Устройство питания электронно-лучевой нагрузки Советский патент 1981 года по МПК H01F19/08 H01F27/34 

ника ИТ формируют прямоугольный импульс напряжения на нагрузке, подключенной ко вторичной обмотке. В качестве коммутатора применяют управляемый разрядник или водородный тирарон, ИТ собирают на кольцевом или О-образном сердечнике U2.

Недостаток известного устройства заключается в необходимости согласования волнового сопротивления формирующей линии и нагрузки при заданной длительности импульса. Это ограничивает функциональные возможности устройства питания при изменении сопротивления нагрузки и длительности импульса, поскольку утрачиваются формирующие свойства системы и получение прямоугольных импульсов становится невозможным. ИТ всегда рассчитывается на фиксированную длительность импульса, для которой выбирается допустимое приращение индукции в сердечнике ИТ и сечение железа

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем формирования прямоугольных импульсов напряжения на высокоомной нагрузке и повышения эффективности.

Поставленная цель достигается тем что устройство питания электроннолучевой нагрузки, содержащее импульсный трансформатор с тороидальным сердечником, несущим первичную и вторичную обмотки, к первичной обмотке подключены вентильный коммутатор и емкостный накопитель, снабжено управляемыми ключевым элементом и формирователем импульсов с блоком задержки, при этом ключевой элемент включен параллельно вторичной обмотке , а. формирователь импульсов подключен между управляющими входами вентильного коммутатора и ключевого элемента.

На фиг. 1 показана принципиальная схема устройства; на фиг.2 временные диаграммы работы устройства .

Устройство содержит вентильный управляемый коммутатор 1 первичного контура, емкостной накопитель 2, первичную обмотку 3 трансформатора, тороидальный ферромагнитный сердечник 4. Вторичная обмотка 5 подключена к электронно-лучевой нагрузке 6. и зашунтирована управляемым ключевым элементом 7, управляющий электро которого соединен с блоком 8 запуска и задержки.

Устройство работает следующим образом. °

Емкостной накопитель 2 заряжается от внешнего источника, при этом контур зарядного тока замыкается через первичную обмотку 3 ИТ, а удержание заряда на обкладках конденсатора осуществляется вентильным коммутатором 1. В момент достижения максимального напряжения на накопителе 2 срабатывает коммутатор 1, и происходит преобразование и передача энергии емкостного накопителя 2 в контур нагрузки 6. При этом сердечник 4 частично насыщается, а разрядный ток первичного контура трансформируется в напряжение на нагрузке 6, т.е. выполняется соотношение сопротивлений нагрузки R и первичного контура R , определенное Я„ Я .. Оптимальным является выполнение

0 тороидального сердечника 4 из ленточного пермаллоя, первичной обмотки в виде плоской рамки, а вторичной - тороидальной. При этом величина взаимной индуктивности

5 контуров при формировании фронтов порядка ф 0,1 МКС зависит от индукции В, напряженности поля Н и их первых производных по времени. Формирование импульса высокого наQ пряжения на нагрузке 6 происходит в условиях, когда потокосцепление определяется нагрузочньии током, а длительность импульса B(t) соответствует лишь фронту первичного импульса Н(t).

Расчетное сечение сердечника и длительность импульса на нагрузке определяются соотношением

5.д 8- п

и

где S- сечение железа;

U, В- приращение индукции;

Ц- условная фиктивная величина первичного напряжения

1.%;

п - коэффициент запаса по

сечению железа, характеризующий структуру магнитного поля трансформатора.

Величина коэффициента п определяется отношением

где ЕГц - длительность импульса первичного разрядного тока; t длительность импульса индукции .

Плоская часть импульса формируется в интервале преобразования разрядного тока. После срабатывания управляемого ключевого элемента,шунтирующего нагрузку, происходит скачкообразное изменение характера энергетического процесса и магнитной проницаемости сердечника, и начинается цикл рекуперации энергии в емкостном накопителе. При этом, часть энергии остается в емкостном накопителе и используется в следующем цикле.

Таким образом, формирование заднего фронта импульса.совпадает с процессом рекуперации энергии в

емкости первичного контура.