Устройство для формирования сильноточных стабилизированных импульсов прямоугольной формы

Союз Советских Социалистических РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 11 т 750713(22) Заявлено 081076 (21) 2409782/18-21с присоединением заявки Мо(51) М. Кл. Н 03 К 5/12 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(71) Заявитель Объединенный институт ядерных исследований(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ СИЛЬНОТОЧНЫХ СТАБИЛИЗИРОВАННЫХ ИМПУЛЬСОВ ПРЯМОУГОЛЬНОЙ ФОРМЫ Изобретение относится к импульсной технике и предназначено, в частности, для применения в качестве источника питания малоиндуктивных электромагнитных элементов, используемых в экспериментальной физике.Известны устройства для формирования сильноточных стабилизированных импульсов формы, близкой к прямо угольной, состоящие иэ силового регулируемого выпрямителя, работающего в старт-стопном режиме, в цепь нагрузки которого включены соединенные последовательно малоиндуктивная нагрузка и балластный индуктивный реактор, обеспечивающий снижение величины пульсации тока питания 11 .Недостатком известного устройства является малое быстродей ствие - формируемые им импульсы тока в цепи индуктивной нагрузки характеризуются значительной длительностью фронтов, в частности, переднего.Из известных устройств наиболее 25 близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для формирования.сильноточных стабилизированных импульсов прямоугольной формы, содержащее силовой регулируемый выпрямитель, например тиристорный, в цепь нагрузки которого включены соединенные последовательно балластный индуктивный реактор, силовой управляемый ключ и датчик тока, выход которого подключен к одному иэ входов управления силового выпрямителя, другие входы которого и управляющие электроды силового ключа соединены с блоками управления, подключенными к блокам программирования во времени 2 .Недостатком такого устройства является то, что требуемое быстродействие может быть и не достигнуто, так как величина суммарного напряжения источников высокого и низкого напряжений ограничена классом изоляции цепи нагрузки. Последнее обстоятельство снижает эксплуатационную ценность известного устройства.Целью изобретения является увеличение быстродействия устройства.Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для формирования сильноточных стабилизированных импульсов прямоугольной Формы, содержащем силовой регулируемый выпрямитель, например тиристорный, в цепь нагрузки которого включены соединен60 Чые последовательно балластный индуктивный реактор, силовой управляемыйключ и Датчик тока, выход которогоподключен к одному из входов управления силового выпрямителя, другиевходы управления которого и управляющие электроды силового ключа соединены с блоками управления, подключенными к блокам программированияво времени, балластный индуктивныйреактор и отрезок цепи, содержащийнагрузку и силовой управляемый ключ,шунтированы дополнительными силовыми управляемыми ключами, напримертиристорами, первый из которых включен встречно, второй-согласно, а ихуправляющие электроды подключены к 15блокам управления силового выпрямителя,На Фиг. 1 показана принципиальная электрическая схема предложенного устройства; на фиг. 2 - временные графики напряжений и токовв отдельных его цепях.Устройство содержит силовой регулируемый выпрямитель 1, в цепь нагрузки которого включены соединенные последовательно балластный индуктивный реактор 2, силовой управляемый ключ 3, малоиндуктивная нагрузка 4 и датчик 5 тока. Выход датчика 5 соединен с одним из входов управления выпрямителя 1, который содержит блок б уставки заданного значения тока импульса. Два других входа управления выпрямителя 1 подключены соответственно к блоку 7 управления, осуществляющему его открытие,и к блоку 8 управления, действующемуна его закрытие. Балластный индуктивный реактор 2 и отрезок цепи, содержащий нагрузку 4 и силовой управляемый ключ 3, шунтированы соответственно дополнительными силовыми управляемыми ключами (тиристорами) 9 и10. При этом ключ 9 подключен встречно по отношению к полярности напряжения выхода выпрямителя 1, а ключ 10-4согласно. Включение ключей 10, 9 и 3осуществляется соответственно блоками 11, 12 и 13 управления. Входныезажимы блоков 7 и 8 управления пбдключены к блокам 14 и 15 программирования во время работы силового выпрямителя 1. Кроме того, к выходамблоков 14 и 15 подключены входныезажимы блока 12 управления дополнительного силового ключа 9При этомвход блока 11 управления дополнитель- Бного силового ключа 10 подключен к выходу блока 14, а вход блока 13 управления силового ключа 3 - к выходу блока 15. Блоки 14 и 15 содержат электронные реле времени, элементыпредварительной настройки и формирователи импульсов управления. Входблока 15 соединен с одним иэ выходовблока 14, который включается в работу внешним запускающим импульсом. Устройство работает следующимобразом.