Устройство для формирования сильноточных импульсов

ОЛ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоввтскнкСоцнапнстнчвскнкРвсяубпнк п 921064"Н 03 Н 7/01 Юмудлрстееке кенктет ссер ве делан изебретеввк к открытейОпубликовано 15.04.82. Бюллетень М 14 Дата опубликования описаии 17, 04, 82 чы:т Б. Д. Омельченко и В. П. Саванеев(72) Авторы изобретения рОбъединенный институт ядерных исследов ний -д з.,.;:,(7) Заявитель(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ СИЛЬНОТОЧНЫХ ИМПУЛЬСОВФИзобретение относится к импульсной технике и предназначено, в част"ности, для применения в качествеисточника питания электромагнитныхэлементов, используемых в экспериментальной Физике,Известно устройство для формирова.ния сильноточных импульсов, содержа-.щее управляемый источник постоянноготока, например выпрямитель, конденсаторную батарею, шунтированную балласт 10ной цепью, содержащей последовательно включенные управляемый вентиль,резистор, и индуктивность, соединенные через электрический вентиль всхему Г-образного фильтра, подэаряд 15ный выпрямитель конденсаторной батареи и блок синхронизации 11.Однако применение специального подзарядного управляемого стабилизированного выпрямителя с устройством еговключения и перенастройки снижает на",дежность работы источника питания вцелом,Известно устройство для формирова ния сильноточных импульсов, содержа" щее управляемый источник постоянного тока, конденсаторную батарею, шунтированную балластной цепью, содержащий последовательно включенные управляемый вентиль и схему Г-образного фильтра, цепь подзаряда конденсаторной батареи от выпрямителя, блок синхронизации 2.Однако в том случае, если нагрузка характеризуется малой постоянной времени, не обеспечивается необходимое быстродействие из-за большой длительности переднего Фронта импульса тока нагрузки, которая является следстви-ем необходимости подзаряжать конденсаторную батарею, передний фронт импульса заряда которой имеет определенную,длительность, в каждом цикле питания нагрузки,Цель изобретения " повышение быстродействия путем уменьшения длительности переднего Фронта импульса.3 92106Для достижения этой цели в устройство для формирования сильноточных импульсов, содержащее блок синхронизации, управляемый источник постоян" ного тока, например выпрямитель, к выходу которого подключены конденса" торная батарея, шунтированная балластной цепью из последовательно включенных управляемого вентиля и резис" тора,.и индуктивность, соединенные 10 через вентиль в схему Г-образного фильтра,к выходным зажимам которого подключена нагрузка, дополнительно введены управляемый вентиль, анод которого соединен с плюсовым зажимом 15 выхода Г"образного фильтра, катод ,подключен к точке, соединяющей управ" аяемый вентиль и резистор балластной 1 цепи, а управляющий электрод подсоединен к блоку синхронизации, и ком О паратор, инвертирующий и неинвертирующий входы которого подключены соответственно к плюсовым зажимам конденсаторной батареи и выходу Г-образ" ного фильтра, общая точка измерительных входов подсоединена к минусовому зажиму конденсаторной батареи, а выход соединен с управляющим электродом управляемого вентиля балластной цепи.30На фиг. 1 показана принципиальная электрическая схема устройства; на Фиг, 2 - временные графики импульсов управления и токов.Устройство содержит блок 1 синхронизации, управляемый источник постоянного тока, например выпрямитель 2, к выходу выпрямителя 2 подключены конденсаторная батарея 3, шунтированная балластной цепью, содержащей управляемый вентиль 4 и резистор , и индуктивность 6, соединенные через вентиль 7 в схему Г-образного фильтра 8. К выходным зажимам фильтра 8 подключена нагрузка 9 с малой постоянной времени.Кроме того, устройство содержит управляемый вентиль 10, анод которого соединен с плюсовым зажимом выхода Фильтра 8, катод подключен к це о пи, соединяющей вентиль 4 и резистор 5 балластной цепи, а управляющий электрод подсоединен к блоку 1. Устройство содержит также электрический компаратор 11, инвертирующий 55 и неинвертирующий входы которого подключены соответственно к плюсовым зажимам батареи 3 и выхода фильтра 8,4 4общая точка измерительных входов под. соединена к минусовому зажиму батареи 3, а выход соединен с управляющим электродом вентиля 4 балластной цепи.Устройство работает следующим образом.В момент времени й (см. Фиг. 1 и 2).