Генератор прямоугольных импульсов напряжения

( 54) ГЕН ЕРА Р ПРЯМОУГОЛЬНЫХ ИМПУЛЬСОВНАПРЯЖЕНИЯ при измене ти выходного напряж ехни 1 ть исИзвестны генераторы прямоугольных импульсов напряжения, выполненные по схеме автономных тиристорных инверторов с самокоммутацией за счет использования переходных процессов в последовательных колебательных контурах.В одном из известных генераторов прямоугольных импульсов выходное напряжение формируется группой тиристоров за щунтированных последовательным колебательным контуром и полупроводниковым неуправляемым вентилем И,Недостатком такогс генератора являет ся почти линейная зависимость выходного напряжения от изменений напряжения исто ника питания, поэтому для устранения этого недостатка на входе источника питания включают стабилизатор напряжения, что однако не гарантирует стабильИзобретение относится к радио ческой промышленности и может б пользовано в устройствах для прео вания постоянного. напряжения в ное. Рудового Красного Знам ский институт железнод нии внутреннего сопротивления нагрузки.Известен также генератор прямоугольных импульсов напряжения, содержащий источник питания, коммутирующий и рабочий тиристоры, индуктивность фильтра и индуктивный реактор, импульсный трансформатор с первичной и двумя вторичными обмотками, ждуший генератор импульсов тока, причем положительный полюс источпика питания через последователы соединенные коммутирующий тиристор, дуктивность фильтра, рабочий тиристор и первичную обмотку трансфсрматора соединен с отрицательным полюсом источника питания, при эюм первая вторичная обмотка трансформатора включена между отрицательным полюсом источника питания и анодом диода, катод которого соеди - нен с катодом коммутирующего тиристора и выводом индуктивности фильтра, а другая вторичная обмотка импульсного трансформатора соединена с нагрузкой 2.7218 984 щего 1 пристора 2 и Выводом ицдуктиВкости фильтра 4 другой вывод которогосоединен с одной из Обкладок конденсат.ра 14 другая вторичная обмотка 9импульсного трансформатора 6 соединенас нагрузкой 15, а выход ипдуктивц. -.":фильтра 4 соединен с Отрид атал-.йполюсом источника питаци. - ". через конденсатор фильтра 16., Вход блока -; а:ния 11 соединен с нагруз"-.й 15 - .-и ход через фазосдвигаюшее устройстВО 12соединен со входом ждущего генератораимпульсов тока 10, выходы которогосоединены с управляющими входами коммутирующего 2 и рабочего 3 тиристоров.,при этом рабочий тиристор 3 зашу: тировВац дИОдОМ 17, ВКЛ:С=ЭННЫМ В О - а; Ьл 1,относительно рабочего тиристораи-. -правлении и последовательно соедине:":ными индуктивньм реактором 5 и коадеи -сатором 14.Работа генератора происходит следук;шим образом,В исходном состоянии тиристоры 2и 3 выключены. Напряжение на конденсаторах 16 и 14 равно нулю. Поставленная цель достигается за счет того, что в предлагаемый генератор 2 о прямоугольных импульсов напряжения дополнительно введены блок сравнения и фазосдвигающее устройство, причем вход блока сравнения соединен с нагрузкой, а выход через фазосдвигающее устройство 25 соединен со входом ждущего генератора импульсов тока, выходы которого соединены с управляющими входами коммутирующего и рабочего тиристоров, при этом рабочий тиристор зашунтирован диодом, Зо включенным в обратном, относительно рабочего тиристора, направлении и последовательно соединенными индуктивным реактором и конденсатором.На фиг. 1 представлена принципиаль- з 5 ная схема предлагаемого генератора прямоугольных импульсов напряжения ф на фиг. 2 - диаграммы напряжений и токов, действующих в элементах генератора,Генератор прямоугольных импульсов о напряжения содержит источник питания 1, коммутирующий 2 и рабочий 3 тиристоры, индуктивность фильтра 4 и индуктивный реактор 5, импульсный трансформатор 6 с первичной 7 и двумя вторичны ми обмотками 8 и 9, ждущий генератор импульсов тока 10, блок сравнения 11 и фазосдвигающее устройство 12, причем положительный полюс источника питания 1 через последовательно соединенные 5 о коммутирукхций тиристор 2 индуктивность фильтра 4, рабочий тиристор 3 и первичную обмотку 7 трансформатора 6 соединен с отрицательным полюсом источникаФпитания 1, цри этом первая вторичная 55 обмотка 8 трансформатора 6 включена между отрицательным полюсом источника питании 1 и анодом диода 13, катод которого соединен с катодом комчутируюВ момент времени 14 (см, фиг, 2 ) импульс тока управления . подаетсяу 1 в цепь управляющего электрода коммутирующего тиристора 2. Включение. колжутируюшего тиристора 2 обеспечивает за-" ряд конденсатора 1 6 до напряжения, равного напряжению источника питания 1. При этом конденсатор 14 так же заряжается до напряжения источника питания.В момент времени 1импульс тока управления (,у подается в цепь управаляюшего электрода рабочего тиристора 3. При его включении к первичной обмотке 7 импульсного трансформатора 6 прикладывается напряжение, равное напряжению на конденсаторе 16.Как следует из диаграмм фиг. 2 напряжение О на катоде тиристора 2 при его включении скачком увеличивает - ся до значения, равного напряжению источника питания 1. При этом напряжениеЦ, на аноде тиристора имеет небольшую величину, равную падению напряжения в его кремциевоц структуре. При включении рабочего тиристора 3 в лоФмент времени 1 к катоду коммутирующего тиристора 2 прикцдывается импульс напряжения О вь 11, амплитудой, большей напряжения Источника питания 1, и напряжение на аноде последнего становится отрицательным. В результате этого тиристор 2 выключается и прекрицас.