Тиристорный генератор импульсов

Тиристорный генератор импульсов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОВРЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистнческик

Республик ц849456 (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 13.07.79 (21) 2794805/18-21 с присоединением заявки Лв (23) Приоритет

Опубликовано 23,07.81. Бюллетень М 27 Дата опубликования описания 23.07.81 (53)M. Кл.

Н 03 К 3/335

Государстаеииый комитет

СССР оо лелем изобретений и открытий (53) УЙ К 621.319. .53 (088. 8) М. В. Гельман, A. А. Меншиков и Г. П. Дубовиц

I (72) Авторы изобретения

Челябинский политехнический институт им. Ленинского комсомола (7i ) Заявитель (54) ТИРИГТОРНЫЙ ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ

Изобретение относится к импульсной технике, а конкретно к генераторам импульсов тока и может быть использовано в установках, где необходимы однопопярные импульсы тока, например в установ5 ках для испытаний силовых полупроводниковых приборов.

Известны схемы тиристорных генераторов импульсов (ТГИ), содержащие накопительный конденсатор, индуктивность,.

1о коммутирующий тиристор и согласующий трансформатор..При этом накопительный конденсатор заряжается от сети через выпрямитепьный элемент и ограничивающий резистор и разряжается через коммутируI5 юший тиристор, отпираемый блоком управления, индуктивность и согласующий трансформатор на нагрузку.

B схемах униполярных ТГИ большое внимание уделяется вопросам размагничи-20 вания сердечника согласующего трансформатора с тем, чтобы устранить явление насыщения сердечника, возникающее при прохождении через нагрузку униполярного импульса тока, При этом используется остаточная энергия накопительного конденсатора, либо энергия, запасаемая в некото« рых дополнительных элементах во время прохождения импульса в нагрузке (1).

Однако в этих устройствах отсутствует возможность сокращения сечения сер- . дечника трансформатора или количества витков обмоток,- что привело бы к существенному снижению веса трансформатора и экономии материалов, особенно для согла сующих трансформаторов мощных униполярных ТГИ низкой частоты, где вес согnsсуюшего трансформатора может составлять .десятки и сотни килограммов.

Наиболее близким к предлагаемому яв» ляется тиристорный генератор импульсов, содержащий два тиристора, резистор, пако» пительный конденсатор, индуктивность и трансформатор с тремя обмотками, первый тиристор, резистор и накопительный конденсатор вкшочеиы последовательно и подключены к питающей сети, второй тиристор, первичная обмотка трансформатора и

3 8404 индуктивность включены последовательно и подключены к накопительному конденсатору, управляющие электроды тиристоров соединены с соответствующими блоками управления, первая вторичная обмотка трансформатора через диод подключена к нагрузке (2).

Однако, если остаточная энергия накопительного конденсатора, как правило, значительно превышает ту энергию которая

10 необходима цля полного перемагничивания сердечника согласующего трансформатора, то процесс обратного перемагничивания сопровождается насыщением трансформатора в обратном направлении и протекали« ем в результате этого по первичной об15 мотке значительного тока, который ограничивается, практически, лишь, волновым сопротивлением цепи накопительный конденсатор — индуктивность. При достаточно

20 высокой частоте поступления импульсов в таком устройстве указанное явление увеличивает расчетную мощность первичной обмотки, что ведет к увеличению габаритов и веса согласующего трансформатора.

Llew изобретения - уменьшение массы и габаритов устройства, путем уменьшения сечения сердечника и уменьшения количества витков обмоток трансформатора.

Поставленная цель достигается тем, 30 что в устройство,содержащее два тиристора, резистор, накопительный конденсатор, индуктивность и трансформатор с тремя обмотками, в котором первый тиристор, резистор и накопительный конденсатор включены послецовательно и подключены к питающей сети, второй тиристор, первичная обмотка трансформатора и индуктивность включена последовательно и подключены к накопительному кон- 40 денсатору, управляющие электроды тиристоров соединены с соответствующими блоками управления, первая вторичная обмотка трансформатора через диод подключена к нагрузке, введены дополнительные 45 конденсатор, тиристор, блок управления, резистор и цва диода, при этом анод дополнительного тиристора через дополнительный резистор соединен с катодом второго тиристора, катод дополнительного ти-50 ристора через первый дополнительный диод в прямом включении соецинен с анодом второго тиристора и с первым выводом накопительного конденсатора, выводы Aollos нительного конденсатора соответственно подключены к второму выводу накопительного конденсатора и к катоду дополнительного тиристора, управляющий электрод которого соединен с дополнительным блоком

86 4 управления, причем вторая вторичная об мотка трансформатора через второй цопоп нительный диод соединена с входом блока управления, выход которого соединен с уп равпяющим электродом второго тиристора., На чертеже представлена .электрическая принципиальная схема тиристорного генератора импульсов.

