Генератор импульсов

 

Использование: в генераторах мощных импульсов для электрофизической аппаратуры . Сущность: устройство содержит три конденсатора 1, 2 и 3, источник 4 питания, зарядный элемент 5, управляемый коммутатор 6, переключающий трансформатор 7, зарядный нелинейный дроссель 8. переключающий дроссель 9, емкостный накопитель энергии 10 и нагрузку 11. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Н 03 К 3/53

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР 1 j 09 2

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21)4805534/21 (22) 23.03.90 (46) 15.07.92. Бюл. М 26 (71) Объединенный институт ядерных исследований (72) А.И.Сидоров (53) 621.376.5(088.8) (56) Fitch R.À., Howell VTS Novelprinclpie of

transient high —. voltage generation, Proc.

1ЕЕЕ Elektronlcs Power Science and General, 1964, Vol 111, 1Ф 4, р. 849-855.

Кремнев В.В. и Месяц Г.А, Методы умножения и трансформации импульсов в сильноточной электронике. Новосибирск:

Наука, 1987, с. 65, Меерович Л.А. и др. Магнитные генераторы импульсов. M.: Сов. радио, 1968, с. 18.,,!Ж „„1748233 А1 (54) ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ (57) Использование: в генераторах мощных импульсов для электрафизической аппаратуры. Сущность: устройство содержит три конденсатора 1, 2 и 3, источник 4 питания, зарядный элемент 5, управляемый коммутатор 6, переключающий трансформатор 7, зарядный нелинейный дроссель 8, переключающий дроссель 9, емкостный накопитель энергии 10 и нагрузку 11. 2 ил.

1748233

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах мощных импульсов для электрофизической аппаратуры.

Известен LC-генератор, в котором увеличение напря>кения, возникающее за счет последовательного включения емкостей, осуществляется при переполяривании напряжения на четных каскадах в колебательных С-контурах.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содер>кащее источник питания, первая шина которого через зарядный элемент соединена с первым выводом первого конденсатора, а вторая шина подключена к первому выводу первичной обмотки переключающего трансформатора, первый вывод вторичной обмотки которого соединен с первым выводом второго конденсатора, третий конденсатор, первый вывод которого подключен к второму выводу вторичной обмотки переключающего трансформатора, переключающий дроссель, первый вывод которого соединен с первым выводом емкостного накопителя энергии, и нагрузку.

Недостатком известного устройства является низкая надежность, Целью изобретения является повышение надежности устройства.

Указанная цель достигается тем, что s устройство, содержащее источник питания, первая шина которого через зарядный элемент соединена с первым выводом первого, конденсатора, а вторая шина подключена к первому выводу первичной обмотки переключающего трансформатора, первый вывод вторичной обмотки которого соединен с первым выводом второго конденсатора, третий конденсатор, первый вывод которого подключен к второму выводу вторичной обмотки переключающего трансформатора, переключающий дроссель, первый вывод которого соединен с первым выводом емкостного накопителя энергии, нагрузку, введены управляемый коммутатор и зарядный нелинейный дроссель, причем управляемый коммутатор включен между второй шиной источника питания и первым выводом первого конденсатора, второй вь:вод которого соединен с вторым выводом первичной обмотки переключающего трансформатора, второй вывод третьего конденсатора подключен к первому вьгводу второго конденсатора, второй вывод которого соединен с вторым выводом переключающего дросселя и через зарядный нелинейный дроссель соединен с вторым выводом емкостного накопителя энергии, первым выводом третьеГО конденсатора и первым выводом нагрузки, второй вывод которой подключен к первому выводу переключающего дросселя.

Введение управляемого коммутатора

5 позволяет исключить влияние колебаний зарядного напряжения на выходной импульс и тем самым надежно воспроизводить его характеристики от импульса к импульсу, Введение зарядного нелинейного дросселя

10 существенно снижает потери энергии в процессе зарядки конденсаторов, подключенных к вторичной обмотке трансформатора, и тем самым обеспечивает уменьшение напряжения на переключающем трансформаторе по отношению к выходному

15 напряжению генератора в 2 раза, В целом введенные элементы повышают надежность генератора.

На фиг, 1 показана схема генератора импульсов; на фиг, 2 показаны осциллограммы напряжений и токов в соответствующих

20 точках схемы, На фиг. 1 обозначены: 1, 2 и 3 — конденсаторы, 4 — источник питания; 5 — зарядный элемент, 6 — управляемый коммутатор; 7— переключающий трансформатор; 8 — заряд25 ный нелинейный дроссель; 9 — переключающий дроссель; 10 — емкостной накопитель энергии; 11 — нагрузка.

На фиг, 1 показано одно магнитное звено, включающее переключающий дроссель

30 9 и емкостной накопитель 10 энергии, однако в схеме их может быть несколько.