тся 3При изменении внутреццего сопротивления нагрузки в таком устройстве с Выхода генератора импульсов с помощью трансформатора и диода снимается напряжение подзарядки основного источника пи 5 тания, при этом эффективный импеданс нагрузки определяется коэффициентом трансформации. Однако при изменении напряжения питания выходное импульсное напряжение существенно изменяется, что 1 о является недостатком этого технического решения.Целью изобретения является повышение коэффициента стабилизации амплитуды выходных импульсов напряжения, при из менениях напряжения питания и изменениях внутреннего сопротивления нагрузки, 38810 с = й Л 1,1 фь),где Е - напряжение исто=лпка пита ния,ъ 0- частота следования импульсов,Т - длительность 1 пту.-;=св навыходе генератора,интервал времени междуимпульсами тока правлениятиристорами.Изменение фазового сдвига междуимпульсами токя управления тиристОрями2 и 3 позволяет регулировать нвлряже-40ние на конденсаторе 16 в широкнх пределах. В предлагаемом генераторе фазовыйсдвиг между импульсами тока управленияизменяется автоматически благодаря наличию отрицательной обратной связи по45напряжению на выходе через блок сравне- "ния 11 и фазосдвигаюшее устройство 12.При уменьшении напряжения источника питания 3. происходит снижение амплитудыимпульсов тока на выходе ждущего генератора импульсов тока ХО и увеличение50напряжения на выходе устройства сравнения 11, Пропорционально этому напряжен 1 по увеличивается сдвиг по фазе междуимпульсами тока на выходе фазосдвига 1 ощего устройства 12 и на выходе ждуше 55го генератора импульсов тока 10 управления тиристорами 2 и 3. Зто приводитк автоматическому увеличению цяпряжезаряд конденсатора 16 От ис.эч 1 оп;.я и.,тания, При включении тирцс:-.,", 3 в ц;колебательного контура., образованногоконденсатором 14 и индуктивным реактором 5, протекает импульс токв 1.,:. Э 5момент времени 1.г 1 п 1, -меняет свое направление и т.-:раЗ переходит в цепь диодамомента начинается процесс в:.".Псаления запирающих свойств тир. с;сряВ момент времени 1 1 п.1 п-:.г:-сснова спадве.выключение диода Х 7. П:-;.ная Обмотка 7 импульсного тацсгс -;,;:тора 6 отключается от коцденсатО 1-. импульс напряжения ,-е-. -спадяет до нуля.В момент времениимпульс тс",.вуправления 1., снова поступает в цспьуправления тирпстора 2, происходит ег".включение и процессы генератора повтсряются,В устяновивше.;.я режиме работы генеретора среднее значение напряжения цаконденсаторе 16 Определяется выражением ния цв коцдецсаторе 16 ц обеспсчп 11 ает стя.311 л.7 заццю ямпльтулы импульсов цапр 5 ьщ.:цця ца выходе Гецеря:Орякацомпческяя эфективцость применены ппедлагяемого генератора может быть Оценена из сравнения его с известны. генератором прямоугольных импульсов напряжения амплитудой порядка 8000 В, длительностью ЗОО мгкс, импульсной мощностью 1600 кВт и частотой повторения 50 Гц. Питание известного генератора прп 1 оугольных импульсов напряжения обычно производится от исто .цика постоянного тока напряжениям ХОООО В, номинальная мощность которогэ примерно равна 24 кВт. Для стабилизации амплитуды импульсов напряжения на выходе известного генератора он запитывается о 1 источника питания через стабилизатор,выполненный на однооперациоцном тиристорном прерывателе с частотным регулированием. При этом стоимость дополнительных элементов, обеспечивающих стабилизацию амплитулы импульсов, составляет значительную часть от стоимости самого генератора. Увеличение же мощности генератора приводит к еше большему возрастанию стоимости оборудования устройств стабилизации напряжения.Танк 1 образом, исключение вспомогательного оборудования позволяет получить экономический:-ффект от использования данного изобретения.Формула изобретенияГенератор прямоугольных импульсов напряжения, содержащий источник питания, коммутирующий и рабочий тиристоры, 1 п 1 дуктивность фильтра и индуктивный реактор, гъ 1 пульсцый трансформатор с первичной и двумя вторичными обмотками, ждущий генератор импульсов тока, причем положительный полюс источника питания через последовательно соединенные коммутирующий тиристор, индуктивность фильтрярабочий тиристор и первичную обмотку трансформатора соединен с отр 1 п 1 ательным полюсом источника питания, при этом первая вторичная обмотка трансформатора включена между отрицательным полюсом источника питания ианодом диода, катод которого соед 1 п 1 ен с катодом коммутирующего тиристора и выводом ицдуктивности фильтра, а другая вторичная обмотка импульсного трвцс 5 ор721898 143/4 писное И Зака995 Н матора соединена с нагрузкой, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повьппения коэффициента стабилизации амплитуды выходных импульсов напряжения, в устройство дополнительно введены блок сравнения и фазосдвигающее устройство, причем вход блока сравнения соединен с нагрузкой, а выход через фазосдвигающее устройство соединен со входом ждущего генератора импульсов тока, выходы которого соединены с управляющими входами коммутирующего и рабочеготиристоров,филиал ППП фПатент",г. Ужгород, ул. Проектная, 4 при этом рабочий тиристор зашунтировандиодом, включенным в обратном, относительно рабочего тиристора, направлении ипоследовательно соединенными индуктивным реактором и конденсатором.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Приборы и техника эксперимента,5, 1972. с. 106.2. Акцептованная заявка Великобритании1261618, кл. Н 3 Р, опубл,26,01,72,