Генератор импульсов Советский патент 1983 года по МПК H03K3/53 H05H7/04 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в системах питания ускорителей типа бетатрон, синхротрон и других циклических ускорителей, электромагниты которых возбуждаются от конден са.торных батарей. Известен генератор импульсов, в котором накопительный конденсатор соединен с индуктивной нагрузкой через коммутирующие приборы по мостовой схеме, в котором осуществляется искусственная когдалутация пары комму тирующих приборов при углах tu-t i 90 эл.град. Энергия потерь вводится в период бестоковой паузы от однополдрного выпрямителя, так как накопительный конденсатор.в такой схеме работает в однополярном по напряжению режиме IL Недостатком такого генератора являются увеличенные габариты и масса за счет наличияустройства искусственной коммутации. Известен генератор импульсов, со держащий предварительно заряженный накопительный конденсатор, включенный в одну диагональ мостового коммутатора, в другую диагональ которо го включена катушка индуктивности. Формирование синусоидальных импульсов тока в индуктивной нагрузке осуществляется при включе1ши пары ксидмутирующих приборов вследствие разряда накопительного конденсатора на индуктивную нагрузку. Выключение коммутирующих приборов происходит за счет резонансных свойств последовательного колебательного контура, образованного накопительным конденсатором и индуктивной нагрузкой. Накопительный конденсатор в данной схеме работает с полным перезарядом, а энергая потерь в колебательном контуре вводится в периоды бестоковой паузы от двухполярного выпpя вIтeляC21. Однако в данном генераторе могут формироваться на катушке индуктивности только импульсы тока синусоидальной формл. Цель изобретения - формирование треугольных импульсов в катушке индуктивности.. Для достижения цели в генератор импульсов, содержгоций предварительно заряженный накопительный конденсатор, включенный в одну диагональ мостового коммутатора, в другую диагональ которого включена катушка ;индуктивности, коммутирукйцие элементы, введены источник постоянного на пряжения и дополнительная катушка индуктивности, причем источник постоянного напряжения через первый коммутируюцщй элемент, включенный в отпирающем направлении относитель но напряя ения источника питания, включен параллельно катушке индуктивности, дополнительная катушка ин дуктивности через второй коммутирующий элемент, включенный в отпирающем направлении относительно напряжения на выводах мостового комму татора; по постоянному напряжению, включена также параллельно катушке индуктивности. На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема генерато ра} на фиг. 2 - диаграммы его работы Генератор содержит накопительный конденсатор 1, катушку 2 индуктивности , мостовой коммутатор на коммутирующих приборах 3-6, источник 7 постоянного напряжения, коммутиру ююяе элементы 8 и 9, дополнительная катушка 10 индуктивности. Генератор работает следующим образом. В момент времени t (фиг.2) на коммутирующий элемент 8 приходит уп равляющий импульс Jv . По цепи источ ник 7 - коммутирующий элемент 8 катушка 2 протекает ток ввода энергии. В момент времени tj когда ток Гп в катушке достигает величины /20 где Q - энергия потерь в колебатель ном контуре за импульс} L - величина индуктивности катуш ки 2, приходят управляющие импульсы на приборы 3-6. Включается пара приборов .3 и 6 или 4 и 5, что опереде.-н; ляется полярностью предварительного заряженного конденсатора 1. Коммутирующий элемент 8 включается под действием напряжения конденсатора 1 если величина его больше, чем напря жение источника 7. Ток индуктивност катушки 2 переводится в цепь колебательного контура: конденсатор 1, катушка 2. с момента времени tr на растание тока в катушке 2 определяется энергией, запасенной в конден саторе 1. В момент времени t, когд напряжение U2 на катушке 2 еще не изменило знак, на коммутирующий эле мент 9 приходит управляю1дий импульс Элемент 9 включается, и ток конденсатора 1 перехватывается в цепь катушки 10 (фиг. 2, ),а поскольку величина индуктивности катушки 10 много меньше индуктивнос и катушки 2, то с момента t, происходит быст-рый перезаряд конденсатора 1 по цепи: коммутируюЩ11е приборы 3 и 6 или 4 и 5 - коммутирующий элемент 9 - катушка 10. Так как добротность колебательного контура: конденсатор 1, катушка 10 достаточно велика-, то конденсатор 1 перезаряжается до напряжения обратной полярности и величиной примерно равной напряжению на конденсаторе 1 к моменту tg. Ток в катушке 2 в период времени t - t, остается примерно постоянным, в момент jt коммутирующий элемент 9 выключается, так как к нему- приложено обратное напряжение, а ток равен С. в дальнейшем происходит формирование спадающей части импульса тока за счет энepгииJ накопленной в катушке 2. Выключение коммутирующих приборов 3 и 6 или 4 и 5 происходит в момент t5, так как к ним приложено напряжение обратного знака, а токi контура равен 0. Формирование последующих импульсов происходит аналогично. . Если момент, включения коммутирующего прибора составляет 70-80эл.град, а собственная частота контура: конденсатор 1, катушка 10 много большее собственной частоты контура: накопительный конденсатор 1, катушка 2, то на катушке 2 формируются однополярные импульсы тока треугольной формы. Формула изобретения Генератор импульсов, содержащий предварительно заряженный накопительный конденсатор, включенный в одну диагональ мостового коммутатора, в другую диагональ которого включена катушка индуктивности, коммутирующие элементы, отличающийс я тем, что, с целью формирования треугольных импульсов в катушке индуктивности, введены источник- посте-янного напряжения и дополнительная катушка индуктивности причем источник постоянного напряжения через первый коммутирующий элемент, включенный в отпирающем направлении относительно напряжения источника постоянного напряжения, включен параллельно катушке индуктивности, дополнительная катушка индуктивности через второй коммутирующий элемент, включенный в отпирающем направлении относительно напряжения на выводах мостового коммутатора по постоянному напряжению, включена также парап- лельно катушке индуктивности. Истбчники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 171943, кл. Н 05 Н 13/04, 1963. 2.SipekL . Pulse excitation of the betatron magnet, k th International betatron symposium, Prage, 1966.