Управляемый тиристорный генератор однополярных импульсов

) УДК 621. 31 б. .727(088.8) ва аелем изобретен н открытий опубликования опис Попкой 1. 2) Автор изобретения 1 71) Заявитель РАВЛЯЕМЫЙ ТИРИСТОРНЫЙ ГЕНЕРАТОР ОДНОПОЛЯРН ИМПУЛЬСОВ Изобретение технике, а имен ной технике пов может быть испо управления прео стве устройств пенчатых импуль азователями в качермирования двухстув оптимальной Форотносится к электро- но к преобразовательгшенной мощности, и льзовано в системах мы.Известен Формирователь двухступенчатых и мпул ь со в, содержащий Формирующие конденсаторы, между среднимио точками которых включена индуктивность, а параллельно конденсаторам включены последовательно соединенные импуль сный трансформатор и тиристор1 .Данный формирователь имеет прастув схему, однако в цепь колебательного контура входит источник питания, который должен иметь малое внутреннее сопротивление для обеспечения высоко"2 го КПД схемы, вследствие чего увеличиваются вес и габариты источника питания. Отсутствие общей точки по цепи управления тиристорами приводит к не 2обходимости иметь гальваническую раз вя з ку по этим цепям, вследст вие чего усложняется схема, Кроме того, магнитопровод импульсных трансформаторов работает без размагничивания и плохо используется, Это приводит к увеличению числа витков, сечения маг нитопровода и соответственно габарит ных размеров этих трансформаторов. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является управляемый тиристорный генератор однополярных импульсов оптимальной Формы, содержащий основной и вспомогательный нако" пительные конденсаторы, имеющие общую точку, подсоединенную через" управляемый ключ к одному выводу пер" вичной обмотки выходного импульсного трансформатора, второй вывод которой подключен через Форсирующий резистор и диод в непроводящем направлении к основному и вспомогательному3 1001 накопительным конденсаторам соответственно, а также источник постоянного напряжения с тремя выводными клеммами, причем цепь заряда основного накопителя подключена к клеммам источ ника, дающим большее напряжение, а цепь заряда вспомогательного накопителя - к клеммам источника, дающим меньшее напряжение2.Недостатком указанного генератора 1 о является наличие двух источников питания, один из которых дает большее и меньшее напряжение, а второй подключен через резистор к размагничивающей обмотке выходного импульсного 15 трансформатора, причем эта обмотка обеспечивает полное использование сердечника, Кроме того, генератор в целом имее, низкий КПД, так как раэмагничивающая обмотка потребляет ток, ко в торый, протекая по балластному реэисгору, рассеивает на нем значительную мощность,.Цель изобретения - повышение КПД генератора, 25Укаэанная цель достигается тем, что управляемый тиристорный генератор однополярных импульсов, содержащий выходной импульсный трансформатор с первичной, размагничивающей и выходной обмотками, первичная обмотка которого зашунтирована последовательно соединенными диодом и стабилитроном, а, выходная предназначена для подключения через диод к силовому тиристору, основной и вспомогатель 35 ный накопительные конденсаторы, имеющие общую точку, подсоединенную через управляемый ключ к одному выводу первичной обмотки, второй вывод которой40 подключен через форсирующий резистор к основному накопительному конденсатору, причем цепь заряда вспомогательного накопительного конденсатора подключена к клеммам источника пита 45 ни я, вы полнен в виде двух Формирователей импульсов, причем между вспомогательным накопительным конденсатором и вторым выводом выходного импульсного трансформатора первого формирователя импульсов включена размагничивающая обмотка выходного импульсного трансформатора второго формирователя импульсов, а между вспомогательным накопительным конденсатором и вторым выводом выходного импульсного трансформатора второго формирователя импульсов включена размагничивающая обмотка выходного импульс 358 4ного трансформатора первого Формирователя импульсов.Иежду Форсирующим резистором и основным накопительным конденсаторомвключен резистор, зашунтированный диодом, анод которого подключен к этому конденсатору.Такое включение размагничивающейобмотки импульсного трансформаторапозволяет исключить источник питания,предназначенный в известном для раз- .магничивания сердечника этого трансгФорматора, а также использовать размагничивающую обмотку для формирования второй ступени выходного импульса оптимальной Формы, что позволяетповысить КПД генератора и улучшитьФорму импульса,На Фиг, 1 представлена принципиальная схема генератора однополярныхимпульсов оптимальной формы; на фиг,2 диаграмма, поясняющая процесс Формирования импульса по стадиям.