Генератор импульсов регулируемой длительности

.5 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(21) 4191479/24-2 (22) 09,0287 (4 б) 30,05,89, Бю (72) В,М.Громовеь (53) 621.373 (088 (56) Авторское св Р 118410, кл, Н 0Авторское свид И 951666, кл. Н 0 (54) ГЕНЕРАТОР ИГ МОЙ ДЛИТЕЛЬНОСТИ (57) Изобретение ной технике, а то получения электри и может использоваться для формирования мощных высоковольтных импульсов с регулируемой длительностью, например в радиолокациоццых или тех нологических электрофизических уста новках. Цель изобретения - повыыени КПД, Генератор импульсов регулируемой длительности содержит формирующую линию 1, зарядную цепь 2, источ ник 3 питания, нагрузку 4, ключи 5, 6Введение формирующего элемента 9 и ключа 10 позволило повысить КПД за счет возврата эцерпш в источник питания, 2 ил.3 148361Изобретение относится к импульсной технике, а именно к устройствам получения электрических импульсов,и может использоваться для Аормирования мощных высоковольтных импуль 5 сов с регулируемой длительностью, например в радиолокационных или технологических электроАизических установках, 10Цель изобретения - повышение КТЩ.На Аиг, 1 изображена электрическая принципиальная схема устройства; на Аиг. 2 - временные диаграммы его работы, 15Генератор импульсов регулируемой длительности содержит Аормирующую линию 1, подключенную первым входом через зарядную цепь 2 к первой шине источника 3 питания, а выходом - к второй шине источника 3 питания, между вторым выходом формирующей линии 1 и ее выходом включены последовательно соединенные нагрузка 4 и первый ключ 5, а к третьему входу формирующей линии подключен вход второго ключа 6, управляющие входы первого 5 и второго 6 ключей соединены с соответствующими входными шинами 7 и 8, формирующий элемент 9 и третий ключ 10, выход которого соединен с третьим входом формирующейлинии 1, а вход - с ее выходом, управляющий вход третьего ключа 10 соединен с третьей входной шиной 11, выход второго ключа 6 через формирующий эле 35 мент 9 соединен с первой шиной источника 3 питания.Генератор работает следующим образом.40В исходном состоянии на выходе источника 3 питания напряжение П, Аормирующая линия 1 (ФЛ) заряжена до напряжения Б= 2 Б, токов в це+ пях нет, В момент времени о импульсом с первой входной шины 7 (см, фиг. 2 а) включается первый ключ 5, При этом по ФЛ 1 от ее первого входа начинает распространяться первая волна разряда, а в нагрузке 4 начинает Аормироваться импульс тока (см.Аиг,2 б) с ампли 50 тудой Б/2 р = П /р, где р - волновое сопротивление ФЛ 1. С задержкой времени(см.Аиг,2 в), которая определяет заданную длительность импульса в нагрузке 4 (причем (1 4 ь /2,55 где 7 - максимальная длительностьЬимпульса, Аормируемого АЛ 1), импульсом с второй входной шины 8 включает 5ся второй ключ 6. При этом начинает формироваться импульс тока разряда ФЛ 1 на источник 3 питания (см,фиг.2 г) а по ФЛ , начинает распространяться вторая волна разряда от третьего входа ФЛ 1, Амплитуда этого тока разряда, как и амплитуда тока второй волны, определяется разностью напряжений зарядки ФЛ 1 П, и источника 3 питания Б,: (П, - Б )/у = (Юо -- По)/у = П,/р, Эта волна разряда ФЛ 1 через время 7 /2 достигает второго входа ФЛ 1, и, начиная с этого момента времени, равного 7 + Г /2, ток в нагрузке 4 прекращается, так как он полностью скомпенсирован током второй волны (они оба равны Бо/ у и направлены противоположно друг другу),Таким. образом, на нагрузке 4 формируется импульс с заданной длительностью Г + с /2, Возврат энергии в источник 3 питания мог бы продолжаться до момента прихода к третьему входу ФЛ 1 первой волны разряда ФЛ 1, т,е. до момента времени, равного Г/2, Однако в момент времени (см.Аиг.2 г) импульсом с третьей входной шины 11 включается третий ключ 10, который закорачивает третий вход ФЛ 1 на ее выход. Ток разряда ФЛ 1 поступает на источник 3 питания, При этом переключается на перезаряд ФЛ 1 (см,Аиг,2 е). Вследствие этого по окончании протекания токов ФЛ 1 будет перезаряжена до некоторого отрицательного напряжения йП (Аиг.2 ж). Изза возникшей разности потенциалов между выходом источника 3 питания и первым входом ФЛ 1, равной П о + ВП, начинается процесс резонансной зарядки ФЛ 1, и она вновь заряжается до напряжения 2 П , несмотря на наличие потерь энергии при заряде, Генератор приходит в исходное состояние, и далее процессы периодически повторяются.Как видно из фиг,2 ж, для того, чтобы зарядить ФЛ 1 через резонансную зарядную цепь 2 с коэААициентом резонансного заряда К ( 2 из-за наличия потерь энергии в зарядной цепи (К - отношение напряжения зарядки, предварительно разряженной до "0" Аормирующей линии к напряжению на выходе источника 3 питания) до выполнения условия П + 2 Б , величина напряжения ее перезарядки йП должна удовлетворять следующему соотношениюОткуда после алгебраических преобразований получают В 2-КЖ=УК -(2) где С- суммарная емкость формирующей линии Такая энергия будет оставлена в ФЛ 1, если на времябудет уменьшена длительность разряда ФЛ 1 на источник 3 литания (см. пунктир на фиг.2 г), тогда 20 25и2 С ПоИ 2 СП 1 2(5) 35 Так как естественное окончание разряда ФЛ 1 на источник 3 питания заканчивается в один и тот же момент времени ь/2 после включения первого ключа 5, то задержка импульса включения третьего ключа 10 по третьей входной шине 11 определяется как 40 Количество энергии, резервируемое для обеспечения такого Жопределяется известным выражениемСл(И 1)СлПо 2 - К ф .Ул о(3) 15 Учитывая потери в ключе 10 при переэаряде ФЛ 1, окончательно получаютто (К - 2)ШЩ(К 1)аЗадержка включения ключа 10 на время С относительно момента включения ключа 5 обеспечивает в реальном устройстве требуемое напряжение перезаряда ФЛ 1, равное дП,Формула изобретения ФГенеРатоР импульсов регулируемой длительности, содержащий Формирующую линию, подключенную первым входом через зарядную цепь к первой шине источника питания, а выходом - к второй шине источника питания, между вторым входом формирующей линии и ее выходом включены последовательно соединенные нагрузка и первый ключ, а к третьему входу Формирующей линии подключен вход второго ключа, управляющие выходы первого и второго ключей соединены с соответствующими входными шинами, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения КПД, в него введены формирующий элемент и третий ключ, выход которого соединен с третьим входом Формирующей линии, а вход - с ее выходом, управляющий вход третьего ключа соединен с третьей входной шиной, а выход второго ключа через Формирующий элемент соединен с первой шиной источника пи" тания.1483615 Составитель В,Чыкиковдактор Н,Киштулинец Техред И, Хода":нч Кс рректор И, Васиь;:ва Тир"ж ри ГКНТ СС омит оскв ательский комб.;нет "Патент", г, Уъгор"д, ул, ",;:.1:;ина 101 Произ твенноЗаказ НИИПИ 850/54осударственного113035,88а по иЖ,Подписное бретениям и открытия аушская наб д, 45