Генератор импульсов

(19) (11 4 Н 03 К 3 53 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ н ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(57) Изобретение относится к импульной технике и может быть использовано в устройствах формирования мощных электрических импульсов с регулируемой длительностью, например врадиолокационных системах или технологических электрофизических уста ковках, Цель изобретения - повышение КПД достигается путем улучшения формы выходных импульсов генератора, Для этого в генератор импульсов, содержащий источник 1 питания, форми- . рующую линию 2, зарядную цепь 3, нагрузку 4, управляемые ключи 5 и 6 и блок 9 управления дополнительно вве" дены емкостный накопитель 7 энергии, дополнительный, управляемый ключ 8 и схема 1 О управления этим ключом. Емкостный накопитель 7 может быть выполнен в виде формирующей линии. Варианты выполнения схемы 10 управле-. ия приводятся в описании изобретей ния. 2 з,п, ф-лы, 2 ил, ЩИзобретение относится к импульсной технике, а точнее к генераторамэлектрических импульсов, может бытьприменено в устройствах Формирования мощных электрических импульсовс регулируемой длительностью, например в радиолокационных установкахили в технологических электрофизических установках, и является усовер.шенствованием известного генераторапо авт, св, 11 951666.Цель изобретения - повышение КПДпутем улучшения формы выходных импульсов генератора импульсов,На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема генератораимпульсов; на фиг, 2 - выполнениесхемы управления дополнительным управляемым ключом,Генератор импульсов (фиг. 1) содержит. источник 1 питания, формирующую линию 2, зарядную цепь 3, последовательно соединенные нагрузкуе4 и управляемый ключ 5,второй управляемый ключ 6, емкостный накопитель 7 энергии, дополнительный управляемый ключ 8, блок 9 управления,и схему 10 управления дополнительнымуправляемым ключом 8.Схема 10 управления (фиг2) состоит из датчика 1 тока и блока 2запуска, ключ 6 соединен черезключ 8 с первым выводом, а черезнакопитель 7 с вторым выводом источника 1,Генератор работает следующим образом.В исходном состоянии формирующаялиния 2 разряжена, все управляемыеключи заперты, на емкостном накопителе 7 энергии напряжения нет, Токовв цепях генератора импульсов нет,В момент времени г., импульсомсхемы 1 О управления включается управляемый ключ 8, накопитель 7 энергиизаряжается от источника 1 питаниядо напряжения 11 О, по достижении этого напряжения управляемый ключ 8 запирается, Одновременно с этим процессом начинается процесс зарядкиформирующей линии 2 от емкостногонакопителя 7 энергии через резонансную зарядную цепь 3, Так какволновое сопротивление зарядной цепи 3 больше сопротивления цепи подзарядки емкостного накопителя 7 через управляемый ключ 8 от источника1 питания, то практически зарядка формирующей линии определяется напряжением Ц, на емкостном накопителе энергии 7,Реальная зарядная цепь 3 имеетнекоторое паразитное активное сопротивление, поэтому формирующая линия 2 заряжается лишь до напряженияБ ( 21 Из-за конечности отношенияО емкостей Формирующей линии 2 и емкостного накопителя 7 энергии, последний в процессе зарядки формирующей линии 2 разряжается до напряжения 11, Когда формирующая линия 2о5 заряжена, в момент времени т импуль.сом из блока 9 управления включается управляемый ключ 5 и формирующая линия 2 начинает разряжаться нанагрузку 4. При этом в последней начинается формирование импульса, а лоформирующей линии 2 распространяетсяволна, амплитуда напряжения которойв случае согласованной нагрузки рав 125 6ьПосле включения управляемого ключа 5 через некоторое время 4 г. ,(где ь - время пробега волной всейФормирующей линии 2), в момент времениимпульсом из блока 9 управления. включается управляемый ключ 6и формирующая линия 2 начинает разряжаться на накопитель 7 энергии,При этом по формирующей линии 2распространяется навстречу первойвторая волна, амплитуда напряжениякоторой определяется разностью напряжения зарядки Ц, формирующей линии 2 и остаточного напряжения Б,4 О на накопитле 7 и равнаоТак как остаточное напряжениеБ, меньше исходного напряжения зарядки Б, емкостного накопителя 7,45 то амплитуда напряжения второй волны в предлагаемом устройстве больше, чем в известном устройстве,Вследствие того, что разность напряжения зарядки Б, Формирующей линии2 и остаточного напряжения У, нанакопителе 7 энергии определяетсяв предлагаемом устройстве только потерями в зарядной цепи и не зависитот соотношения их емкостей, а самонапряжение зарядки Б формирующейлинии 2, определяющее амплитуду наспряжения первой волны, зависит, вчастности, от соотношения емкостейФормирующей линии 2 и накопителя 71354398 энергии, всегда, т.