Предлагаемый генератор содержитисточник 1 питания, состоящий иэ синхронизирующего трансформатора 2, напервичную обмотку 3 которого подается гтитаоцее напряжение синхронизацииЦ-икр, а вторичные обмотки 4 и 5 через диоды 6 и 7 присоединены соответственно к первому и второму выводамисточника 1 питания, причем среднийвывод обмоток 4 и 5 синхронизирующего трансформатора 2 является общейточкой схемы генератора, который выполнен на двух Формирователях 8 и9 импульсов. В первом Формирователе8 импул ьсов второй вывод первой обмотки 10 выходного импульсного трансФорматора 1 через форсирующий резистор 12 и резистор 13, шунтированныйдиодом 4, присоединен к основномунакопительному конденсатору 15, з через размагничивающую обмотку 16 выходного импульсного трансформатора 17,принадлежащего второму Формирователю9 импульсов, и зарядный резистор 18,присоединен к первому выводу источника 1 питания. Кроме того, первыйвывод обмотки 10 через тиристорныйключ 19, включенный в проводящем направлении, присоединен к общей точкесхемы, связывающей основной накопительный конденсатор 15 и вспомогательный конденсатор 20, через которыйосуществлена связь с начальным выводом (отмечен точкой у обмотки) размагничивающей обмотки 16, выходнаяобмотка 21 выходного импульсного5 1001трансформатора 11 через диод 22, включенный в проводящем направлении, и защищенный резистор 23 подключена куправляющему электроду силового тиристора 2 М управляющего формирователем 8 импульсов, в котором для ограничения амолитуды выходного импульса первая обмотка 10 зашунтированапоследовательно соединенными защитными диодом 25 и стабилитрон 26, Во Овтором формирователе 9 импульсов второй вывод. первой обмотки 27 выходного импульсного трансформатора 17 через форсирующий резистор 28 и резистор 29, шунтированный диодом 30, присоединен к основному накопительномуконденсатору 31, а церез раэмагничивающую обмотку 32 выходного импульсного трансформатора 11, принадлежащего первому Формирователю 8 импульсов, и зарядный резистор 33 присоеДйнен к второму выводу источника 1 питания. Кроме того, первый вывод обмотки 27 через тиристорный ключ 31включенный в проводящем направлении, 2присоединен к общей точке схемы, связывающей основной накопительный конденсатор 31 и вспомогательный накопительный конденсатор 35, через который осуществлена связь с начальРным выводом (отмечена точкой у обмотки ) р аз ма гни ци вающей обмот ки 32 . Выходная обмотка 36 выходного импульсного трансформатора 17 через диод 37,выключенный в проводящем направлении,изащитный резистор 38 подключена к управляющему электроду силового тиристора 39, управляющего формирователем9 импульсов, в котором для ограничения амплитуды выходного импульса пер 40вая обмотка 27 зашунтирована последо. вательно соединенными защитным диодомчО и стабилизатором 1.Рассмотрим работу формирователя8 однополярных импульсов (работа формирователя 9 однополярных импульсов45происходит аналогично),При прохождении через диод 6 источника 1 питания положительной полуволны питающего напряжения происходитзаряд конденсатора 20, а через размагницивающую обмотку 16 выходногоимпульсного трансформатора 17,. принадлежащего второму формирователю 9,а также через резисторы 12 и 13 происходит заряд конденсатора 15, зарядНный ток которого размагничивает сердечник выходного импульсного трансформатора 17. Конденсаторы 15 и 20 заря 358 Сжаются до одинакового амплитудного напряжения, причем емкость. конденсатора 20 больше емкости конденсатора 15,При подаче на управляющий. электродтиристора 19 положительного управляющего импульса ( последний может бытьподан только при отрицательной полу- волне питающего напряжения на диоде6) на первой обмотке 10 выходногоимпульсного трансформатора 11 начинаетформироваться импульс, причем формирование его происходит по двум стади"ям (Фиг. 2), где кривая А обозначвет напряжение на первой обмотке 10,полу"чаемой только при разряде основного накопительного конденсатора 15 через диод 1, включенный в проводящем направлении, и резистор 12 при отключенном вспомогательном конденсаторе 20, кривая В - напряжение на первой обмотке 1 О, получаемой только при разряде вспомогательного конденсатора 20 через размагничивающую обмотку16 выходного импульсного трансформатора 17 (осуществляя дополнительное размагничивание его сердечника) при отключенном конденсаторе 15.