Способ получения импульсов регулируемой длительности с использованием формирующей линии

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 19) (11 964 51)5 Н 03 К 3/5 ЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗО АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССР М 118410, кл. Н 03 К 3/53, 1959.Авторское свидетельство СССР Ь 951666; кл. Н 03 К 3/53, 1982.(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИМПУЛЬСОВ РЕГУЛИРУЕМОЙ ДЛИТЕЛЬНОСТИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ФОРМИРУЮЩЕЙ ЛИНИИ(57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано, например, в технологических электрофизических установках. Цель изобретения - повышение стабильности амплитуды выходных импульсов при изменении их длительности и уменьшение длительности их среза. Устройство, реализующее способ, содержит формирующую линию 1. блок 2 резонансного заряда, источник 3 питания, нагрузку 4, ключи 5 - 1, блок 8 управления. Введение в устройство ключа 7 и формирование блоком 8 управления импульсов, управляющих ключами 5-1, по заданному алгоритму позволило получить минимальную нестабильность амплитуды выходных импульсов при изменении их длительности путем соответствующего изменения времени разряда линии 1 в режиме короткого замыкания 1 з.п.ф-лы, 1 ил.1596437Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано, например, в технологических электрофизических установках.Цель изобретения - повышение ста бильности амплитуды выходных импульсов при изменении их дгительности и уменьшение длительности их среза. Спосрб получения импульсов регулируемой длительности с использованием формирующей линии заключается врезонансном заряде формирующей линииот источника питания, а затем ее разряде с.одного входа нэ нагрузку, а с другого входа - 15на источник питания, причем задерживаютначало разряда формирующей линии на источник питания относительно начала ее разряда на нагрузку, формирующую линиюдополнительно разряжают со входа, соединенного с нагрузкой в режиме короткогозамыкания в течение времени Т, величинукоторого изменяют в соответствии с изменением длительности формируемых на нагрузке.импульсов, причем отношение 25максимального значения времени Т к максимальной длительности формируемых нанагрузке импульсов гл, не должно превы 14 Сипшать значения где а = - - отношение 3 Од 2 д Слемкостей источника питания Снп и формирующей линии Сл, - КПД разряда формирующей линии в режиме короткогозамыкания, а начало времени Т дополнительного разряда формирующей линии выбирают совпадающим со срезом выходныхимпульсов,Способ получения импульсов регулируемой длительности заключается также втом, что время Т дополнительного разрядаформирующей линии изменяют пропорцинально квадрату длительности формируемых на нагрузке импульсов в соответствиис выражениемТ 4 2 о То 2где г - длительность д ормируемых на нагрузке импульсов;Т - постоянная величина для задания 5 Оначального значения времени Т при нулевой длительности формируемых на нагрузкеимпульсов,На чертеже приведена функциональнаясхема устройства для получения импульсов 55регулируемой длительности.Устройство содержит формирующуюлинию 1, блок 2 резонансного заряда, источник 3 питания, нагрузку 4, первый управляемый ключ 5, второй управляемый ключ 6,третий управляемый ключ 7 и блок 8 управления.Первый вход линии 1 через ключ 7 соединен с общим выводом линии 1 и первым выводом источника 3 питания, второй вывод которого через ключ 6 подключен ко второму входу линии 1, а через блок 2 соединен с зарядным входом линии 1,Параллельно ключу 7 включены последовательно соединенные нагрузка 4 и ключ5, Выходы блока 8 управления соединенысоответственно с управляющими входамиключей 5-7,Устройство работает следующим образом.В исходном состоянии линия 1 заряжена до некоторого отрицательногб напряжения - Он, на выходе источника 3 питаниянапряжение Оо+ ЛО, все ключи включены,токов в цепях нет. Под действием суммарно-го напряжения Оо+ ЬО + Он в зарядномконтуре, состоящим из источника 3 питания,блока 2 резонансного заряда и линии 1, линия 1 будет заряжаться резонансно и зарядится до напряжения, определяемоговыражениемОл = К(Оо+ й 3+ Он) Он,где К - коэффициент резонансного зарядаформирующей линии 1, характеризующийпараметры зарядного контура,По окончании заряда линии 1 и восстановленич рабочего напряжения Оо на выходе источника 3 питания линию 1 разряжаютчерез ключ 5 нэ нагрузку 4 и с задержкойголд через ключ 6 на источник 3 питания. Приэтом напряжение на выходе источника 3питания будет возрастать по мере возвратаэнергии из линии 1, а в нагрузке 4 будетфог лироваться импульс тока, длительностькоторого при заданном тзад могла бы бытьравной т+ глад, где г - время пробега волной всей формирующей линии. Однако, завремя Т до окончания разряда линии 1 нанагрузку 4 линию 1 дополнительно разряжают через ключ 7 в режиме короткого замыкания, Вследствие этого длительностьформируемого на нагрузке 4 импульсауменьшается до величины т+ т:,д - Т, аформирующая линия 1 перезаряжается доотрицательного напряжения - Он, равного -Ол- . По завершении упомянутых раз/ Т Врядов соответствующие управляемые ключи запираются, и схема приходит в исходное состояние. При этом окончательный прирост напряжения ЛО источника питания 3 за счет возврата в него энергии из линии1 составит величинуЛО= О,( -- 1) - (1 ).Далее процессы в схеме периодически повторяются. Если теперь изменить длительность формируемых на нагрузке 4 импульсов изменением времени задержки хзад, то изменится и время возврата энергии из линии 1 в источник 3 питания. Вследствие этого изменится исходное напряжение Оо +ЛО на выходе источника 3 питания .