Устройство формирования импульсов

Устройство формирования импульсов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советсини

Социалистических т еспублнк

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

<и790134

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6! ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 060175 (21) 2093584/18-21 с присоединением заявки Мо (23) Приоритет

Опубликовано 231?.80, Бюллетень И 47

Дата опубликования описания 231? 80 (51)М. Клз

Н 03 К 3/53//

Н 03 К 17/72

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (53) УДК 821.373 (088.8) (72) Авторы изобретения

A.Ä. Зайцев и А.A. Макаров (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ФОРМИРОВАНИЯ ИМПУЛЬСОВ

Изобретение относится к импульсной технике, а именно к устройствам формирования электрических импульсов и может быть использовано в электронике и радиотехнике, например, для создания мощных высоковольтных импульсных модуляторов и генераторов.

Известно устройство формирования импульсов, содержащее группу последовательно соединенных тиристоров, цепь запуска, образованную импульсным трансформатором, на первичную обмотку которого подаются управляющие импульсы, а вторичные обмотки подключены к участкам управляющий 15 электрод-катод соответствующих тиристоров и делитель напряжения, образованной резисторами, подключенными параллельно каждому тиристору (1), 20

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее последовательно соединенные тиристоры, катод одного из крайних тиристоров эаэем- 25 лен, а анод другого крайнего тиристора подсоединен к источнику питания и цепь запуска, содержащую т1 конденсаторов и импульсных трансформа.торов с первичными и вторичными об- 30

2 мотками, а также и зарядных диодов.

Первичные обмотки каждого импульсного трансформатора соединены одними концами с катодами соответствующих тиристоров, а другими концами с первыми обкладками конденсаторов, к которым подключены аноды зарядных диодов. Вторичные обмотки каждого импульсного трансформатора подключены между катодами и управляющими электродами соответствующих тристоров, вторые обкладки конден-, саторов подсоединены к анодам этих тиристоров, а катоды зарядных диодов подключена к их управляющим электродам. Устройство содержит также делитель напряжения, образован- ный резисторами, подключенными параллельно каждому тиристору j2)Основным недостатком рассмотренных устройств, при работе в импульсном режиме на повышенных. частотах является низкая устойчивость к воздействию нарастающего анодного напряжения, низкая помехоустойчивость устройств. Кроме того, для управления тиристорами первого устройства требуется большая мощность генератора управляющих импульсов.

790134

Цель изобретения — повышение устойчивости к воздействию нарастающего анодного напряжения и повышение помехоустойчивости, Укаэанная цель достигается тем, что в устройстве Формирования импульсов; содержащем импульсный трансформатор с rlпервичными и Н вторичными обмотками, включенными встречно, диодов, последовательно соединенных)

I тиристоров, катод одного из крайних тиристоров эаземпен, анод другого крайнего тиристора подсоединен к источнику питания, а параллельно каждому подключены две цепочки, одна из которых содержит резистор, другая — конденсатор, включенный в 1$ обратном направлении диод и первичную обмотку импульсного трансформатора, каждая из вторичных обмоток импульсного трансформатора одним своим концом подключена к 36 катоду, а другим — к управляющему электроду тиристора, каждый из дополнительно введенных зарядных диодов подключен в прямом направлении между отводом от части первичной обмотки и катодом диода, в импульсиый1 трансформатор введена, по крайней мере, одна управляющая обмотка и все обмотки размещены на одном сердечнике, кроме того, дополнительно введены по две цепочки к каждой

Зб ячейке с тиристором, одна из которых состоит из ограничительного резистора и стабилитрон, включенных последовательно с управляющим электродом тиристора, другая состоит из резисто- Зз ра, включенного параллельно участку управляющий электрод-катод тиристора.

Подключение зарядных диодов в соответствии с изобретением позволило создать отрицательное смещение на управляющих электродах тиристоров, что обеспечило повышение устойчиности этих тиристоров и как следствие всего устройства к воздействию нарастающего анодного напряжения, а 45 также повышенную помехоустойчивость устройства. Целесообразно в импульсный трансформатор устройства по изобретению ввести, по крайней мере одну, управляющую обмотку, что позволяет 5О. значительно уменьшить мощность внешнего запускающего генератора.

На фиг. 1 представлена принципиаль ная электрическая схема устройства по изобретению, на Фиг. 2 - электрическая схема одной ячейки устройства с .дополнительными элементами.

