсом источника постоянного напряжения, а другой вывод нагрузки соединен с катодом второго управляемого вентиля и катодом второго диода, анод которого соединен с отрица0тельным полюсом источника постоянного напряжения, первый конденсатор, первая .обкладка которого соединена с анодом третьего управляемого вентиля и через последовательно соединенные четвертый управляемый

5 вентиль и первую катущку индуктивности подключена к положительному полюсу источника постоянного напряжения, второй конденсатор, первая обкладка которого соединена с катодом пятого управляемого вентиля и через последовательно соединенные шестой управляемый вентиль и вторую катушку индуктив;ности подключена к отрицательному полюсу источника постоянного напряжения, причем четвертый и шестой управляемые ;вентили включены в прямом направлении по отношению к источнику постоянного напряжения, анод первого управляемого вентиля соединен с второй обкладкой второго конденсатора и катодом третьего управляемого вентиля, анод которого соединен с катодом первого управляемого вентиля, а катод второго управляемого вентиля соединен с второй обкладкой первого конденсатора и анодом пятого управляемого вентиля, катод которого соединен с анодом второго управляемого вентиля.

На фиг. 1 приведена принципиальная электрическая схема формирователя; на фиг. 2 - диаграммы тока в нагрузке (а), напряжения на первом (втором) тиристоре (б) и напряжение на четвертом (шестом) тиристоре (в).

Формирователь импульсов тока содержит источник 1 постоянного напряжения, на выходе которого включен накопительный конденсатор 2, управляемые вентили-тиристоры 3-8, диоды 9, 10, конденсаторы 11, 12, катушки 13, 14 индуктивности и индуктив-. кую нагрузку 15. Один вывод нагрузки 15 соединен с анодом первого тиристора 3, анодом первого диода 9, катодом третьего тиристора 5 и обкладкой второго конденсатора 12. другая обкладка которого соединена с анодом второго тиристора 4, анодом шестого тиристора 8 и катодом пятого тиристора 7. Другой вывод нагрузки соединен с катодом тиристора 4, анодом тиристора 7, катодом второго диода 10 и обкладкой первого конденсатора 11, другая обкладка которого соединена с анодом тиристора 5, катодом тиристора 3 и катодом четвертого тиристора 6. Катод диода 9 соединен с «плюсом источника 1 и через первую катушку 13 индуктивности с анодом тиристора 6, а анод диода 10 соединен с «минусом источника 1 и через вторую катушку индуктивности 14 с катодом тиристора 8.

Формирователь импульсов работает следуюш,им образом.

В начальный момент to (фиг, 2) от схемы управления включаются тиристорй 3, 4 и конденсаторы 11, 12, начальная полярность напряжения на которых показана на фиг. 1, начинают совместно разряжаться на нагрузку 15. В момент t,, когда напряжение на из коммутируюш,их конденсаторов 11, 12 уменьшится, но еще не сменит полярность от схемы управления, включаются тиристоры 6 и 8. Тиристоры 3 и 4 запираются и к каждому из них прикладывается в обратном направлении алгебраическая сумма напряжений конденсатора 2 и одного из ко1У1мутируюш,их конденсаторов. Совместный разряд конденсаторов 2, 11, 12, через тиристоры 6 и 8 и нагрузку 15 увеличивает ток нагрузки. По мере перезаряда конденсаторов 11 и 12 обратное напряжение на тиристорах 3, 4 уменьшается, но благодаря наличию катушек индуктивгдастей 13

И 14 не доходит до нуля. В момент t (фиг. 2), когда алгебраическая сумма напряжений на конденсаторах 2, 11 и катушке индуктивности 13, а также на конденсаторах 2, 12 и катушке 14 индуктивности станет равной нулю, откроются диоды 9, 10 и энергия, не использованная в нагрузке 15, начнет возвраш,аться в конденсатор 2. Через некоторое время (момент tj), когда энергия, запасенная в катушках 13 и 14 индуктивности перейдет в конденсаторы 11 и 12, Закроются тиристоры 6 и 8, и к каждому из них в обратном направлении приложится разница напряжений между соответствуюш,им коммутируюш,им конденсатором и конденсатором 2. Когда ток нагрузки 15 уменьшается до нуля (момент t), диоды 9, 10 запираются и обратное напряжение на тиристорах 3, 4 и 6, 8 возрастает. В интервале бестоковой паузы () к каждому из тиристоров 3 или 4 прикладывается обратное напряжение конденсатора 11 или 12, а к каждому из тиристоров 6 или 8 прикладывается разница напряжений между соответствуюш.им конденсатором 11 или 12 или половиной напряжения конденсатора 2. Регулируя величину токовой паузы, можно устанавливать необходимое время выключения тиристоров. 3, 4 и 6, 8. В момент t (фиг. 2) от схемы управления включаются тиристоры 5, 7, и конденсаторы 11, 12 перезаряжаются для получения полярности, необходимой для последующего выключения тиристоров 3, 4. В интервале tj-te -к тиристорам 3, 4 прикладывается небольшое обратное напряжение, равное падению напряжения на тиристорах 5, 7. В момент t формирователь готов к повторному включению.

Изобретение позволяет повысить коммутационную устойчивость формирователя, так как значительно увеличивает время, предоставляемое для выключения рабочих тиристоров 3, 4.

Формула изобретения

Формирователь импульсов тока, содержащий источник постоянного напряжения, на Bbixo ie которого включен накопительный конденсатор, индуктивную нагрузку, один вывод которого соединен с анодом первого управляемого вентиля и анодом первого диода, катод которого соединен с положительным полюсом источника постоянного напряжения, а другой вывод нагрузки соединен с катодом второго управляемого вентиля и катодом второго диода, анод которого соединен с отрицательным полюсом источника постоянного напряжения, первый конденсатор, первая обкладка которого соединена с анодом третьего управляемого вентиля и через последовательно соединенные четвертый управляемь Й вентиль и первую катушку индуктивности подключена к положительному полюсу источника постоянного напряжения, второй конденсатор, первая обкладка которого соединена с катодом пятого управляемого вентиля и через последовательно соединенные шестой управляемый вентиль и вторую катушку индуктивности подключена к отрицательному полюсу источника постоянного напряжения, причем четвертый и шестой управляемые вентили включены в прямом направлении по отношению к источнику постоянного напряжения, отличающийся тем, что, с целью увеличения коммутационной устойчивости формирователя, анод первого управляемого вентиля соединен с второй обкладкой второго конденсатора и катодом третьего управляемого вентиля, анод которого соединен с катодом первого управляемого вентиля, а катод второго управляемого вентиля соединен с второй обкладкой первого конденсатора и анодом пятого управляемого вентиля, катод которого соединен с анодом второго управляемого вентиля.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

да Д

ф/

Фи.2.1

а tg to