Генератор прямоугольных импульсов

(5)4 Н 03 К госудю ственный комитет сссРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ(54)(57) ГЕНЕРАТОР ПРЯМОУГОЛЬНЫХИМПУЛЬСОВ по авт.свт. В 930603,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения КПД за счет рекуперации энергии из вспомогательнойцепи в емкостный накопитель, в неговведены.,трансформатор с двумя обмотками, первый и второй диоды, второй конденсатор, четвертый ключ на тиристоре,вторая линия задержки, приэтом анод четвертого ключа черезпервичную обмотку трансформатора соединен с общей шиной, катод черезвторой конденсатор соединен с общейшиной, а через первый диод соединенс обкладкой первого конденсатора,управляющий электрод четвертого ключасоединен с выходом второй линиизадержки, вход которой соединен сустройством регулируемой задержкиимпульсов, выводы вторичной обмоткитрансформатора соединены соответственно с общей шиной и через второйдиод с емкостным накопителем,1 11511Изобретение относится к областиимпульсной техники, в частности кмощным генераторам прямоугольных импульсов с частичным разрядом емкостного накопителя энергии, используемым. преимущественно в электрофизических установках (ускорителях заряженных частиц, квантовых генераторах и т.п.).По основному авт,св. У 9306031 ризвестен генератор, содержащий емкостной накопитель энергии, соединенный одним выводом с общей шиной,другим выводом с началом обмоткидросселя, конец которой соединен санодом первого ключа, катодом соединенного через нагрузку с общей шиной,а управляющим электродом - с входомустройства регулируемой задержки,второй ключ, соединенный катодом собщей шиной, управляющим электродом -с выходом устройства регулируемой задержки, конденсатор, резистор, третий ключ, соединенный управляющимэлектродом с источником пусковыхимпульсов, линию задержки, включенную между управляющими электродамипервого и третьего ключей, диод ивторую обмотку дросселя с числомвитков меньшим, чем у первой обмотки, анод диода через резистор соединен с общей шиной, а к;йтод соединен с катодом третьего ключа и через конденсатор - с общей шиной, анодтретьего ключа соединен с анодом первого ключа, а к точке соединения 35третьего ключа с катодом анода присоединено начало второй обмотки дросселя, конец которого соединен санодом второго ключа.Недостатком указанного устройства фОявляется низкий КПД за счет отсутствия рекуперации энергии,Целью изобретения является повышение коэффициента полезного действияза счет рекуперации энергии из вспомогательной цепи в емкостной накопитель.Цель достигается тем, что в генератор прямоугольных импульсов введены трансформатор с двумя обмотками,5 Опервый и второй диоды, второй конденсатор, четвертый ключ, вторая линиязадержки, при этом анод четвертогоключа через первичную обмотку трансформатора соединен с общей, шиной, ка тод через второй Конденсатор соединенс общей шиной, а через первый диодсоединен с обкладкой первого конден-80 2сатора, управляющий электрод четвертого ключа соединен с выходом второй линии задержки, вход которой, соединен с устройством регулируемой задержки импульсов, выводы вторичной обмотки трансформатора соединены соответственно с общей шиной и через второй диод с емкостным накопителем.Генератор выполнен согласно схеме, показанной на чертеже.Он содержит емкостной накопитель энргии 1, дроссель 2 с обмотками первой 3 и второй 4 (начала обмоток отмечены точками), первый ключ 5, устройство регулируемой задержки импульсов 6, нагрузку 7, второй ключ 8, конденсатор 9, третий ключ 10, источник пусковых импульсов 11, первую линию задержки 12, первый диод 13, импульсный трансформатор 14 с обмотками вторичной 15 и первичной 16, четвертый ключ 17, вторую линию . задержки 18, второй конденсатор 19, второй диод 20, между шинами источника питания включены последовательно соединенные обмотка 3, ключ 5, нагрузка 7, конденсатор 9 через ключ 8 подсоединен параллельно обмотке 4. Параллельно источнику питания включен накопитель 1, который через диод 13 включен параллельно обмотке 15 трансформатора 14, обмотка 16 которого через ключ 17 подключена параллельно конденсатору 19, который через диод 20 включен параллельно конденсатору 9, источник 11 пусковых импульсов подключен через линию задержки 12 к управляющему электроду ключа 5 и дополнительно через устройство задержки импульсов 6 к управляющему электроду ключа 8, который через линию задержки 18 к управляющему электроду ключа 17, ключ 10 включен между конденсатором 9 и точкой соединения обмотки 3 и ключа 5.В исходном состоянии напряжение на конденсаторах 9 и 19 отсутствует. Первым от источника пусковых импульсов 11 включается третий ключ 10, и начинается заряд первого конденсатора 9 через первую обмотку 3 дросселя 2 от емкостного накопителя 1, заряженного до напряжения с , ЧеРез время, необходимое для достижения на конденсаторе 9 напряжения, равного Е, включается первый ключ 5 импульсом, задержанным первой линией ф задержки 12. После включен я перКорректорВ. Гирняк Техред Т.Дубинчак Редактор О. Юркова Заказ 7019/1 Тираж 871 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб.д. 4/5 филиал ППП "Патент"г. Ужгород, ул. Проектная, 4 3 11 вого ключа 5 заряд первого конденсатора 9 прекращается и третий ключ 10 выключается, а в нагрузке 7 формируется импульс с крутым фронтом и прямоугольным началом при условии что волновое сопротивление цепи образованной первой обмоткой дросселя 3 и первым конденсатором 9, рав но сопротивлению нагрузки 7. Через время, равное требуемой длительности импульса в нагрузке 7 и устанавливаемое с помощью устройства ре гулируемой задержки 6, включается второй ключ 18 и через него и .вторую обмотку дросселя А начинается разряд первого конденсатора 9. Так как число витков второй обмотки 4 меньше числа витков первой обмотки 3, на,последней возникает напряжение, большее Е, выключающее первый ключ 5. В процессе разряда первого конденсатора 9 напряжение на нем уменьшается до нуля, а затем ток, обусловленный ЭДС самоиндукции второй обмотки 4, начинает течь по двум параллельным ветвям: через первый конденсатор 9 и второй конденсатор 19 (через первый диод 13).Чем больше суммарная емкость конденсаторов 9 и 19, т.е, чем больше емкость конденсатора 19 по срав 5 180 .4нению с емкостью конденсатора 9,тем меньше напряжение на конденса-торах к концу перезарядки и темсоответственно меньшее перенапряжениеобразуется на первом ключе 5. Послеуменьшения до нуля тока в цепи второго ключа 8 последний выключаетсяи включается четвертый ключ 17 импульсом, задержанным на соответст 10 вующее время второй линией задержки18. После включения четвертого ключа 17 происходит разряд конденсатора 9 и 19 на емкость накопителя1 через импульсный трансформатор14Для полной передачи энергии иэконденсаторов 9 и 19 в накопитель1 за время одного полупериода коле"бательного разряда конденсаторовкоэффициент трансформации импульсного трансформатора 14 должен бытьтаков, чтобы напряжение на конденсаторах, приведенное к вторичнойобмотке 15, было в два раз вышенапряжения на накопителе.Таким образом,к началу следующегоцикла работы генератора, конденсаторы 9 и 19 полностью разряжены, аКПД генератора при этом макСимален,Данный генератор отличают высокий КПД и малое перенапряжение наэлементах схемы,