Знак изменения напряжения в исходном состоянии на выходе источника 3 питания будет противоположен знаку заданного изменения длительности импульса на нагрузке 4: при увеличении длительности импульса,.напряжение на выходе источника 3 питания уменьшается, и наоборот, при уменьшении длительности импульса оно увеличивается. Однако изменения напряжения заряда Ол линии 1 в очередном зарядном цикле не происходит, так как вследствие изменения времени Т, в течение которого линию 1 разряжают в режиме короткого замыкания, изменяется и отрицательное напряжение перезаряда линии 1.Это изменение отрицательного напряже-.ния формирующей линии 1 в исходном состоянии и обеспечивает компенсацию изменения напряжения на выходе источника 3 питания.Понижение нестабильности амплитуды импульсов на нагрузке 4 при изменении их длительности за счет соответственного измененения времени Т вбэможно лишь при условии, если максимальное значение Т (при формировании импульсов максимальной длительности) не превышает определенного значения. Можно показать, используя приведенные выражения для ЬО при нулевой длительности импульса на нагрузке 4 и Ов при максимальном времени Т, соответству 1 ощем максимальной длительности импульса на нагрузке 4 хмакс, что отношение максимального времени Т к максимальной длительности получаемых - импульсов, при котором обеспечивается понижение нестабильности амплитуд этих импульсов при изменении их длительности, не14должно превышать значения(х-цРеализация изменения времени Т в соответствии с длительностью формируемых на нагрузке 4 импульсов не,вызывает трудностей и в простейшем случае может быть осуществлена в блоке управления 8 за счет механической связи между переключателем длительности импульса на нагрузке 4 и переключателем синхронизации узла блока 8,который управляет работой управляемогоключа 7,Таким образом, вследствие того, чтоформирующую линию 1 дополнительно раэ 5 ряжают в режиме короткого замыкания, авремя этоо разряда изменяют в соответствии с изменением длительности получаемых импульсов, нестабильностьнапряжения зарядки Ол формирующей ли 10 нии 1, а значит и амплитуды получаемыхимпульсов, уменьшается.Выбор оптимального времени Т можетбыть произведен из условия, что напряжение ззрядки Ол формирующей линии 1 дол 15 жно оставаться постоянным при любойдлительности получаемых импульсов. Расчет показывает, что оптимальное время Тприближенно может быть определено следующим выражением20 Т4;хц То)2хп 1 2хп хп 1Таким образом, изменяя время разрядаформирующей линии 1 в режиме короткогозамыкания Т в соответствии с изменениемдлительности формируемых на нагрузке 4импульсов согласно полученному выражению, обеспечивают с достаточной для практики точностью минимальнуюнестабильность амплитуд получаемых импульсов,Дополнительный разряд формирующейлинии 1 в режиме короткого замыканияможно производить с любого из двух входовформирующей линии 1: со стороны нагрузки, как это описано, а также со стороныисточника 3 питания, Получаемый эффектповышения стабильности амплитуды получаемых импульсов от этого не изменяется. Однако предпочтительным является разряд совхода, соединенного с нагрузкой 4, если начал ьное значение времени Т до пол нительного разряда выбрать равным длительностисреза формируемого на нагрузке 4 импульса, Это обусловлено тем, что улучшае 1 сяформа получаемых импульсов, так как увеличивается крутизна иэ среза и устраняютсяпослеимпульсные колебания на нагрузке 4,свойственные генераторам с формирующими линиями. Кроме того, независимостьдлительности среза импульса от параметров формирующей линии 1 при таком спосо, бе дает возможность применения любойизвестной цепи коррекции фронта или вершины получаемого импульса без ухудшенияэффективности его воздействия на обьект вобласти среза. Наличие некоторого начального значения времени Т позволяет дополнительно повысить точность установкитребуемого значения Т при малых длитель1596437 Составитель В. ЕгоркинТехред М.Моргентал Корректор В.Гирняк Редактор И. Сегляник Заказ 2915 Тираж 664 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 настях получаемых импульсов. Аналогичный эффект будет достигаться и при разряде формирующей линии 1 со второго входа, однако при этом на величину этого начального. значения Т дополнительно будет 5 уменьшена и максимальная длительность получаемых импульсов.Ф о р мул а изобретен ия1. Способ получения импульсов регулируемой длительности с использованием 10 формирующей линии, заключающийся в том, что формирующую линию резонансно заряжают от источника питания, а затем ее разряжают с одного входа на нагрузку, а с другого входа - на источник питания, при чем задерживают начало разряда формирующей линии на источник питания относительно начала ее разряда на нагрузку, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения стабильности амплитуды вы ходных импульсов при изменении их длительности и уменьшения длительности их среза, формирующую линию дополнительно разряжают с входа, соединенного с нагрузкой, в режиме короткого замыкания в 25 течениевремени Т, величину которого изменяют в соответствии с изменением длительности формируемых на нагрузке импульсов,причем отношение максимального значения времени Т к максимальной длительности формируемых на нагрузке импульсовгм определяют из выраженияТ 14сРдСипгде й = - - отношение емкостей источнилка питания Сп и формирующей линии 1;.д- КПД разряда формирующей линии врежиме. короткого замыкания,а начало времени Т дополнительного разряда выбирают совпадающим со срезом выходных импульсов.2 Способпоп 1, отличаю щи йсятем, что время Т дополнительного разрядаформирующей линии изменяют в соответствии с выражениемгде г- длительность формируемых на нагрузке импульсов;То - постоянная величина для заданияначального значения времени Т при нулевой длительности формируемых на нагрузкеимпульсов.