Устройство формирования импульсов (фиг. 1) содержит группу из четырех последовательно соединенных тиристоров 1, 2, 3 и 4 в которой катод 40 крайнего тиристора 4 эаземлен, а анод, другого крайнего тиристора 1 соединен с клеммой 5, резисторный.делитель напряжения образован резисторами

6, 7, 8 и.9 каждый из которых под- 65 ключен параллельно соответствующему тиристору 1, 2, 3 и 4. Цель запуска устройства образована импульсным трансформатором 10, на управляющую обмотку 11 подаются управляющие импульсы, вторичные обмотки 12, 13, 14 и 15 подсоединены к участкам ,управляющий электрод-катод тиристо ров 1, 2, 3 и 4 соответственно и первичные обмотки 16, 17, 18 и 19, включенные встречно относительно об.моток 12, 13, 14, 15 причем один конец первичных обмоток 16, 17, 18 и

19 соединен с катодом тиристоров

1, 2, 3 и 4, отводы от части обмоток соединены с нижним1и обкладками конденсаторов 20, 21, 22 и 23 через зарядные диоды 24, 25, 26 и 27, ориентированные анодами и нижним обкладкам упомянутых конденсаторов, а другие концы первичных обмоток 16, 17 и 18 и 19 соединены с теми же обкладками конденсаторов 20, 21, 22 и 23 через диоды 28, 29, 30 и 31, ориентированные анодами к упомянутым концам первичных обмоток. Верхние обкладки конденсаторов 20, 21, 22 и 23 соединены с анодами соответствующих тиристор „ к 1, 2, 3 и 4. Оптимальные условия работы устройства по изобретению могут быть достигнуты при введении в него дополнительных элементов, включение которых показано на. фиг. 2 где представлена только одна ячейка с тиристором 1.

Последовательно с управляющим электродом тиристора 1 включены ограничительный резистор 32 и стабилитрон

33, ориентированный анодом к управляющему электроду тиристора, параллельно его участку управляющий электрод-катод включен резистор 34, а последовательно с диодом 28, ориентированным катодом к нижней обкладке конденсатора 20, включен резистор 35.

Аналогично строятся и остальные ячейки на тиристорах 2, 3 и 4 устройства по изобретению.

При подаче напряжения на клемму 5, т.е. на анод тиристора 1, идет ток заряда конденсаторов 20, 21, 22 и 23 проходящий по последовательной цепи; анод тиристора 1, конденсатор 20, диод 24, включенный в прямом направлении, часть обмотки 16 импульсного трансформатора 10, анод тиристора 2, конденсатор 21, диод 25 и т.д. на землю.

Для эффективного деления нарастающего анодного напряжения между тиристорами при больших скоростях нарастания, конденсаторы необходимо подключить непосредственно к участ кам анод-катод соответствующего ти,ристора. Кроме того, для повышения устойчивости тиристоров и, как,след.ствие, всего устройства к воздейст.вию нарастающего напряжения, необходимо обеспечение отрицательного

790134 смещения на упранляющих электродах тиристорон. Это достигается тем, что при нарастании аноднога напряжения, ток заряда конденсаторов 20, 21, 22 и 23 подключенных одной обкладкой к,анодам тиристоров 1, 2, 3 и 4, а другой — через дкоды 24, 25, 26 и 27.и части первичных обмоток 16, 17, 18 к 19, незашунткрованные диодами 24, 25, 26 и 27 к катодам тирксторов 1, 2, 3 и 4, проходя через незашунткрованные части первичных обмоток 16, 17, 18 и 19 импульсного трансформатора 10, индуцирует на включенных встречно обмотках 12, 13, 14 и 15 ЭДС, которая обеспечивает необходимую величину отрицательного смещения, на участках управляющий электрод-катод соответствующих тиристоров. Так как, большая часть обмоток 16, 17, 18 и

19 зашунтиронана, величина индуктивного сопротинления незашунтиронанной части мала и не вносит искажений в распределение нарастающего анодного напряжения между тиристорами.

Напряжение между конденсаторамк

20, 21, 22 к 23 делится пропорционально суммарным током утечки тиристорон 1, 2, 3 и 4 к токов через резисторы 6, 7, 8 и 9 соответственно.

При подаче положительного сигнала запуска на обмотку 11, импульсного трансформатора 10, положительный ток управления, после трансформирования поступает одновременно на участки управляющий электрод-катод . ткристоров 1, 2, 3 и 4, так как обмотки 12, 13, 14 к 15 включены согласно друг относительно друга „и относительно обмотки 11. После перехода тиристоров 1, 2, 3 и 4 в открытое состояние происходит разряд конденсаторов 20, 21, 22 и 23 по цепи: открытый тиристор обмотки 16, 17, 18 и 19 импульсного трансформатора 10, диоды 28, 29, 30 и 31,включенные в прямом направлении.

