Амплитудный стабилизатор импульсов

О П И С А Н И Е(и) 5 ЮУУЗИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 30.01.73 51) М. Кл.з Н 036 11/00 присоединени аявки Ле Государстаониык коиит(23) ПриоритетОпубликовано 15Дате опубликова вета йииистров СССо делам изобретений и открытий Л"0 14 ДК 621,343.5. И. Пищиков, О. В. Попков, Б. Н. Сергеенк и В, С, Шейнкман Институт высоких температур АН СССР1) Заявитель МПЛИТУДНЪЙ СТАБИЛИЗА ИМПУЛЪСОВ 10, 11, 12, 5, фронтоог, блок уп- нсформатор Изобретение относится к области создания мощных импульсных источников энергии, в частности сглаживания амплитуды стабилизированного импульса напряжения, получаемого от индуктивного накопителя энергии.разработка ряда сверхмощных современных электронных устройств требует создания мощных импульсных источников энергии на 10" - 10 и более джоулей, которые в течение нескольких миллисекунд работают при мощности в десятки и сотни милливатт.Важнейшим требованием, предъявляемым к таким источникам, является высокая точность стабилизации напряжения амплитуды импульса в основном рабочем интервале.Известен амплитудный стабилизатор импульсов, содержащий индуктивный накопитель энергии с подключенной к нему нагрузкой через однополупериодную схему выпрямления с П-образным фильтром, первый конденсатор которого зашунтирован первичной обмоткой трансформатора напряжения с ограничивающим сопротивлением, вторичная обмотка которого соединена с блоком управления первого тиристора, к которому подключены также вторичная обмотка трансформатора тока, первичная обмотка которого включена в цепь динистора, шунтирующего индуктивный накопитель причем параллельно индуктивному накопителю включена цепочка из последовательно соединенных первого тиристора, имеющего блок управления, двух дросселей, второго тиристора, имеющего блок управления, асредняя точка соединения дросселей подклю 5 чена к общей шине через конденсатор.Цель изобретения является снижение коэффициента пульсаций. Указанная цель достигается тем, что блок управления каждого изтиристоров подключен ко вторичным обмот 10 кам вновь введенных трансформаторов тока,первичные обмотки которых включены последовательно между двумя тиристорами.Схема амплитудного стабилизатора импульсов представлена на чертеже.15 Амплитудный стабилизатор импульсов содержит индуктивный накопитель 1, источник2 постоянного напряжения, тиристоры 3, 4, 5,измерительные трансформаторы тока 6, 7 8,блок управления 9, конденсаторы20 нагрузку 13, диод 1 ч, дроссель 1раничивающие индуктивности 16,равления 18, резистор 19 и транапряжения 20.Индуктивный накопитель 1 запитывается25 от источника 2 постоянного напряжения черезтиристор 3. При достижении заданного значения тока запитки накопителя 1 измерительный трансформатор тока 6, включенный вцепь запитки накопителя 1, выдает сигнал вЗО блок управления 9 тиристора 4, образующего5 о 55 60 65 3вместе с предварительно заряженным конденсатором 11 контур перехвата тока накопителя 1 и во время запитки через тиристор 3 или разряда накопителя на нагрузку 13 через диод 14. После отключения контура запитки начинается формирование на нагрузке импульса напряжения, первой стадией которого является заряд конденсатора 10 током индуктивного накопителя 1 до амплитуды, соответствующей заданному напряжению импульса, Одновременно с зарядом конденсатора 10 происходит нарастание тока в дросселе 15 фильтра и соответствующее развитие напряжения на нагрузке 3. Выключение тиристора 4 происходит благодаря наличию фронтоограничивающей индуктивности 17, которая в начале интервала включения тиристора 4 ограничивает скорость нарастания тока, а в конце этого интервала формирует дополнительный заряд конденсатора 11 по отношению к конденсатору 10, в результате чего тиристор 4 оказывается после спадания до нуля тока в фронтоограничивающей индуктивности 17 под обратным напряжением и закрывается. Сразу после закрытия тиристора 4 происходит обратный перезаряд конденсатора 11 через тиристор 5, информацией для срабатывания цепей управления которого является обратный выброс напряжения измерительного трансформатора тока 7, после спадания тока до нуля в цепи тиристора 4, поступающий в блок управления 18 тиристора 5. Режим пере- заряда конденсатора 11 через тиристор 5 нормируется фронтоограничивающей индуктивностью 16.