Тиристорный генератор импульсов

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветсккиСоцквпмстнческикРеспубики оц 84945623) Приоритет ко делам изобретений я открытийвано 23,07.81. Б 1 оллетень М 27ублккования описания 23.07.81 публик Дата В. Гельман, А. А, Меншиков и Г. П. Ду Авторыобретенк елябинский политехнический инс титу им. Ленинского комсомола(54) ТИРИГТОРНЫЙ ГЕНЕ пользуется ос ного конденсаая в некото ах во время рузке1.ах отсутству сечения серколичества бы к сушест сформаторв и нно для соглаых униповес соглт составлят агаемому яв тор импульсов,резистор нахов ктивность и тками, первыйтельно и под торой тириссформатора и Изобретение относится к импульсной технике, а конкретно к генераторам импульсов тока и может быть использовано в установках, где необходимы однополярные импульсы тока например в установках для испытаний силовых полупроводниковых приборов.Известны схемы тиристорных генераторов импульсов (ТГИ), содержащие накопительный конденсатор, индуктивность,. коммутирующий тиристор и согласующий трансформатор, .При этом накопительный конденсатор заряжается от сети через выпрямитепьный элемент и ограничивающий резистор и разряжается через коммутирующий тиристор, отпираемый блоком управления индуктивность и согласующий трансформатор на нагрузку.В схемах униполярных ТГИ большое внимание уделяется вопросам размагничивания сердечника согласующего трансформатора с тем, чтобы устранить явление насыщении сердечника, возникающее при прохождении через нагрузку униполярного импульса тока, Прн этом истаточная энергии накопительтора, либо энергия, запасаемрых дополнительных элементпрохождения импульса в нагОднако в этих устройствет возможность сокращениядечника трансформатора иливитков обмоток,. что привеловенному снижению веса транэкономии материалов особесуикцих трансформаторов мошных ТГИ низкой частоты, гдесующего трансформатора мож. десятки и сотни килограммовНаиболее близким к предллиется тиристорный генерасодержащий два тиристора,пительный конденсатор, индутрансформатор с тремя обмотиристор, резистор и накопитеденсатор вкшочены последоваключены к нитакацей сети, втор, первичная обмотка трап3 8404 индуктивность включены поспедоватепьно и подключены к накопитепьному конденсатору, управляющие электроды тиристоров соединены с соответствующими блоками управпения, первая вторичная обмотка трансформатора через диод подключена к нагрузке 2.Однако, еспи остаточная энергия накопительного конденсатора, как правило, эначитепьно превышает ту энергию которая1 О необходима дпя полного перемагничивания сердечника согласующего трансформатора, то процесс обратного перемагничивания сопровождается насьпцением трансформатора в обратном направлении и протеканием в результате этого по первичной об 15 мотке значительного тока, который ограничивается, практически лишь, волновым сопротивлением цепи накопительный конпенсатор - индуктивность. При достаточно20 высокой частоте поступления импульсов в таком устройстве указанное явление увеличивает расчетную мощность первичной обмотки, что ведет к увеличению габаритов и веса согласующего трансформатоРа,Цепь изобретения - уменьшение массы и габаритов устройства, путем уменьшения сечения сердечника и уменьшения ко.личества витков обмоток трансформатора,Поставленная цель достигается тем, З 0 что в устройство,содержащее цва тиристора, резистор, накопительный конденсатор, индуктивность и трансформатор с тремя обмотками, в котором первый тиристор, резистор и накопительный конденса- З 5 тор включены поспецоватепьно и подключены к питающей сети, второй тиристор, первичная обмотка трансформатора и индуктивность вкпючена последовательно и подключены к накопительному кон денсатору, управляющие электроды тиристоров соединены с соответствующими блоками управления, первая вторичная обмотка трансформатора через диод подключена к нагрузке, введены допопиитепьные 45 конценсвтор, тиристор, блок управления, резистор и цва диода, при этом анод допопнитепьного тиристора через дополнительный резистор соединен с катодом второго тиристора, катод дополнительного ти ристора через первый дополнительный диод в прямом вкпючении соединен с анодом второго тиристора и с первым выводом накопительного конденсатора, выводы дополнительного конденсатора соответственно подключены к второму выводу накопительного конденсатора и к катоду допопнитепьного тиристорв, управляющий эпектрод которого соединен с цопопнительным блоком 86 4управпения, причем вторая вторичная об мотка трансформатора через второй допопнитепьный диод соединена с входом блока управления, выход которого соединен с уп равпяюшим электродом второго тиристора., На чертеже представлена .эпектрическая принципиальная схема тиристорного генератора импульсов.Устройство содержит тиристор 1, управпяющий электрод которого соединен блоком управления 2. Поспедоватепьно с тиристором 1 включены ограничительный резистор 3 и накопительный конценсатор 4. Анод тиристора 1 и нижнийвывод накопительного конденсатора, 4 подключены к питающей сети. Параппепьно накопительному конденсатору 4 включена цепь, состоящая из диода 5 и конденсатора 6, к верхнему выводу которого подключен тиристор 7. К верхнему выводу накопительного конденсатора 4 поцкпкиен анод тиристора 8, управляющий электрод которого соедийен с блоком управления 9. Ог раничитепьный резистор 10 вкпючен последовательно с тиристором 7, управпяющий эпектроц которого соединен с блоком управления 11. Индуктивность 12 включена в первичную обмотку трансформатора 13. Вторичные обмотки трансформатора через диоды 14 и 15 соединены с входом блока управпения 9 и нагрузкой 16.