е. при любых по-терях энергии в зарядной цепи 3,можно добиться равенства амплитудобеих волн,5В момент времени с движущиесянавстречу одна другой волны встречаются и, при условии равенства ихамплнтуд, отражаются друг от друга,как от разомкнутого конца формирующей линии. По возвращении первойволны к последовательно соединеннымнагрузке 4 и управляемому ключу 5формирование выходного импульса заканчивается, а по возвращении второй 1волны к управляемому ключу 6 заканчивается процесс возврата неиспользованной энергии из формирующей линии 2 в накопитель 7 энергии, Послеокончания этих процессов, когда формирующая линия 2 разряжена, импульсом схемы 10 управления вновь включается управляемый ключ 8 и осуществляет подзарядку накопителя 7 энергии до напряжения И , Далее процессы в схеме периодически повторяются,так как выходной импульс формируется за время двойного пробега первойволны по формирующей линии 2 доточки встречи со второй волной, тодлительность сформированного в нагрузке импульса равна В предлагаемом генераторе схема 35 10 управления может синхронизироваться обычным способом из блока 9 40 50-ст= 2(и + -= с + ьсй2 и при изменении аС от -до + сизменяется от 0 до 27 (отрицательное Ьг означает, что С,т.е. первым должен быть включен управляемый ключ 6, а вторым - управляемый ключ 5 через время / Ьг./==/с, -с,/ = с-с ),Таким образом, вследствие того,что в предлагаемом генераторе импульсов за счет введения в него емкостного накопителя 7 энергии и до 1полнительного управляемого ключа 8со схемой 1 О управления амплитуда волнывозвращающей неиспользуемую при формировании выходного импульса энергиюиз формирующей линии 2, увеличенапо сравнению с известным, увеличивается и количество возвращаемой энергии. Выходной импульс формируетсябез "пьедестала", а КПД генератораимпульсов возрастает,При использовании в предлагаемом генераторе импульсов в качестве емкостного накопителя 7 энергии конденсатора, после окончания выходного импульса может наблюдаться "хвост" в виде нарастающего напряжения и исчезающий через время 2 о - иц . Это обусловлено тем, что по мере возврата энергии из Формирующей линии 2 в конденсатор, последний постепенно заряжается, а напряжение второй волны в формирующей линии 2 с течением времени падает. Этот эффект не позволяет полностью исключить "пьедестал", особенно при малом значении волнового сопротивления формирующей линии 2,. и не позволяет получить максимальный КПД. Если же емкостный накопитель 7 энергии выполнить в виде Формирующей линии, то в генераторе получен максимальный КПД, так как возврат энергии в такой накопитель энергии осуществляется при постоянном напряжении на его входе. Работа генератора импульсов при этом в принципе не меняется, так как соотношение амплитуд первой и второй волн определяется только соотношениями суммарных емкостей формирующей линии 2 и накопителя 7 энергии и потерями энергии в зарядной цепи 3. управления через потенциально развязанный трансформатор или высоковольт"ный конденсатор, задерживать сигналсинхронизации на требуемое время,например, с помощью линии задержкии после этого включать управляемыйключ 8. Однако такое выполнение несложно и ненадежно,Возможно выполнение схемы 10 управления в более простом виде безсвязи с блоком 9 управления, например, с помощью делителей напряженияили датчиков тока, так как информацию о требуемом моменте включенияуправляемого ключа 8 может получитьнепосредственно от Формирующей линии 2,В случае выполнения схемы 10 управления в виде датчика 11 тока сдополнительным блоком 12 запуска,работающих под потенциалом зарядкиемкостного накопителя 7 энергии, ука"занные недостатки полностью устраня00ого комитета СССний и открытийРаушская наб д Тираж Государствен елам изобрет осква, Ж,одписно производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул, Проектная ются. Это обусловлено тем, что момент окончания протекания тока через второй управляемый ключ 6, регистрируемый чувствительным элементом датчика 1 тока, полностью определяет момент включения управляемого ключа 8, так как в этот момент прекращается возврат энергии из формирующей линии 2 в емкостный накопитель7 энергии, а также тем, что в такой схеме 10 управления отсутствуют элементы, работающие под высоким на. пряжением. Блок 12 запуска предназначен для первого включения управляемого ключа 8, когда никаких процессов в генераторе еще не происходит и напряжение существует лишь на выходах источника 1 питания. В блоке 12 запуска могут быть элементы, работающие под высоким напряжением, но из-за кратковременности работы блока 12 запуска они рассчитываются на малую мощность и ввиду этого практически не сказываются на простоте, надежности и КПД генератора импульсов. Формула изобретения 1. Генератор импульсов по авт. св. В 951666, о т л и ч а ю щ и й - с я тем; что, с целью повышения КПД путем улучшения формы выходных импульсов, в него введены емкостныйнакопитель энергии и дополнительныйуправляемый ключ со схемой управления, причем второй вывод второго управляемого ключа соединен через дополнительный управляемый ключ с первым выводом источника питания ачерез емкостный накопитель энергии -10 с вторым выводом источника питания,а управляющий вход дополнительногоуправляемого ключа соединен с выходом схемы управления,2, Генератор по и. 1, о т л и15 чающий с я тем, что, с цельюполучения максимального КПД, емкостный накопитель энергии выполнен ввиде формирующей линии. 20 3, Генератор по п, 1, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что схема управления дополнительным управляемымключом содержит блок запуска и датчик тока, выходы которых соединены 28с управляющим входом дополнительногоуправляемого ключа, общая шина датчика тока соединена с общей точкойсоединения этого ключа с емкостнымнакопителем энергии, а чувствитель- ,0 ный элемент датчика тока расположен в электрической цепи между вторым выводом второго управляемогоключа и емкостным накопителем энергии,