В момент времени 1 внешним запускающим импульсом О включается в работу блок 13, который в момент времени с формирует импульс управленияО 1. Импульсом О включаются блоки7 и 11 управления. Первый из нихотпирает выпрямитель 1, а второйдополнительный силовой ключ 10.На отрезке времени -выпрямитель 1 формирует в цейи балластного индуктивного реактора 2 предварительный импульс тока- так на Иэываемый фор-импульс. Величина токаплощадки фор-импульса задается блокомб уставки и соответствует величинетока площадки основного импульса.Выпрямитель 1, будучи охвачен спомощью датчика 5 жесткой отрицательной (стабилизирующей) обратной связьюпо току нагрузки, форсирует подъем вцепи балластного индуктивного реактора 2 (см. Фиг. 2).В момент времени , когда величина тока фор-импульса достигнетустанавившегося значения, блок 14Формирует импульс управления О, который приводит в действие блоки 8,12, 15. При этом блок 8 запирает силовой выпрямитель 1, а блок 12 включает дополнительный силовой ключ 9,шунтирующий обмотку балластного индуктивного реактора 2.В короткозамкнутой обмотке реактора 2 возникает так называемыйсвободный ток, первоначальноезначение которого равно величинетока площадки Фор-импульса. В связис тем, что постоянная времени короткозамкнутой обмотки реактора 2 достаточно велика, токзатухает медленно,Через короткий (порядка 0,01 - 0,1,постоянной времени контура затухания1 сз ) промежуток времени- сзблок15 Формирует импульс управления Оз,который поступает в блоки 7 и,13 управления. Блок 7 вновь отпирает выпрямитель 1, а блок 13 включает силовойключ 3 в цепи малоиндуктивной нагрузки 4. При этом ключ 9 запирается.Так как к моменту времени 1 з значение тока ,в в обмотке реактора 2успевает снизиться лишь незначительно относительно первоначальной величины, равной заданной величинетока площадки основного импульса,передний Фронт основного импульса1 характеризуется очень малой продолжительностью (см. график 1 Н =Г(С),фиг. 2).Предлагаемое устройство обеспечивает не только большую крутизнупереднего фронта основного импульса,но и плавный (беэ перерегулирования)выход тока на заданный уровень. Обаэти условия являются определяющимидля ряда применений (например, при750713 Формула изобретения Фл.4 ЪН Фиг.гТираж 99 Подписно ЦНИИПИ Заказ 4670Ужгород, упПроектная, 4 Па или ал питании резонансных обмоток ускорителей заряженных частиц).В момент времени с 4 блок 15 формирует импульс управления О 4, который поступает в блоки 8 и 12. Блок 8 запирает выпрямитель 1, а блок 12 снова включает ключ 9, шунтируя балластный индуктивный реактор 2, При этом силовой ключ 3 отключается, а задний фронт импульса н имеет малую длительность. Устройство закончило цикл формирования сильноточного стабилизированного импульса прямоугольной формы. Устройство для формирования сильноточных стабилизированных импульсов прямоугольной формы, содержащее силовой регулируемый выпрямитель, например тиристорный, в цепь нагрузки которого включены соединенные последовательно балластный индуктивный реактор, силовой управляемый ключи датчик тока, выход которого подключен к одному из входов управлениясилового выпрямителя, другие входыуправления которого и управляющиеэлектроды силового ключа соединеныс блоками управления, подключеннымик блокам программирования во времени, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью увеличения быстродействия, балластный индуктивный реактор и отрезок цепи, содержащий нагрузку и силовой управляемый ключ,шунтированы силовыми управляемымиключами, первый из которых включенвстречно, второй-согласно, а их управляющие электроды соединены с блокамиуправления силового выпрямителя,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР20 ,Р 278744, кл. Н 03 К 3/08, 1967.2. Сообщение пА рв 1 яед роюегьирр 1 у Фог ьерцщ вадпев (100 У,23000 А) СЕКИ 70-20, Сепена 1970.