Устройство работает следующим образом,. Предположим, что в результате предыдущих процессов накопительный конденсатор 4 и допопнитепьный 6 приобрели полярность заряда. От блока управления 11 на размагничивающий тиристор 7 поступает импульс управления, открывающий его. Конденсатор 6 начинает разряжаться в контуре, состоящем иэ индуктивности 12, трансформатора 13, тиристора 7, конденсатора 6. При этом индукция в серцечни ке согласующего трансформатора 13,имевшая начальное значение 3 начинает спавдать до нуля и далее в область отрицательных значении до -В(фиг, 1).Когда индукции равна Вв ток начинает спадать, а индукция - уменьшатьГся и начинается заряд конденсатора 4 ох сети. В ходе заряда конденсатор 4 постепенно изменяет полярность заряда, На конденсаторе 6 полярность сохраняется, поскольку диод 5 отсекает его от конденсатора 4 в ходе заряда. После окончания заряда конденсатора 4 все конденсаторы5 В 40456 6 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе.1. Патент Японии % 51-3625,кп. 98(5) Н 1.2. Авторское свиаетепьство СССРМ 438950, кп. О 01 И 31/2615. 03,73 (прототип),имеют полярность, соответствующую принятой в начапе, в инаукция в сердечникеравна В, что также соответствует нвчапьным. принятым усповиям. Поспе поступления импульса управлении нв тиристор 7от блока упрввпения 11 процесс повторяется. Из анапиза работы схемы видночто начиная с момента открывания диода5 конаенсвторы 4 и 6 работают параплепьно, 10Промежуток времени от открывания тиристора 8 до открывания диода 5 незначитепен так как сопротивцение резисто-ра 10 выбирается малым. Требуемы дпитепьность импульса тока в нагрузке определается величинами инауктивности 12 иконденсатора, участвующего в .разряде,Спедоватепьно, вепичина емкости накопительного конаенсатора в схеме ТГИ, взятой в качестве известного, равна суммар Оной емкости накопитепьного и допопнитепьного конденсаторов в предпагаемой схемеТГИ, Кроме того, в предпагаемом устройстве величина емкости конденсатора 6 выбирается иэ усповия накаппивания энергии, 25необходимой апя размагничивания сердечника трансформатора 13, Вепичина этойэнергии значитепьно меньше той, что запасается в накопительном конденсаторе.Соответственно, емкость конденсатЬра 6 Зозначите пьно меньше емкости конденсатора 4.Введение аопопнитепьного конденсатора 6 практически не оказывает влиянияна массогабаритные показатели схемы 35ТГИ. Ввипу майости сопротивпения резистора 10, а также учитывая, что работаетон достаточно короткое время по сравнению с длитепьностью выходного импупьса,средняя мощность рассеивания на нем знаОчитепьно меньше мощности всей схемы и,таким образом, этот элемент также практически не оказывает влияния на массо-габаритные показатели. Оиод 5 и тиристор 7 выбираются на мапые токи горазпо. меньшие, .чем ток, протекающий через коммутирующий тиристор 8, поэтомуотносительно них можно сделать тот жевывод, что и относительно конденсатора6 и резистора 10,Таким образом, зв счет относительного успожнения схемы преапагаемого устройства по сравнению с известным, уаается значительно уменьшить массу и габариты согпасуюшего трансформатора, масса которого может составлять ао 50% массы всего устройства. Это весьма су щественно апя генераторов импупьсов, об ший вес которых может состввпять десятки и сотни килограмм, а также для гене раторов, применяемых в бортовой впав ратуре. формуаа изобретения.Тиристорный генератор импуцьсов, содержащий ава тиристора, резистор, накопитепьный конденсатор, индуктивность и трансформатор с тремя обмотками, первый тиристор, резистор и накопитепьный конденсатор вкпючены последовательно и попкпючены к питающей сети, второй тиристор, первичны обмотка трансформатора и индуктивность вкпючены поспеаовательно и подкпючены к накопительному конденсатору, управаяющие эпектроаы тиристоров соединены с соответствующими бпоками управления, первы вторичная обмотка трансформатора через диод поакпюченв к нагрузке, о т и и ч а ю ш и й с я тем, что, с целью уменьшения массы и габаритов устройства путем уменьшения сечения сераечника, в устройство введены допопнитепьные конденсатор, тиристор, бпок управления, резистор и два диода, при. этом вноа допопнитеаьного тиристора через дополнительный резистор соединен с катодом второго тиристора, катод допопнитепьного тиристорв через первый дополнительный диод в прямом включении соеаинен с анодом второго тиристора и с первым выводом накопительного конденсатора, выводы дополнитепьного конденсатора соответственно подключены к второму выводу накопитепьного конденсатора и к катоду допопнитепьного тиристора, управляющий эпектрод которого соединен с допопнитепьным бпокомуправ- пения, причем вторая вторичная обмотка трансформатора через второй допопнитепьный диод соединена с входом блока управ- пения, выход которого соединен с управпякщим электродом второго тиристора./75 Тираж 98 ВНИИПИ Госуда по дедам и 113035, Москва, Подписноео комитета. СССРи открытийаушская наб., д. 4/5 ниенко