Рассмотрим динамику процесса, При наличии управляющего импульсана управляющем электроде тиристора 19 последний начинает переключаться при напряжении, равном напряжению заряда основного конденсатора 15, который совместно с первой обмоткой 10 образует колебательный контур, резонансная частота которого существенно больше резонансной частоты контура, образованного вспомогательным конденсатором 20, размагничивающей обмоткой16 выходного импульсного трансформатора 17 и первой обмоткой 1 О выходного импульсного трансформатора 11, поэтому на обмотке 10 напряжение от 1конденсатора 15 растет быстрее, чем напряжение от конденсатора 20, и это напряжение формирует передний фронт (участок Оа).формирование крыши импульса происходит следующим образом.При достижении на первой обмотке 1 О напряжения равного напряжению стабилизации стабилитрона 26 (точка а) последний начинает проводить и напряжение благодаря имеющемуся еще резистору 12 на первой обмотке 10 остается постоянным и равным напряжению стабилизации стабилитрона 26 (участок аЬ), По мере разряда основ 7 10013 ного конденсатора 15 происходит уменьшение напряжения на последнем и ста - билитрон 26 перестает проводить (точка Ь), при этом конденсатор продолжает,разряжаться через обмотку 10 и одновременно влияет на формирование импульса, разряд вспомогательного конденсатора 20, формируя вторую степень, амплитуда напряжения которой примерно в два раза меньше .ампли О туды напряжения первой ступени, так как при разряде вспомогательного конденсатора 20 часть напряжения выделиться на размагничивающей обмотке 16 выходного импульсного трансформатора 15 17, который током разряда конденсатора 20 дополнительно размагницивает сердечник, Участок (Ьдс) соответствует совместному разряду конденсаторов 15 и 20 на обмотку 10, окон- ро чательно формируя верхнюю часть крыши импул ьса.Задний фронт импульса образуется в результате насыщения магнитопровода в выходном импульсном трансформа- у 5 торе 11 (участок с). При этом конденсаторы 15 и 20 быстро разряжаются (участок ст). Таким образом, размагничивание сердечника выходного импульсного трансформатора 17 (спомощью размагничивающей обмотки 16) зарядным током основного накопительного конденсатора 15 и разрядным током вспомогательного накопительного конденсатора 20, а также размагничи 35 вание сердечника выходного импульсного трансформатора 11 (с помощью размагничивающей обмотки 32) зарядным током накопительного конденсатора 31 и разрядным током вспомогательного накопительного конденсатора 35 позволяет исключить источник постоянного напряжения, предназначенный в прототипе для размагничивания сердечника выходного импульсного трансформа 45 тора и в результате повысить КПД генератора на 27,63, чем и определяется экономический эффект использова-, ния изобретения в преобразовательнойтехнике повышенной мощности. Формула изобретения1, Управляемый тиристорный генератор однополярных импульсов, содержащий выходной импульсный трансформатор,с первичной, размагничивающей и выходной обмотками, первичная обмотка которого зашунтирована последовательносоединенными диодом и стабилитроном,а выходная предназначена для подключения. через диод к силовому тиристору, основной и вспомогательный накопительные конденсаторы, имеющие общуюточку, подсоединенную через управляемый ключ к одному выводу первичнойобмотки, второй вывод которой подключен церез форсирующий резистор к основному накопительному конденсатору,причем цепь заряда вспомогательногонакопительного конденсатора подключена к клеммам источника питания, о тЛ и ч а ю щ и й с я тем, цто, с целью повышения КПД, он выполнен в виде двух формирователей импульсов,причем между вспомогательным накопительным конденсатором и вторым выводом выходного импульсного трансформатора первого Формирователя импульсоввключена размагничивающая обмотка выходного импульсного трансформаторавторого Формирователя импульсов, амежду вспомогательным накопительнымконденсатором и вторым выводом выходного импульсного трансформатора второго формирователя импульсов включена размагничивающая обмотка выходного импульсного трансформатора первого формирователя импульсов.2. Генератор по и, 1, о т л и ц аю щ и й с я тем, что между Форсирующим резистором и основным накопительным конденсатором вклюцен ре"зистор, зашунтированный диодом, анодкоторого подключен к этому конденсатору,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР8 490233, кл. Н 02 И 1/08,2, Авторское свидетельство СССРМ 349063, кл, Н 02 Р 13/16,1001358 Составитель Л.Ульянововач Техред А,Бабинец , Корректор В.Бутяга Редактори каз 1138 е ал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектна 9 Тираж 685 ВНИИПИ Государств по делам изобре 113035, Москва, Ж нного ений и 5, Рау Подпимитета ССткрытийкая наб.,