Генератор импульсов

748822 Союз Советских Социалистических Республик(511 м, (л, Н 03 К 3/53 с присоединением заявки М Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытий(23) Приоритет Опубликовано 150780, Бюллетень МР 26 Дата опубликования описания 150780(72) Авторы изобретения Ю. А. Отрубянников и А. С, Сафронов Научно-исследовательский институт электронной интроскопиипри Томском ордена Октябрьской Революции и ордена ТрудовогоКрасного Знамени политехническом институте(54) ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для формирования прямоугольных импульсов напряжения и линейно нарастающего тока в индуктивных нагрузках, на- пример в электромагнитах ускорителей заряженных частиц, импульсных транс-форматорах.Известны генераторы импульсов, со О держащие накопительную конденсаторную батарею, подключенную к нагрузке через коммутационный узел, представляющий комбинацию из неуправляемых и управляемых вентилей 1 и 2 .15Известно устройство в котором возможно формирование пряйбугольных импульсов напряжения 1 .Однако их минимальная длительность ограничена условиями исскуственной коммутации вентилей, кроме того, устройство не обеспечивает перемагничивания сердечника .электромагнита;Наиболее близким к.данному изобретению по технической сущности является генератор импульсов, содержащий две основные накопительные конденсаторные батареи, общая точка одних выводов обкладок которых присоединена непосредственно к общей точке об" моток электромагнита и заземлена, присоединенные другими выводами обкладок к обмоткам электромагнита через основные управляемые и неуправляемые вентили и через диоды ввода энергии к свободным клеммам последовательно включенные источники питания, общая точка которых заземлена 2,Недостатками даинОгО устройства является отсутствие перемагничивания сердечника в процессе работы устройства, что приводитк увеличению веса электромагнита; кроме того, работа устройства принципиально возможна только от высоковольтных источников питания, требующих согласующих трансформаторов; принесимметрии индуктивйостей электромагнита один,из источни. ков питания будет работать более нагружено, и при определенных соотношениях энергии, запасаемой в индуктивностях электромагнита,.и энергии по- терь в контурах возможно отключение одного из выпрямителей.Цель изобретения - уменьшение веса электромагнита, ликвидация влияния несимметрии нагрузки и обеспечение ра" боты генератора от низковольтных источников питания.748822 2. Анод основного управляемого вентиля 4 присоединен ко втсрому концуобмотки электромагнита б. Встречнопараллельно основному управляемомувентилю 4 включен основной неуправляемый вентиль 8, вспомогательный управля мый вентиль 13 присоединен катодомко второй обкладке вспомогательнойнакопительной конденсаторной батареи11, анод вспомогательного управляемого вентиля 13 присоединен ко второмуконцу обмотки электромагнита 5,встречно-параллельно вспомогательному управляемому вентилю включен вспомогательный неуправляемый вентиль 9,вспомогательный управляемый вентиль14 присоединен анодом ко второй обкладке вспомогательной накопительнойконденсаторной батареи 12, катодвспомогательного управляемого вентиля14 присоединен ко второму концу обО глотки электромагнита б, встречно-Параллельно вспомогательному управляемому вентилю 14 включен вспомогательный неуправляемый вентиль 10, отрицательный полюс источника 17 питаниясоединен с катодом диода 15 вводаэнергии, анод которого присоединен ковторой обкладке вспомогательной накопительной конденсаторной батареи 11,положительный полюс источника 18 питания соединен с анодом диода 16 вв да энергии, катод которого присоединен ко второй обкладке вспомогательной,.конденсаторной батареи 2, положительный полюс источника 17 питанияиотрицательный полюс источника 18 питания заземлены,В исходном состоянии накопительныеконденсаторные батареи 1 и 2 заряженыдо требуемого напряжения с полярностью, указанной на фиг. 1. В моментподачи управляемого импульса на основные управляемые вентили 3 и 4, ониоткрываются (момент времени 1 О нафиг. 2) и основные накопительные конденсаторные батареи 1 и 2 начинаютразряжаться на обмотки электромагнита5 и 6. Поставленная цель достигается тем, что генератор импульсбв, содержащий две основные накопительные конденсаторные батареи, общая точка одних выводов обкладок присоединена 1 непосредственно к общей точке обмоток .электромагнита и за(емлена, присоеди" ненные другими выводки обкладок к обмоткам электромагнита через основные управляеьне и не)управляемые вентили и через диоды йода энергии - к свободным клеммам пЬслеМовательно;включенных источнибв питания, общая точка которых заза%лена, дополнительно сдержит две всцомогательные накопительные конденсаторные батареи, вспомогательные управляемые и неуп 9 авляемые вентили, при этом одни выводы обкладок вспомогательных накопитель ных конденсаторных батарей присоединены непосредственно к общей точке обмоток электромагнита, а,вторые - через встречно-параллельно включенные вспомогательные управляемые и неуправляемые вентили присоединены ко вторым концам обмоток электромагнита, основные неуправляемые вентили присоедине" р ны встречно-параллельно основным управляемым вентилям. Указанное позво ляет обеспечить работу генератора от низковольтного источника питания.