Коммутатор индуктивного накопителя энергии

(2 (22 (46 нсатор 6, Ключ По окончании юч 5 выключаети на нагрузке пульса, причем ается по цепи 3и ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) Авторское свидетельство СССР 9 1223356, кл, Н 03 К 17/56, 1984. (54) КОММУТАТОР ИНДУКТИВНОГО НАКОПИТЕЛЯ ЭНЕРГИИ(57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для питания лазеров, ускорителей заряженных частиц, Цель изобретения " повышение КПД коммутатора и улучшение формы импульса на нагрузке, Импульсы с формирователя 13 на ключи 4 и 9 на, чинают заряд индуктивного накопителя 2 по цепи; источник питания, накопитель 2, ключ 4, катушка индуктивности 8, ключ 9, источник 1, По дости женин установленного значения. ток накопителя 2 переключается в цепь ключа 5, заряжая конде4 при этом выключаетсямпульса управления клся, включается ключ 113 формируется фронт имток накопителя 2 замыкнакопитель 2, нагрузка 3, диод О, накопитель 2, минуя катушку 8, что улучшает форму импульса в нагрузке, ключ 9 при этом выключается разность напряжений конденсатора б и источника 1, приложенной через дйод 10, что сокрашает время ввода энергии в индуктивный накопитель и повышает КПД, Ток же катушки 8 индуктивности заряжает конденсатор 6 через ключ 11, Перезаряд конденсатора б до напряжения исходной полярности происходит через ключ 2, срез импульса в нагрузке 3 формируется при повторном вкщочении ключа 4, С включением клю" ча 9 процессы в схеме повторяются, 1Изобретение относится к импульснй технике, в частности к технике кОммутации высоких энергий, и может быть использовано для питания уско 5 рителей заряженных частиц, лазеров, различных зле ктрофизиче ских уст аиовк,Цель изобретения " повышение КПД устройства путем повышения эффектив" нрсти ввода энергии в индивидуальный накопитель, а также улучшение формы ипульса на нагрузке,На чертеже представлена принци-. пиальная электрическая схема коммута тра индуктивного накопителя энергии,Коммутатор содержит источник 1 пит ния, индуктивный накопитель 2 энврг и, нагрузку 3, ключи 4, 5, конденсат р 6, источник 7 напряжения заряда 20 кзнденсатора, катушку 8 нндуктивности,юч 9, диод 10, ключи 11, 12, формиро" в тель 13 управляющих импульсов с выходами 14-18, причем ключи 4, 9, 11, 2 я ляются не полностью управляемыми,а 25 кпюч 5 - полностью управляемым, причем положительный полюс источника 1 соеди" ньен с выводом индуктивного накопителя 2 и катодом диода 10, второй вывод индуктивного накопителя 2 соединен с 30 нагрузкой 3 и анодами ключей 4, 5, катод ключа 5 соединен с конденсатором 6, отрицательным полюсом источника 7, атодом ключа 11 и анодом ключа .12, нод диода 10 соединен с выводом каушки 8, вторыми выводами нагрузки 3конденсатора 6, катодом ключа 4 и оложительным полюсом источника 7, торой вывод катушки 8 соединен с иодами ключей 9, 11 и катодом ключа О 2, катод ключа 9 соединен с отрица" ельным полюсом источника 1, выходы 4-8 формирователя 13 подключены к соответствующим входам управления ключей 4, 5, 9, 11, 12,45Коммутатор работает следующим (бр аз ом,В исходном состоянии конденсаторзаряжен от источника 7 до иапряжеиия отрицательной полярности, В даль" иейшем цепь источника 7 не оказывает Существенного влияния на процессы в Схеме, В момент времени Тс выходов 14, 16 формирователя 13 поступают Сигналы управления на входы управления ключей 4, 9, переводя последниепроводящее состояние. Начинается :тап ввода энергии в индуктивный накопитель 2 и катушку 8, В момент времени Т при достижении током в цепинакопителя 2 определенного, напримерустановившегося, значения с выхода15 формирователя 13 поступает сигналуправления на вход . ключа 5,Ключ 5 открывается, и ток индуктивного накопителя 2 из цепи ключа 4 переводится в цепь, содержащую последовательно включенные конденсатор 6 и ключ 5. За .время нахождения ключа 5 в проводящем состоянии ключ 4 восстанавливает управляющуюспособность, В момент времени Т ключ5 переводится в выключенное состояние,на вход управления ключа 11 с выхода18 формирователя 13 поступает сигнал,переводящий ключ 11 в проводящее состояние, на нагрузке 3 формируется передкий Фронт импульса напряжения положительной полярности, а к катушке8 прикладывается напряжение конденсатора 6 с полярностью, приведенной начертеже. За время Т=Т -Т напряжениена конденсаторе 6 уменьшается по аб"солютной величине, Ключ 9 в моментвремени Т закрывается обратным на-пряжением, равным разности напряжений конденсатора 6 и источника 1, которое прикладывается к ключу 9 черездиод 10, Через диод 1 О, минуя источник 1, замыкается ток индуктивногонакопителя 2 на этапе вывода энергиииз накопителя в нагрузку 3, После запирания ключа 9 конденсатор 6 перезаряжается током катушки 8, В момент времени Т напряжение на конденсаторе 6 меняет полярность, в момент времени Т, ток в цепи конденсатора 6 достигает нулевого значения, ключ 11 закрывается, а напряжение на конденсаторе 6 достигает положительного значения У, В момент времени Т с выхода 17 Формирователя 13 поступает импульс управления на вход ключа 12, Ключ 2 переводится в проводящее состояние и конденсатор 6 начинает перезаряжаться от напряжения Б до напряжения Б отрицательной полярности, В момент времени Т, ключ 4 переводится в проводящее состояние, на нагрузке 3 формируется срез имульса напряжения, ток индуктивного накопи" теля 2 после включения ключа 4 заьыкается по цепи накопитель 2 - ключ 4- диод 10. Постоянная времени цепи разряда индуктивного накопителя 2 при этом значительно больше, чем на этапе Т=Т, -Т Формирования импульса на.Заказ 5267/56 Тираж 884 ПодписноеВЮЗИ, Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г,ужгород, ул. Гагарина101 5нагрузке, и ток в цепи накопителя 2 изменяется незначительно, что повышает КЙД, В момент времени Т конденсатор 6 зарядится до напряжения Уо отрицательной полярности. В момент времени Т при переводе ключа 9 в проводящее состояние под действием управляющего импульса с выхода формирователя, 13 начинается очередной .этап ввода энергии в индуктивный накопитель 2 и катушку 8,.В данном коммутаторе иа этапе Т=Т -Т вывода энергии иэ индуктивного накопителя 2 цепь подзаряда 15 , конденсатора 6 не оказывает влияния на форму импульса напряжения на нагрузке. 99 Формула изобретения Коммутатор индуктивного накопителяэнергии по авт, св, У 1223356,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения КПД и улучшения форм( импульса на нагрузке, введеныдиод и дополнительный не полностьюуправляеиай ключ, включенный междукатушкой индуктивности и первым полюсом источника питания, вход Которого соединен.с дополнительным выходомформирователя управляюцих импульсов,анод диода соединен с вторым выводом