устройство 1 импульсом управле" ния О открывает выпрямитель 2 и на" пряжение выхода последнего О подается на Фильтр 8, Батарея 3 начинает заряжаться по цепи, содержащей индуктивность б и вентиль 7. Одновременно импульсом управления О выхода компаратора 11 включается вентиль 4, создавая тем самым цепь для прохождения постоянной составляющей тока (тока смешения Д см) через вентиль 7, значение которой зависит от величины резистора 5. Срабатывание компаратора 11 в данный момент времени определяется превышением потенциала плюсового зажима выхода фильтра 8 над потенциалом плюсового зажима батареи 3. В момент времени с блок 1вырабатывает контрольный импульс уп-. равления О, назначение которого будет рассмотрено ниже. Далее, в нагрузке 9 формируется импульс тока,характеризуемый большой длительностьюпереднего фронта, что является следствием падения напряжения на индуктивности 6 при прохождении через нее тока заряда батареи 3. По достижении необходимой длительности площадки тока Л в момент времени, й, блок 1импульсом управления О включает вентиль 10, при этом вентиль 4 закрывается иэ"за шунтирующего действия цепи вентиля 10, а цепь тока смещения Э см вентиля 7 разрывается. Б момент времени с , отделенный от йэ времени, необходимым для выполнения указанных коммутаций, импульсом управления О закрывается выпрямитель 2. Скорость спада Зц определяется в этом случае только постоянными времени нагрузки 9 и индуктивности 6, При этом батарея 3, запертая вентилями 4 и 7, сохраняет на своих зажимах напряжение Ое, которое соответствует рабочему режиму только что выполненного цикла питания нагрузки 9. Разряд батареи 3 по измерительной цепи инвертирующего входа компаратооа 11 можно не учитывать в слуформула изобретения устройство для формирования силь ноточных импульсов, содержащее блок синхронизации, управляемый источник постоянного тока, например выпрямитель, к выходу которого подключены конденсаторная батарея, шунтированная балластной цепью из последова-" тельно включенных управляемого венти" ля и резистора, и индуктивность, соединенные через вентиль в схему Г-образного фильтра, к выходным зажимам которого подключена нагрузка, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия путем уменьшения длительности переднего фронта импульсов, в него дополнительно введены управляемый вентиль, анод которого соединен с плюсовым зажимом выхода Г-образного фильтра, катод подключен к точке, соединяющей управляемый вентиль и резистор балластнойцепи, а управляющий электрод подсох единен к блоку синхронизации, и компаратор, инвертирующий и неинвертирующий входы которого подкпючены соответственно к плюсовым зажимам конденсаторной батареи и выходу Г-образ" ного Фильтра, общая точка измерительных входов подсоединена к минусовому зажиму конденсаторной батареи, а выход соединен с управляющим электродом управляемого вентиля балластной цепи.Источники информациипринятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР М 299946) кл. Н 03 Н 7/06, 19692, Авторское свидетельство СССР й 449457, кл. Н 03 Н 7/00, 1971 (прототип).% 92106чае выполнения укаэанного входа вы- .сокоомным.,В момент времени ь цикл питанияповторяется; импульсом вновь открывается выпрямитель 2, Но теперь им- зпульс тока 3 отличается малой длительностью переднего фронта, котораяопределяется только постоянными времени нагрузки 9 и индуктивности 6.Последнее является следствием исклю" 0чения падения напряжения на индуктивности 6 при протекании через нее зарядного тока батареи 3. Батарея 3в нашем случае заряжена в процессепредыдущего (первого) цикла питания 1 би к моменту начала данного импульсасохраняет рабочее напряжение. В мо"мент времени 1 , когда потенциалплюсового зажима выхода Фильтра 8превышает потенциал плюсового зажима батареи 3, срабатывает компара"тор 11, включая сигналом своего вы"хода Ц вентиль 4 и обеспечивая темсамым оптимальное время включенияфильтра 8 в работу. В том случае, 25если в интервале времени между первым и вторым импульсами питания имело место воздействие на цепи управления выпрямителя 2 в сторону сниже"ния напряжения 0 в последующих цик- золах питания, включение вентиля 4производится не компаратором 11,который заперт более высоким потенциалом плюсового зажима батареи 3,а путем подачи блоком 1 контрольного зимпульса управления О в момент времени 1 В этом случае, в период площадки тока батарея 3 разряжается довеличины, соответствующей новому рабочему значению. В моменты времениЬ идействия элементов схемыаналогичны действиям в интервалеПО Окончании второгО циклапитания батарея 3 вновь останетсязаряженной до соответствующего рабочего значения.Предложенное техническое решениене только повышает быстродействиеустройства путем уменьшения длитель 6ности переднего фронта импульса, нои позволяет существенно увеличить на"дежность работы устройства в целомза счет исключения режима заряд"раз"ряд батареи 3 в каждом цикле пита"ния.Ф 7 8Фиг,ЛСоставитель И. БеляТехрев М. Ге гельТираж 95ударственного комитетам изобретений и открытийа Б"5 Раушская наб. ,д. 4/ент", г. Ужгород, ул. Проектная Вактор С. Запесочныи каз 23 УУ 73 ВНИИПИ Гос по дела 113035 Моска етемеаетиеевеаюВееаеивт Филиал ППП "Пат