На фиг. 1 представлена принципиальная схема генератора импульсов; на фиг. 2 - диаграммы токов и напряжений в индуктивностях электромагнита и показаны моменты времени подачи управляющих импульсов напряжения на сетки ламп и на управляющие электроды ти-ристоров.Генератор импульсов содержит основные накопительные конденсаторные батареи 1 и 2, основные управляемые вентили 3 и 4, обмотКи 5 и б электро магнита, основные неуправляемые вентили 7 и 8, вспомогательные неуправляемые вентили 9 и 10, вспомогательные накопительные конденсаторные батареи 11 и 12, вспомогательные управ" ляемые вентили 13 и 14, диоды 15 и 16 ввода энергии, источники 17 и 18 питания.Общая точка основных накопительных конденсаторных батарей 1, 2 и общая точка вспомогательных накопительных аонденсаторнйх батарей 11, 12 присоединены непосредственно к общей точке, обмоток 5, б электромагнита и заземлены, Основной управляемый вентиль 3 присоединен анодом ко. второй обклад ке основной накойительной конденсаторной батареи 1, катод основного управляемого вентиля 3 присоединен ко второму концу обмотки электромагнита 5. Встречно-параллельно основному 60 управляемому вентилю 3 включен основной, неуправляемый вентиль 7, основной управляемый вентиль 4 присоединен катодом ко второй обкладке основной накопительной конденсаторной батареи 5 По окончании действия управляющего импульса основные управляемые венти" ли 3 и 4 (момент времени 14 на фиг,2) закрываются, в обмотках электромагнита таким образом формируются прямоугольные импульсы напряжения. Энергия, запасенная в обмотках электромагнита 5 и б через вспомогательные неуправляемые вентили 9 и 10 поступает во вспомогательные накопительные конденсаторные батареи 11 и 12, заряжая их до напряжения с полярностью, ука-. эанной на фиг. 1. После окончания этого процесса подаются управляющие импульсы на вспомогательные управляемые. вентили 13 и 14 (момент времени 1 на фиг, 2). Вспомогательные накопительные конденсаторы 11 и 12 на-. чинают разряжаться через обмоткиэлектромагнита 5 и 6. При этом направление тока (штриховые линии на. фиг. 1) противоположно первойачальному (сплошные линии на фиг. 1).Таким образом происходит перемагничивание сеРдечника, электромагнита. В момент перехода напряжения на вспомогательных накопительных конденсаторных батареях 11 и 12 через нуль воздействие управляющего импульса на вспомогательные управляеьаюе вентили 13 и 14 прекращаются (момент временина фиг. 2). В это:время ток в об" . тках электромагнита максимальный. Эа счет возникающей ЭДС самоиндукции в обмотках электромагнита 5 и 6 вспомогательные неуправляемые вентили 9 и 10 открываются, и энергия возвраща" ется в основные накопительные конденсаторные батареи 2 и 1,В это время в обмотках электромагнита Формируется второй прямоуголь ный импульс напряжения, который может быть использован как рабочий, В паузах между импульсами,(, на Фиг, 2), когда напряжение йа вспомогательных накопительных конденсатор ных батареях 11 и 12 равно нулю, диоды 15 и 16 ввода энергии включаются и от источников 17 и 18 питания проис ходит заряд вспомогательных Накопительных конденсаторных батарей 11 30 и 12 (пунктирная линия изменения напряжения 0 ;, вспомогательных накопительных конденсаторных батарей 1112 на фиг. 2), обеспечивающий компенсацию потерь энергии в контурах 35 генератора за импульс. Таким образом, описанный генера" тор импульсов позволяет обеспечить перемагничивание сердечника электромагнита при одновременной ликвидации 40 влияния несимметрии нагрузки на работу источника питания. Ввод энергии во вспомогательные накопительные конден-,. саторные батареи дает возможность отказаться от согласующих трансформато ров в источниках питания и подключать источники питания непосредственно к пропыленной сети,Генератор импульсов может быть использован для Формирования высоковольтных импульсов. напряжения прямоугольной Форьн в индуктивных нагрузках, например в ускорителях заряженных частиц с;пространственйой орбитой, в импульсных трансформаторах.,Формула изобретенияГенератор импульсов, содержащийдве основные накопительные конденсаторные батареи, общая точка однихвыводов обкладок которых присоединена непосредственно к общей точке обмоток электромагнита и заземлена, при.соединенные другими выводами обкладок к обмоткам электромагнита черезосновные управляемые и неуправляеькевентили и через диоды ввода энергии "к свободным клеммам последовательновключенных источников питания, общаяточка которых заземлена, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюуменьшения веса электромагнита, ликвидации влияния 1 несимметрии нагрузкии обеспечения работы генератора от .низковольтных источников питания, генератор дополнительно содержит двевспомогательные конденсаторные батареи, вспомогательные управляемые инеуправляемые вентили, при этом однивыводы обкладок вспомогательных накопительных конденсаторных батарей при"соединены непосредственно к общей точ.ке обмоток электромагнита, а вторыечерез встречно-параллельно включенные вспомогательные управляете и неуправляемые вентили присоединены ковторым концам обмотрк электромагнита,основные неуправляемые вентили прнсое.динены встречно-параллельно основнымуправляемым вентилям.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 171943, кл. Н 05 Н 7/04, 1961.2. Авторское свидетельство СССР9 275256, кл. Й"03 К 3/53, 1965 (прототип) .