Первая шина источника 4 питания через зарядный элемент 5 соединена с первым выводом конденсатора 1, а его вторая шина

35 подключена к первому выводу первичной обмотки переключающего трансформатора

7. Управляемый коммутатор 6 включен между второй шиной источника питания и первым выводом конденсатора 1, второй вывод

40 которого соединен„с вторым выводом первичной обмотки переключающего трансформатора 7, Первый вывод вторичной обмотки переключающего трансформатора

7 соединен с первым выводом конденсатора

45 2 и вторым выводом конденсатора 3, а ее второй вывод соединен с первым выводом конденсатора 3. Второй вывод конденсатора 2 через переключающий дроссель 9 соединен с первым выводом емкостного

50 накопителя 10 энергии, вторым выводом нагрузки 11 и через зарядный нелинейный дроссель 8 с вторым выводом емкостного накопителя 10 энергии, первым выводом конденсатора 3 и первым выводом нагрузки

55 11, Генератор импульсов работает следующим образом, 1748233

Конденсатор 1, первоначально заряженный от источника 4 питания до напряжения О>, при подаче запускающего сигнала на.управляемый коммутатор 6, начинает разряжаться через первичную обмотку переключающего трансформатора 7. При этом конденсаторы 2 и 3 параллельно заряжаются, причем конденсатор 2 заряжается через зарядный нелинейный дроссель 8, сердечник которого предварительно насыщен в направлении протекания тока зарядки конденсатора 2. В момент окончания зарядки напряжение конденсаторов 2 и 3 равное (-KUp), где К вЂ” коэффициент трансформации переключающего трансформатора 7, приМо>кено к вторичной обмотке переключающего трансформатора 7 и его сердечник насыщается, Электромагнитная связь между обмотками переключающего трансформатора 7 исчезает, ток во вторичной обмотке изменяет направление на обратное и конденсатор

3 начинает перезаряжаться, а напряжение на нем меняет знак. Поскольку конденсатор

2 не изменяет свое состояние (параметры переключающего дросселя 9 и зарядного нелинейного дросселя 8 выбирают такими, чтобы исключить его перезарядку в процессе перезарядки конденсатора 3), в момент окончания перезарядки напряжение на каждом из конденсаторов 2 и 3 одного знака и равно (KUo), а так как они находятся в состоянии последовательного соединения по отношению к цепи нагрузки, то напряжение конденсаторов 2 и 3 складываются и на выходе конденсатора 2 возникает напряжение, равное 2 КБо, В этот момент переключающий дроссель 9 насыщен и энергия из конденсаторов 2 и 3 передается в емкостной накопитель 10 энергии и далее в нагрузку 11.

Устройство выполнено следующим образом: источник питания 4 — ВС 50/50; зарядный элемент 5 — сопротивление величиной 20. 10 Ом; коммутатор 6 — тират6 рон ТГИ1-50/2500; конденсатор 1 — емкость

YD80 — 0,04; переключающий трансформатор 7 выполнен на пермаллоевом сердечнике размером 460 230 25 мм с количеством з витков в первичной и вторичной обмотках 4

Формула изобретения

15 Генератор импульсов, содержащий источник питания, первая шина которого через зарядный элемент соединена с первым выводом первого конденсатора, а вторая шина подключена к первому выводу первичной обмотки переключающего трансформатора, первый вывод вторичной обмотки

20 которого соединен с первым выводом второго конденсатора, третий конденсатор, первый вывод которого подключен к второму выводу вторичной обмотки переключающего трансформатора, переключающий дроссель, первый вывод которого соединен

25 с первым выводом емкостного накопителя энергии, нагрузку, отличающийся тем, 30 что, с целью повышения надежности, в него введены управляемый коммутатор и зарядный нелинейный дроссель, причем управляемый коммутатор включен между второй шиной источника питания и первым выводом первого конденсатора, второй вывод которого соединен с вторым выводом первичной обмотки переключающего трансфо рматора, второй вывод третьего конденсатора подключен к первому выводу второго конденсатора, второй вывод которого соединен с вторым выводом переключающего дросселя и через зарядный нелинейный дроссель соединен с вторым выводом емкостного накопителя энергии, первым выводом третьего конденсатора и первым выводом нагрузки, второй вывод которой подключен к первому выводу переключающего дросселя.

45 и 8 соответственно; конденсаторы 2 и 3— конденсаторы типа "Alfons" емкостью 5 нФ каждый; зарядный нелинейный дроссель 8 представляет собой обмотку из 8 витков на пермаллоевом сердечнике размером

5 460 230 25 мм .

В предлагаемом генераторе импульсов при одинаковых входных и выходных параметрах по сравнению с известным переключающий трансформатор находится под

10 воздействием напряжения, в 1,9 раза меньшим, и, следовательно, надежность его выше.

1748233

Составитель А.Сидоров

Редактор А.Лежнина Техред M.Moðãåíòàë Корректор С.Черни

Заказ 2510 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СГ :СР

113035. Москва, Ж-35, Рауаская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101