После прекращения тока в тиристоре 5 обратный выброс напряжения измерительного трансформатора тока 8 в цепи тиристора 5 поступает в блок управления 9 тиристора 4 и используется как информация разрешения нового включения тиристора 4.Ограничение амплитуды импульса на заданном уровне происходит благодаря включению параллельно индуктивному накопителю конденсатора 11 через тиристор 4. Цепи управления тиристора 4 через блок управления 9 связаны с измерительной системой, определяющей увеличение напряжения на конденсаторе 10 до максимально допустимого значения, при котором через резистор 19 и измерительный трансформатор 20 формируется сигнал, поступающий в блок управления 9. Пока конденсатор 11 не зарядится до величины напряжения на конденсаторе 10 весь ток индуктивного накопителя замыкается через конденсатор 11 и на этот интервал времени накопитель как бы отсоединяется от нагрузки благодаря наличию отсекающего диода 14. Напряжение на нагрузке в этом интервале поддерживается за счет разряда конденсатора 10. При этом осуществляется необходимая для стабилизации напряжения на нагрузке аккумуляции энергии индуктивного накопителя, ток которого обязательно должен превос 10 15 20 2 д 30 Зд 40 ходить величину тока нагрузки и соответственно должен иметь регулируемый параллельный контур.После заряда конденсатора 11 до уровня напряжения на конденсаторе 1 О снова происходит соединение накопителя с контуром нагрузки, и в этом интервале происходит подзаряд конденсатора 10 разностными током накопителя и нагрузки, По мере спадания тока накопителя увеличивается длительность интервалов подключения накопителя и конденсатора 10 и относительно уменьшается длительность интервалов шунтирования накопителя конденсатором 11.После спадания тока накопителя до уровня тока нагрузки действие схемы стабилизации прекращается, поскольку поддержание заданного уровня напряжения на нагрузке становится невозможным из-за дальнейшего уменьшения тока накопителя. Далее на нагрузке имеет место нестабилизирова нное напряжение, спадающее по экспоненте, что соответствует окончанию рабочего цикла импульсного преобразователя.Управление тиристорами происходит от обратного выброса напряжения в трансформаторах тока, возникающего после спадания тока в первичной обмотке трансформатора тока до нуля. Выброс обратного напряжения, возникающий во вторичной обмотке трансформатора тока, первичная обмотка которого включена в цепь одного тиристора, вводится в блок управления другого тиристора и является необходи мой информацией, разрешающей включение этого тиристора. Такое автоматическое согласовапное воздействие на блоки управления сменными тиристорами позволяет работать с предельной частотой переключения тиристоров, что, в свою очередь, решает проблему стабилизации напряжения на нагрузке при высокой степени его фильтрации. Формула изобретения Лмп,итдный стабилизатор импульсов, соде 1;жащи индуктивный накопитель энергии с подключенной к нему нагрузкой через однопо,упериоднуо схему выпрямления с П-образным фильтром, первый конденсатор которого зашунтирован первичной обмоткой трансформатора напряжения с ограничивающим сопротивлением, вторичная обмотка которого соединена с блоком управления первого тиристора, к которому подключены также вторичная обмотка трансформатора тока, первичная обмотка которого включена в цепь динистора, шунтирующего индуктивный накопитель, причем параллельно индуктивному накопителю включена цепочка из последовательно соединенных первого тиристора, имеющего блок управления, двух дросселей, второго тиристора, имеющего блок управления, а средняя точка соединения дросселей подключена к общей шине через конденсатор,. отл и510773 обмоткам вновь введеннык трансформаторов тока, первичные обмотки которык включены последовательно между двумя тиристорами. азарова едактоп Н. Ко щенко корректор Л. Котова Заказ 1204/11ЦНИИ шографня, пр. Саптио ч а ю щи й с я тем, что, с целью снижения коэффициента пульсаций, блок управления каждого из тиристоров подключен ко вторичным оста.:ительТекред Т Изд 259Государственного ко по делами изобрет13035, Москва, Ж,Тираж 1029итста Совета Мипистронии и открытииРамшская наб д. 4,5 Г 1 одписносССР