SU349063A1 - Управляемый тиристорный генератор однополярных импульсов - Google Patents

Description

Известные тиристорные генераторы мало надежны имеют низкий к. п. д. и большие габариты выходных импульсных трансформаторов .

Предлагаемое изобретение отличаетс  от известных тем, что цепь зар да основного накопител  подключена к клеммам источника питани , дающим большее напр жение, а цепь зар да вспомогательного накопител  - к клеммам источника, дающим меньшее напр жение .

Это увеличивает быстродействие, повышает надежность, уменьшает габариты импульсного трансформатора и повышает к. п. д. при больших соотношени х амплитуды всплеска в основной части импульса.

На фиг. 1 представлена принципиальна  схема генератора; на фиг. 2- временна  диаграмма работы генератора; на фиг. 3 иллюстрируетс  процесс формировани  импульса по стади м; на фиг. 4а изображена схема управл емого тиристорного генератора бипол рных импульсов с питанием на переменном токе; на фиг. 46 - схема генератора, в котором в качестве основы служит последовательный инвертор.

Предлагаемый генератор содержит источник питани  1 с трем  выходными клеммами 2-4, позвол ющими снимать напр жение Ei между клеммами 2 и 4 к напр жение EZ между клеммами 3 и 4. Накопительные конденсаторы 5 и 5 зар жаютс  до амплитудного значени  EI и EZ, причем , а конденсатор конденсатора 6. Диод 7 служит дл  устранени  выравниванн  потенциалов на накопительных конденсаторах 5 и 6. Формирование импульса происходит в импульсном трансформаторе 8 с помощью тиристора 9 при подаче на него импульса управлени . Нмпульсный трансформатор 8 имеет три обмотки . На первичной обмотке 10 формируетс  импульс, который передаетс  в нагрузку через обмотку 11. Через обмотку 12 и резистор 13 обеспечиваетс  размагничивание сердечника трансформатора 8 с помощью посто нного источника напр жени  14. Резистор 15 и стабилитрон 16 служат дл  фиксации требуемой амплитуды импульса при работе конденсатора 5. Кроме того резистор 15 уменьшает посто нную времени импульсного трансформатора 8, что способствует уменьшению длительности переднего фронта импульса. Диод 17 служит дл  защиты стабилитрона 16. На фиг. 2 введены следующие обозначени :

форма питающего переменного напр жени  El и 2; напр жение на конденсаторе в больщей емкости Ue; напр жение на конденсаторе 5 меньщей емкости , сигнал управлени , подаваемый на управл ющий электрод тирикатод тиристора 9-f/g (вкл. - врем  включени  тиристора); напр жение на первичной обмотке 10 имнульсного трансформатора 8-Uio.

При подаче на управл ющий электрод тиристора 9 положительного управл ющего импульса (последний может быть подан только при отрицательной полуволне питающего напр жени  Ei и EZ на первичной обмотке 10 импульсного трансформатора 8 начинает формироватьс  импульс, причем формирование его происходит по стади м (см. фиг. 3), где крива  А обозначает напр жение на обмотке, получаемое только при разр де конденсатора 5 при отключенном конденсаторе 6, крива  В обозначает тоже самое только от конденсатора 6 при отключенном конденсаторе 5.

В динамике это происходит следующим образом . При наличии управл ющего импульса на управл ющем электроде тиристора 9 последний начинает переключатьс  при напр жении , равном напр жению зар да конденсатора 5, поэтому растет напр жение на обмотке W (участок оа). Таким образом фронт сформирован .

Формирование «крыпли импульса происходит следующим образом. При достижении на обмотке напр жени , равного напр жению стабилизации стабилитрона 16 (точка а), последний начинает проводить, и напр жение благодар  имеющемус  еще резистору 15 на обмотке 10 остаетс  посто нным и равным напр жению стабилизации стабилитрона (участок as). По мере разр да конденсатора 5 происходит уменьщение напр жени  на последнем , и стабилитрон перестает проводить (точка в), при этом конденсатор 5 продолжает разр жатьс  только через обмотку 10 (участок вд). Кроме того запирающее напр жение диода 7, образованное в результате иревыщени  напр жени  зар да конденсатора 5 над напр жением зар да конденсатора 6, уменьшаетс , и наступает такой момент, когда это превышение оказываетс  равным нулю (точка д). Диод 7 становитс  провод щим, и конденсатор 6 начинает разр жатьс  совместно с конденсатором 5, тем самым окончательно формиру  верхнюю часть «крыши импульса (участок дс).

Задний фронт импульса образуетс  в результате насыщени  магнитопровода в импульсном трансформаторе 8 (точка с). При этом конденсаторы 5 и 6 быстро разр жаютс  (участок с/). Становитс  возможным вернуть сердечник импульсного трансформатора 8 по петле гистерезиса в исходное положение с помощью источника посто нного напр жени  14 и обмотки 12 (участок fk). Таким образом сердечник возвращаетс  в исходное состо ние , а процесс формировани  импульса при

Подаче нового управл ющего сигнала повтор етс . Из принципа работы управл емого тиристорного генератора импульсов следует принцип управлени  длительностью переднего фронта импульса, так как измен   соотношени  между напр жени ми зар да конденсаторов 5 и 5 можно измен ть длительность переднего фронта.

Кроме того, выбира  стабилитрон на различные напр жени  стабилизации и величину емкости конденсатора 5, можно получить различные по амплитуде и длительности выбросы в передней части импульса. На выще изложенных принципах формировани  импульсов могут быть построены генераторы бипол рных импульсов.

Управл емый тиристорный генератор бипол рных импульсов (фиг. 4а) содержит два управл емых тиристорных генератора однопол рных импульсов, имеющих общий импульсный трансформатор и общие источники питани  переменным напр жением. Однако в управл емых тиристорных генераторах импульсов с питанием на переменном токе частота следовани  импульса определ етс  частотой питающего напр жени . Эти недостатки можно устранить, приспособив существующие инверторы в качестве управл емых тиристорных генераторов импульсов. Причем

принцип формировани  переднего фронта с помощью дополнительного конденсатора зар жающегос  повышенным напр жением позвол ет получить мощный генератор импульсов с довольно высокими качествами.

Предмет изобретени 

Управл емый тиристорный генератор однопол рных импульсов оптимальной формы, содержащий основной и вспомогательный накопители , имеющие общую точку, подсоединенную через управл емый ключ к одному выводу первичной обмотки выходного импульсного трансформатора, второй вывод которой подключен через резистор и через диод в непровод щем направлении к основному и к вспомогательному накопител м соответственно , а также источник посто нного напр жени 

с трем  выводными клеммами, позвол ющими снимать с источника два различных по величине напр жени , отличающийс  тем, что, с целью увеличени  быстродействи , повышени  надежности, уменьшени  габаритов импульсного трансформатора и повышени  к. п. д., цепь зар да основного накопител  подключена к клеммам источника, дающим большее напр жение, а цепь зар да вспомогательного накопител  - к клеммам источника , дающим меньшее напр жение.

И 2О

30 ,

4ОЙг И

ff системе

0i/2 7 упра&/ е и 

t