Генератор импульсов Советский патент 1982 года по МПК H03K3/53 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для по.лучения коротких высоковольтных импульсов. Известен генератор импульсов высокого напряжения, выполненный на основе однотактного импульсного генератора с формирующей длинной линией 1 Для питания этого устройства использую промежуточный преобразовател постоянного тока низкого напряжения в постоянный ток напряжением в несколько сотен вольт, что приводит к усложнению схемы и снижению надежности работы. Наиболее близким к предлагаемому является генератор импульсов, содержащий источник постоянного напряжения, зашунтированный первым конденсатором, управляемый ключ в цепи раз ряда формирующего накопителя на нагрузку, повышающий трансформатор, два диода, второй и третий конденсаторы, дополнительный управляемый ключ 2. Однако в этом генераторе напряжения на формирующих элементах и, соответственно, на нагрузке ограничены относительно низковольтным напряжением источника питания. Цель изобретения - увеличение амплитуды выходных импульсов без промежуточного преобразования постоянного тока. С этой целью в генератор импульсов, содержащий источник.постоянного напряжения, на выходе которого вк.гаочен первый конденсатор, управляемой ключ в цепи разряда формирукицего накопителя на нагрузку, соединенную с общей шиной, второй конденсатор, повышающий трансформатор, первый и второй диоды,причем положительный полюс источника постоянного напряжения соединен с анодом управляемого ключа через последовательное соединенные первичную обмотку повышающего трансФорматора и прямо включенный первый диод,а вторичная обмотка повышающего трансформатора через второй диод подключена к второму конденсатору,введена цепочка из последовательно соединенных третьего диода и катушки индуктивности , включенная между анодом управляемого ключа и положительной обкладкой второго конденсатора, отрицательная обкладка которого соединена с положительным полюсом источника постоянного напряжения..

На чертеже представлена принцйпит альная электрическая схема устройств

Генератор содержит источник 1 постоянного напряжения, на выходе которого включен первый конденсатор) 2, управляемый ключ (тиристор) 3 в цепи разряда формирующего накопителя (конденсатора) 4 на нагрузку 5, включенную через повышающий трансформатор б, второй конденсатор 7, повышающий трансформатор 8, диоды 9-11 и катушку 12 индуктивности.

Положительный полюс Источника 1 соединен с анодом тиристора 3 через последовательно соединенные первич}Ную обмотку 13 трансформатора 8 и прямо включенный диод 9, а вторичная обмотка 14 трансформатора 8 через диод 10 подключена к конденсатору 7. Цепочка из последовательно соединенных диода 11 и катушки 12 инДуктив- ности включена между анодом тиристора 3 и положительной обкладкой конденсатора 7, отрицательная обкладка которого соединена с положительным полюсом источника 1.

Тиристор 3 зашунтирован диодом 15 встречной проводимости 15, а нагрузка 5 - дополнительным конденсато-, ром,16,

Генератор работает следующим образом.

В исходном состоянии тиристор 3 заперт и конденсаторы 2,4 и 7 заряжены.

При поступлении импульса тока управления в цепь управляющего электрода тиристора последний отпирается и обеспечивает закорачивание контура, содержащего конденсатор 4 и первичную обмотку трансформатора 6. При. этом через тиристор 3 протекает импульс тока i, контура коммутации, импульс тока первичной обмотки трансформатора 8 и ток катушки 12. Ток в контуре, образованном тиристором 3, конденсатором 4 и трансформатором 6, имеет форму, близкую к синусоидс льной. Наличие в схеме конденсатора 16 обеспечивает колебательный характер процессов. Период собственных колебаний контура определяется индуктивностью рассеяния трансформатора 6, емкостью конденсаторов 4 и 16 и коэффициентом трансформаций трансформатора 6..

Для обеспечения устойчивой работы генератора параметры колебательного контура необходимо выбрать таким образом, чтобы амплитуда тока i была больше нагрузочной составляющей тока в период его собственных колебаний в 2-3 раза превышал время выключения генератора. При этом прямая полуволна тока протекает через тиристор 3, а обратная полуволна - через диод 15

Максимальное напряжение на конденсаторе 16 почти в два раза больше начального напряжения,приведенного к вторичной обмотке трансформатора б.

В ряде случаев, например при использовании генератора импульсов в системе зажигания, цепь нагрузки закорачивается с частотой до 200 Гц, что приводит к шунтированию конденсатора 16. При этом емкость колебательного контура коммутации увеличивается, а индуктивность сохраняется прежней. Это обеспечивает увеличение времени, отводимого тиристору 3 для, восстановления запирающей способности, и четкоеего выключение без нарушения устойчивостью работы генератора.

При отпирании тиристора 3 к -обмотке 13 прикладывается напряжение источника 1, а конденсатор 7, подключенный к повышающей обмотке 14, заряжается до существенно более высокого напряжения и, таким образом, обеспечивает соответствующее увеличение напряжения на формирующих элементах генератора, а следовательно, и на нагрузке 5.

Формула изобретения

Генератор импульсов, содержащий (ИСТОЧНИК постоянного напряжения, на выходе которого включен первый конденсатор, управляемый ключ в цепи ,разряда формирующего накопителя на нагрузку, соединенную с общей шиной второй конденсатор, повышающий трансформатор, первый и второй диоды, причем положительный полюс источника постоянного напряжения соединен с .анодом управляемого ключа через последовательно соединенные первичную обмотку повышающего трансформатора и прямовключенный первый диод, а вторичная обмотка повышающего трансформатора через второй диод подключена к второму конденсатору, отличающийся тем, что, с целью увеличения амплитуды выходных импульсов без промежуточного преобразования постоянного тока, введена цепочка из последовательно соединенных третьего диода и катушки индуктиности , включенная между анодом управляемого ключа и положительной обкладкой второго конденсатора, отрицательная обкладка которого соединена с положительным полюсом источника постоянного напряжения.

Источники инфо1 1ации, йринятые во внимание при экспертизе

1.Евтянов С.И. и др. Импульсные модуляторы с искусст.венной линией.

Сов. радио , 1973.

2.Патент Великобритании 108990 кл. Н 3 Р.