Генератор импульсов тока регулируемой формы

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 095 яи Н 03 К 3/53 ОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ. СССРя ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 , 2. (21)4618855/21 .: здании источников питания для точечной (22) 09 11,88 многоимпульсной контактной сварки и пай- (46) 30.01.92. Бюл. М 4. ки металлов и сплавов, а также при созда- (71) Ленинградский электротехнический ин- нии источников питания газоразрядных ститут им. В.И; Ульянова(Ленина)приборов. Целью изобретения является по- (72) О.А. Герасев, А.М. Никитин, В.М. Опре .вышение надежности и расширение облаи В.А,. Свиридов . сти применения Цель достигается тем, что (53) 621.373 (088.8): в генераторе импульсов тока регулируемой (56) Шико В.Л. Популярные цифровые мик- формы, содержащей и-канальное зарядное росхемы. Металлургия, 1988; с.220-225, .: устройство 1, искусственную длинную лиАвторское свидетельство СССР " . нию 2, управляемые ключи 5, блок 6 управлеМ 1002119,кл. В 23 К 11 Л 6, 1983, ния ключами, и-канальное зарядноеустройство выполнено неуправляемым, с разф 4) ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ ТОКА РЕГУ-, личными уровнями напряжений каждого ка- ЛИРУЕМОЙ ФОРМЫ .нала,;а блок управления ключами снабжен . (57) Изобретение относится к импульсной: аналоговыми ключевыми элементами, введетехнике и может быть использовано при со- нц новые функциональные связи. 7 ил. з10 редность их работы 15 20 25 30 35 40 тов 10 50 Изобретение относится к импульснойтехнике и может быть использовано при создании источников питания для точечной.многоимпульсной контактной сварки и пайки металлов и сплавов, а также при создании источников питания газоразрядныхприборов.Цель изобретения - повышение надежности и эксплуатационйых возможностей,На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема генератора; нафиг. 2 - блок управления ключами; на фиг, 3 -схема неуправляемого и-канального зарядного устройства; на фиг. 4 - 7 - графикиимпульсов тока нагрузки; формируемых генератором импульсов тока в различных режимах его работы,Генератор импульсов тока регулируемой формы содержит и-канальное зарядноеустройство 1 (фиг. 1), искусственную длинную линию 2, выполненную в виде нескольких емкостных накопителей 3, междукаждым из которых включены последовательно соединенные индуктивности 4 и управляемые ключи 5, блок 6 управленияключами, включающий в себя генератор 7задающих импульсов, блоки 8 регулируемойвременной задержки с импульсными усилителями 9 мощности на выходе (фиг, 2),и-канальное зарядное, устройство 1выполнено неуправляемым, с различнымиуровнями напряжений каждого канала,(фиг. 3).Блок 6 управления ключами . снабженаналоговыми ключевыми элементами 10,выходы 11 которых подключены к входу 12импульсных усилителей мощности 9, (и - )входы нормально разомкнутых проходныхканалов 13 подключены к входам 14 блоков8.регулируемой временной задержки, а ивход 15 проходного разомкнутого канала .подключен к выходу 16 п-го блока 8 регулируемойвременной задержки и к входу 17первого замкнутого проходного канала,вход 18 второго замкнутого проходного канала подключен к входу 13 (и - 1)-го разомкнутого канала, вход 19 (и - 1)-гозамкнутого проходного канала подключен квходу 13 второго разомкнутого проходногоканала, вход 20 и-го замкнутого проходногоканала подключен к входу 13 первого разомкнутого проходного канала, а цепи 21 коммутации аналоговых ключевых элементов10 подключены к блоку 22 реверса.Генератор импульсов тока регулируемой формы работает следующим образом.От и-канального зарядного устройства1 емкостные накопители 3 искусственнойдлинной линии 2 заряжаются до различныхуровней напряжения, Форма импульса тока нагрузки в предлагаемом генераторе им-. пульсов тока регулируемой формы определяется уровнями зарядных напряжений емкостных накопителей 3 и законом коммутации управляемых ключей 5. Коммутация управляемых ключей 5 осуществляется с помощью блока управления 6 ключами, обеспечивающего изменение моментов коммутации управляемых ключей 5 и очеЗапуск блока 6 управления ключами осуществляется от генератора 7 задающих . импульсов, который обеспечивает как руч- . ной запуск генератора импульсов тока регулируемой формы, так и его работу в автоматическом частотном режиме, причем сигнал с выхода генератора 7 задающих импульсов подается на вход 14 первого блока 8 регулируемой временной задержки.Все (и - 1) блоки регулируемой временной задержки включены последовательно.Сигналы с входов 14 (и - 1)-го блока 8 регулируемой временной задержки поступают на (д - 1) входы разомкнутых проходных каналов 13, а сигнал с выхода 16 и-го блока регулируемой временной задержки поступает на и-й вход.15 разомкнутого проходного канала,На вход 17 первого замкнутого проходного канала поступает сигнал с выхода 16 и-го блока 8 регулируемой временной, задержки, а с его входа 14 сигнал поступает на вход 18 второго замкнутого проходного канала. На вход 19 (и - 1)-го замкнутого проходного канала поступает сигнал с входа 14 второго блока 8 регулируемой временной задержки, а на вход 20 и-го замкнутого про-, ходного канала сигнал поступает с входа 14 первого блока 8 регулируемой временной задержки,Сигналы с выходов 11 аналоговых ключевых элементов 10 поступают на входы 12 импульсных усилителей 9 мощности. Сигнал с блока 22 реверса поступает по цепи 21 коммутации аналоговых ключевых элеменВ зависимости от сигнала блока 22 реверса изменяется очередность работы импульсных усилителей 9 мощности с прямой на обратную, которые обеспечивают коммутацию управляемых ключей 5.