Генератор импульсов Советский патент 1982 года по МПК H03K3/53 

(54) ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ

Изобретение относится к импульсной технике и может использоваться в качестве генератора импульсов для возбуждения полупроводниковых лазеров, мощных светодиодов, газоразрядных ламп накачки оптических квантовы генераторов и т.д. Оно может также найти применение в устройствах элект рофизической обработки металлов, например, в качестве импульсного источ ника питания в электроэрозионных станках. Известен генератор импульсов,.при цип действия которого основан на заряде конденсатора до амплитуды напряжения на выходе выпрямителя и последующем отводе энергии во вспомога тельный накопитель tilНедостатком этой системы является невозможность ее работы в ждущем режиме. Известен генератор импульсов, содержащий накопительный трансформатор первичная обмотка которого через ключ подсоединена к источнику питания, вторичная обмотка накопительного трансформатора через диод подключена к накопительному конденсатору, параллельно которому включен разрядный коммутатор 2. Однако в данном генераторе значение пикового напряжения на накопительном конденсаторе при изменении напряжения питания может существенно изменяться по величине, что может вызвать нарушение нормальной работы нагрузки, в качестве которой может использоваться лазерj мощный светодиод и т.п. Цель изобретения - повышение стабильности пикового значения напряжения на накопительном конденсаторе. Для достижения поставленной цели в генераторе импульсов, содержащем накопительный трансформатор, первичная обмотка которого через основной ключ подсоединена к источнику питания, вторичная обмотка накопительного 96 fjsaHcOopMaTopa через диод подключена к накопительному конденсатору,параллельно которому включен разрядный коммутатор, в накопительный трансформатор введены компаратор и дополнительная обмотка, подсоединенная к источнику питания через дополнительный управляемый ключ, включенный в обратном направлении относительно основного ключа, управляемый электрод дополнительного управляемого клю ча подключен к выходу компаратора, вход которого соединен с датчиком напряжения на накопительном конденсаторе. На чертеже представлена принципиальная электрическая схема генератора, Генератор импульсов содержит задающий генератор 1, основной ключ 2 на МДП-транзис-торе, накопительный трансформатор 3 с первичной, дополнительной и вторичной обмотками А-б, источник 7 питания (11), диод. 8, на копительный конденсато : 9, датчик на пряжения на накопительном конденсато ре на-резисторах 10, 11, нагрузку 12 разрядный коммутатор 13, компаратор 14 с опорным источником 15 напряжения (Up), схему-16 задержки, дополнительный управляемый ключ 17Генератор работает следующим образом. С выхода генератора 1 на вход клю ча 2 поступает отпирающий импульс. Ключ 2 открывается, в результате чего к обмотке трансформатора 3 прикладывается напряжение источника 7 питания. Полярность обмоток -6 выбирается таким образом, чтобы напряжение, прикладываемое к аноду диода 8, было запирающим. Ток в обмотке нарастает во времени по экспоненциальному закону. К моменту окончания отпирающего импульса в индуктивности обмотки 4 накапливается магнитная энергия. При запирании ключа 2 полярность напряжения на обмотках 4-6 меняет свой знак на противоположный. Это приводит к отпиранию диода 8, в результате чего начинается колебательный процесс преобразования энергии магнитного поля нако пительного трансформатора 3 в электрическую,- энергию накопительного конденсатора 9. После того, как напряже ние на выходе датчика напряжения на резисторах 10, 11 достигнет опорного значения , включается компаратор , 4 , 1А. На его выходе возникает сигнал, который запускает схему 16 задержки и ключ 17- Включение ключа 17 приводит к уменьшению напряжения на обмотке 6 и запиранию диода 8. К его катоду прикладывается положительное напряжение конденсатора 9 а к катоду напряжение равное по величине TTT-Ur, .Значение напряжения на I i конденсаторе 9 в этом интервале работы схемы остается постоянным. 0спостоянным. тавшаяся часть энергии магнитного поля накопительного трансформатора 3 передается в цепь первичного источника 7 питания. Ток замыкается по цепи: источник 7, обмотка 5 ключ 17, общая шина. После того, как энергия накопительного трансформатора 3 передана в цепь источника 7 питания, на управляющий электрод разрядного коммутатора 13 поступает отпирающий импульс. Коммутатор 13 включается. Конденсатор 9, разряжаясь через нагрузку 12, формирует мощный импульс напряжения. Величина задержки включения коммутатором 13 регулируется схемой 16 задержки. Время открытого состояния ключа 2 выбирается таким образом, чтобы обеспечить максимальное значение напряжения на накопительном конденсаторе 9 UnnKwaxer зменением величины напряжения Un можно регулировать амплитуду напряжения на конденсаторе 9 Unwu. от некоторого минимального значения до максимального МИН Ч W UnnK/ KC «При этом кпд генератора от глубины регулирования выходного -напряжения ОЛ зависит слабо. Пос - пикмсисс леднее объясняется тем, что весь излишек энергии накопительного трансформатора возвращается в цепь первичного источника питания. Как следует из принципа действия, пиковое напряжение на конденсаторе 9 практически не зависит от колебаний напряжения питающей сети, величины емкости конденсатора 9 и остаточного напряжения на ней. Генератор может работать в ждущем режиме. Формула изобретения Генератор импульсов, содержащий накопительный трансформатор, первич59ная обмотка которого через основной управляемый ключ подсоединена к источнику питания, аторичная обмотка накопительного трансформатора через диод подключена к накопительному конденсатору, параллельно которому включен разрядный коммутатор, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности пикового значения напряжения на накопитель ном конденсаторе, в накопительный трансформатор введены компаратор и дополнительна обмотка, подсоединенная к источнику питания через допол2нительный управляемый ключ, включенный в обратном направлении относительно основного управляемого ключа, управляемый электрод дополнительного управляемого ключа подключен к выходу компаратора, вход которого соединен с датчиком напряжения , на накопительном конденсаторе. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Приборы и техника эксперимента, 1980, № 5, с. 203, рис. 1. 2.Приборы и техника эксперимента, 1977, № 3, с. 101, рис. 1 (прототип).