Обмотки 16, 17, 18 к 19 включены встречно относительно обмоток 12, 13, 14 и 15, поэтому ток разряда конденсаторов 20, 21, 22 и 23 после трансформирования приводит к увеличению тока управления тиристоров

1, 2, 3 и 4.

Однако включение тиристоров 1, 2, 3 и 4 обычно происходит неодйовременно в силу технологического разброса параметров кх включения. При этом ток разряда конденсаторов 20, 21, 22 к 23, соответствующих включенному тиристору вызывает, как описано выше, дополнительный- так управления не только на включающейся тиристар, но и на остальные еще не нключающиеся тиристары, так как все обмотки 16, 17, 18 и 19, 12, 13, 14 и 15 намотаны на общем сердечнике импульсного трансформатора 10. Дополнительный ток угравления еще не включившихся тнристаров приводит к уменьшению времени задержки лавинного нарастания тока анода к, как следствие„ подтягинанию более .медленных по этому параметру приборов. Прк этом возможность возникновения перенапряжений на приборах, кмеюшкх большую величину длительностей задержки, лавинного нарастания тока анода, сводится к минимуму. Эффективное исполь зование энергии, накопленной конденсат тором, позволяет значительно уменьшить мощность внешнего запускающего генератора, питающего обмотку.

При последующей подаче анодного напряжения на клемму 5, а затем управляющего сигнала на обмотку 11 импульсного трансформатора 10, описанный ныае процесс, повторяется.

Для обеспечения оптимальных условий работы н предлагаемое устройствО введены дополнительные элементы (фиг. 2).

Ограничительный резистор 32 и стабилитрон 33, включенные последовательно с управляющим электродом тиристора 1, служат для повышения помехозащищенности устройства и выравнивания входных вольтамперных характеристик ткристорон.

Резистор 34, включенный параллельно участку управляющий электродкатод тиристора, обеспечивает повышенную устойчивость устройства к воздействию нарастающего аноцного напряжения, а также устойчивости к длительному воздействию постоянного последовательного с диодом, предназначен для ограничения тока разряда последовательно с диодом, предназначен для ограничения тока разряда конденсатора 20.

Применение устройства по изобретению н импульсной технике, особенно для формирования коротких и мощных импульсов на повышенных частотах, позволит снизить мощность генератора управляющих импульсов, повысить помехозащищенность устройства его устойчивость к воздействию нарастающего анодного напряжения, по сравнению с известным аналогичными устройствами.

Формула изобретения

1. Устройство формирования импульсов, содержащее импульсный трансформатор с и первичными к и вторичными обмотками, включенными встречно, И диодов, N последовательно соединенных тирксторов, катод одного кз крайней тиристорон заземлен, анод другого крайнего тиристора подсоединен к источнику питания, а параллельно каждому тиристору подключены две цеФ

790134!

Ю. 2 почки, одна из которых содержит резистор, другая - конденсатор, включенный в обратном направлении диод и первичную обмотку импульсного трансформатора, каждая из rl вторичных обмоток импульсного трансформатора одним своим концом подключена к катоду, а другим — к управляющему электроду тиристора, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения устойчивости к воздействию .нарастающего анодного напряжения 1О путем создания отрицательного смещения.,на управляющих электродах тиристоров, а также снижения мощности управления, каждый иэ в дополнительно введенных зарядных диодов подключен l5 в прямом направлении между отводом от. части первичной Обмотки и катодом диода, в импульсный трансформатор введена, по крайней, мере, одна управляющая обмотка и вес обмотки размещены на общем сердечнике.

2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, в каждую ячейку с тиристором, дополнительно введены по две цепочки, одна из которых состоит иэ ограничительного резистора и стабилитрона, включенных последовательно с управляющим электродом тиристора, другая состоит из резистора, включенного параллельно участку управляющий электрод-катод тиристора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Кузьмин В.A. Сенторов Х.Я.

Четырехслойные полупроводниковые приборы. М., "Энергия", 1967, с.1б4.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 532175, кл. Н 03 К 17/72, 1973.

ВНИИПИ Заказ 9058/57

Тираж 995 Подписное

Филиал ППП Патент, г, Ужгород, ул. Проектная, 4