Устройство для формирования импульсов тока

327640 СоИЪ Советских Социалистических РеспубликОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ За)вибпмое ОГГ авт. сеизетельства Л 9 -Заявлено 18.У.1970 ( 1442292/26-25)с присоедицениеьч заявки че -П,риаритет -Опубликовано 26.1.1972. Бюллетень ЛЪ 5Дата опубликования описания 5.1 Ъ.1972 М.Кл. Н 05 Ь 7/04 йомитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССЕУДК 621,384.6 (088,8) Авторыизобретения О. А. Гусев, В, М, Кофман и В, Г. Цветков Заявитель УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ИМПУЛЪСОВ ТОКА Изобретение от,носится к о остемам питания электромагнитов в экспериментальной физике. Магнитное поле электромагнитов синхротронов, а также электромагнитов вывода, транспортировки и обработки пучка заряженных частиц имеет, как правило, вид одиночных периодических или серии непрерывных импульсов, длительность и форма которых разнообразна и в значительной степени отличается от синусоидальной.Известны устройства с емкостцыми накопителями, резонансный разряд которых, с пере- зарядом или без него, через индуктивную нагрузку формирует импульсы тока в ней. При этом заданное искажение синусоидальной формы импульсов тока нагрузки производят за счет вводимых дополнительно проводимостей либо источников энергии, что снижает экономичность как устройства, так и процесса формирования.Цель изобретения - повьпценце экономичности как самого устройства, так и процесса формирования импульса тока.Цель достигается соединением конденсаторов в батарею дополнительными связями через управляемые ключи таким образом, что перекоммутация этих связей во время прохождения импульса тока через нагрузку изменяет частоту собственного резонанса контура, образованного батареей совместно с нагрузкой,не изменяя общего числа подключенных к нейконденсаторов.На фиг, 1 показана упрощенная блок-схемапредлагаемого устройства; на фиг. 2 - упро 5 щенная принципиальная схема устройства; нафиг. 3 даны временная диаграмма работы ключей и вид формируемого в нагрузке импульсатока; на фиг. 4 показана картина происходящих в нагрузке и конденсаторной батарее про 10 цессов в случае формирования однополярныхимпульсо,в.Устройство содержит конденсаторную батарею 1 с устройством коммутации конденсаторов, диодный мост 2, нагрузку 3.15 Шесть конденсаторов (для шестпкоцденсаторной, например, батареи) С 1 - С подключены к нагрузке, в точках Л, В параллельно,каждый через соответствующую пару биполярных управляемых ключей К 1 - . К 1 а иК т, -20 Кое, и соединены между собой связями черезаналогичные ключи К - 1(е,в в последовательную цепь,Процесс формирования импульса тока в нагрузке п рои сходит сл едующи м о бр азом.25 По сигналу управления предварительно заряженные конденсаторы образуют через открытые сигналами извне ключи К,1 - К 5,%ь - Кбт, батарею емкостью С.,т -- Е;1 С;: приэтом ключи Къ - Кб,в ток це проводят, и конЗО децсаторы начинают разряжаться ца нагрузку327640 Фиг. 1 по синусоидальной кривой 1, определяемой величиной напряжения заряда конденсаторов и собственной резонансной частотой ао контура, образуемого с нагрузкой, Если принять емкость конденсаторов одинаковой и равной Со, то, Ся=6 Со, откуда величина собственной резонансной частоты определяется выражениемощ = Т -= (61,С,)где Т, - период синусоиды, 1, - индуктивность нагрузки (участок 1 кривой тока 1 с), По сигналу У связи между конденсаторами перекоммутируются в соответствии с диаграммой таким образом, что С,.= - 2 Со/3 и ток 1, начинает изменяться по синусоидальной кривой 11, характеризуемой часготоисамоа= Т - = (21 Со 3)Далее, производя по сигналам 1 у,ш У,:перекоммутацию связей в конденсаторной батарее, переводят кривую импульса тока на резонансную кривую снова частоты вон затем озоз=Тз =(1.Со/6) ". По сигналу Уд заканчивают формирование импульса и отключают конденсаторы от нагрузки.Так как к этому моменту конденсаторы оказываются перезаряженными напряжением другой полярности, то в случае формирования однополярных импульсов, связь конденсаторной батареи с нагрузкой осуществляют через общий диодный мост.Процесс формирования периодических колебаний несинусоидальной формы, являющихся серией импульсов с вырожденной паузой, происходит аналогичным образом.Подпитка конденсаторов для сохранения амплитуды от импульса к импульсу производится любым из известных способов. Для лучшего использования конденсаторов целесообразно батарею составить из одинаковых конденсаторов и заряжать последние до одинаковой величины напряжения, а перекоммутацию связей между конденсагорами осуществлять 5 таким образом, чтобы в каждой из параллельно соединяемых групп конденсаторов ко,чичество последовательно соединенных конденсаторов было одинаковым внутри каждой из комбинаций. При этом токи, напряжения, а следо вательно, и мощность распределяются междуконденсаторами в каждой из комбинаций равномерно. Таким образом, суммарная величина установленной мощности всех конденсаторов батареи оказывается минимальной по сравне- Б нию с любыми другими вариантами. Предмет изобретения Устройство для формирования импульсов то ка в индуктивной нагрузке, содержащее емкостный элемент, включенный через биполярные управляемые ключи параллельно нагрузке и выполненный в виде группы параллельно соединенных одинаковых конденсаторов, схему 25 управления ключами, отличающеесл тем, что,с целью повышения экономичности устройства, в нем два конденсатора из указанной выше группы подключены к разноименным зажимам нагрузки, каждый одним из выводов непосред ственно, а другим через соответствующий биполярный управляемый ключ, при этом остальные конденсаторы подключены к зажимам нагрузки параллельными связями, каждый через соответствующую пару биполярных управляе мых ключей, а дополнительными биполярнымиключами все конденсаторы соединены между собой в последовательную цепь.327640 С ПРОгРаммнОгО ОПРОаСЩ 1 а граммнаго уептраиСПт г одактор И. Орао Корректор Л. Царькова 11 зд М 137 Тираж 448 11 одиисноКомеитета ио делам изобретений и открытий прои Созе г Яинсесгров СССР Москва, Ж-Зб, Раушская наб., д. 4/5 бластиая типография Костромского управления ио иеиати моиг