Коммутация управляемых ключей 5 по заданному закону, осуществляемому с помощью блока 8 регулируемой временной задержки и блока 22 реверса, обеспечивает разряд емкостных накопителей 3 через индуктивности 4 на нагрузку и формирование в ней импульса регулируемой формы.Регулирование формы, импульса тока нагрузки осуществляется изменением моментов коммутации управляемых ключей 5и очередности их срабатывания, что значительно упрощает как сам генератор, так иего эксплуатацию.Рассмотрим характерные режимы работы генератора импульсов тока регулируе.мой формы.П р и м е р 1, Получение регулируемыхимпульсов тока нагрузки треугольной фор мы. В данном случае осуществляется заряд 10емкостных накопителей 3 искусственнойдлинной линии 2 таким образом, чтоУУп)У 2У 1, где У 1 - напряжейиеближайшего к нагрузке емкостного накопителя. Регулирование формы импульса тока 15нагрузки осуществляется изменением моментов коммутации управляемых ключей 5,обеспечиваемым блоками 8 временной регулируемой задержки, а также управлениемочередностью их срабатывания, обеспечиваемым аналоговыми ключевыми элементами 10 и блоком 22 реверса.При замыкании управляемых ключей 5,начиная от нагрузки, осуществляется фор.мирование импульсов с пологим фронтом и 25более крутым срезом. (фиг, 4), а при обеспечении реверса управления формируютсяимпульсы с крутым фронтом и пологим срезом (фиг. 5). Первым включается дальнийот нагрузки ключ, а последним включается 30первый к нагрузке ключ.5.П р и м ер 2. Получение регулируемыхимпульсов тока:нагрузки трапецеидальнойформы, В данном случае в отличие от режима работы, рассмотренного в примере 1, 35часть емкостных накопителей 3 искусствен-,ной длинной линии 2, крайних от нагрузки,заряжаются до максимального уровня зарядного напряжения Уп.При замыкании управляемых ключей 5,. 40начиная от нагрузки, осущесТвляется формирование импульсов трапецеидальнойформы с пологим фронтом и более крутымсрезом (фиг. 6); При обеспечении реверса.управления формируются в нагрузке импульсы трапецеидальной формы с крутымфронтом и пологим срезом (фиг. 7),Изменяя число ячеек линии, заряжае-.мых до максимального уровня зарядногонапряжения, можно регулировать длительность импульса трапецеидальной формы,Данный генератор импульсов тока регулируемой формы позволяет осуществить оптимизацию форм импульсов тока питанияконтактных сварочных машин, газоразрядных импульсных ламп, а также устройств,использующих. импульсные режимы работы, существенно повышая технологическиевозможности установок, работающих в импульсном режиме при регулировке формысварочного импульса предлагаемым устройством сохраняется величина энергииимпульса, Значительно упрощается управление генератором, поскольку регулирование формы импульса тока в нагрузке осуществляется лишь законом управленияключевыми элементами, а не формой эпюрызарядных напряжений. Повышение надежности предлагаемогоустройства достигается путем замены регулируемого и управляемого зарядного устройства на неуправляемое зарядноеустройство, т. е. вместо двойного управления зарядным устройством имеет место простое управление,Формула изобретения Генератор импульсов тока регулируемой формы, содержащий п-канальное зарядное устройство, искусственную длинную линию, выполненную в виде нескольких ем-. костных накопителей, первые выводы которых соединены с и-выходами и-канального зарядного устройства, между каждыми иземкостных накопителей включены последовательно соединенные индуктивности и управляемые ключи, блок управления ключами, включающий в себя блоки регулируемой временной задержки с импульсными усилителями мощности на выходе, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности и эксплуатационных возможностей, и-канальное зарядное устройство выполнено неуправляемым с различными уровнями напряжений каждогоканала, блок управления ключами снабжен аналоговыми ключевыми элементами, выходы которых подключены к входу импульсных усилителей мощности, (и - 1)-входы разомкнутых проходных каналов подключены к входам соответствующих блоков регулируемой временной задержки, а п-вход разомкнутого проходного канала подключен к выходу п-го блока регулируемой временной задержки и к входу первого замкнутого проходного канала, вход второго замкнутого проходного канала подключен к входу (и)-го разомкнутого проходного канала, вход (и -1)-го замкнутого проходного канала подключен к входу второго разомкнутого проходного канала, вход и-го замкнутого проходного канала подключен к входу первого разомкнутого проходного канала, а цепи коммутации аналоговых ключевых элементов подключены к блоку реверса.1709501 г, 4 Фиг. 5 0 О Фяг. 7 иг. 6. Составитель Л.Симоноваехред М.Моргентал эктор Н,Горва оррек ескид ТиражПодписноевенного комитета по изобретениям и открытиям113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 ул, Гагарина, 10 оизводственно-издательский, комбинат "Патент", г. Уж аказ 435 ВНИИПИ Государст при ГКНТ СС