Устройство содержит тиристор 1, управляющий электрод которого соединен блоком управления 2. Последовательно с тиристором 1 включены ограничительный резистор 3 и накопительный конценсатор

4. Анод тиристора 1 и нижний вывод накопительного конденсатора, 4 подключены к питающей сети. Параллельно 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 подклеен анод тиристора 8, управляющий электрод которого соедийен с блоком управления 9. Ог» раничитещ ный резистор 10 включен последовательно с тиристором 7, управляющий 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 управления 9 и нагрузкой 16.

Устройство работает следующим образом, . Предположим, что в результате прецыaymax процессов накопительный конденсатор 4 и дополнительный 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 слав дать до нуля и далее в область отрипательных значении до -8„„(фиг. 1).

Когда нкдукпяя равна Вв ток на чинает спадать, а индукция - уменьшатьГ ся и начинается заряд конденсатора 4 ох сети. В ходе заряда конденсатор 4 постепенно изменяет полярность заряда. На конденсаторе 6 полярность сохраняется, поскольку диод S отсекает его or конденсатора 4 в хоае заряда. После окончания заряда конденсатора 4 все конденсаторы массы всего устройства. Это весьма су щественно ans генераторов импупьсов, об ший sec которых может составпять десятки и сотни килограмм, а также цля геасераторов, применяемых в бортовой аппа ратуре. имеют полярность, соответствующую принятой в начапе, а инаукция в сераечнике равна В„, что также соответствует.начапьным. принятым усповиям. Поспе поступления импульса управлении на тиристор 7 от блока управпения 11 процесс повторяется. Из анапиза работы схемы виано, что начиная с момента открывания аиоаа

5 конденсаторы 4 и 6 работают параллепьно. 1О

Промежуток времени от открывания тиристора 8 до открывания диоаа 5 незна читепен, так как сопротиваение резисто- ра 10 выбирается малым. Требуемая апитепьность импульса тока в нагрузке опре- li депяется величинами инауктивности 12 и конденсатора, участвующего в .раэряае.

Спедоватепьно,. вепичина емкости накопительного конаенсатора в схеме ТГИ, взятой в качестве известного, равна суммар- 2О ной емкости накопитепьного и аопопнитепьного конденсаторов в предпагаемой схеме

ТГИ. Кроме того, в предпагаемом устройстве величина емкости конденсатора 6 выбирается иэ усповия накаппивания энергии, 25 необходимой апя размагничивания сердечника трансформатора 13. Вепичина этой энергии значитепьно меньше той, что запасается в накопительном конденсаторе.

Соответственно, емкость конденсатЬра 6 30 значитепьно меньше емкости конденсатора 4.

Введение аопопнитепьного конаенсатора 6 практически не оказывает влияния на массо«габаритные показатели схемы 35

ТГИ. Ввипу майости сопротивпения резистора 10, а также учитывая, что работает он достаточно короткое время по сравнению с длитепьностью выходного импупьса, средняя мощность рассеивания на нем зна-40 читепьно меньше мощности всей схемы и, таким образом, этот элемент также практически не оказывает влияния на массо-габаритные показатели. Виод 5 и тиристор 7 выбираются на мапые токи, го- 4> разпо. меньшие, .чем ток, протекакяций через коммутирукщий тиристор 8, поэтому относительно них можно сделать тот же вывод, что и относительно конденсатора

6 и резистора 10.

Таким образом, за счет относительного успожнения схемы преапагаемого устройства по сравнению с известным, удается значительно меньшить массу и габариты согпасуюшего трансформатора, масса которого может составлять ао 50%

Формупа изобретения.Тиристорный генератор импуаьсов, содержащий ава тиристора, резистор, накопитепьный конденсатор, индуктивность и трансформатор с тремя обмотками, первый тиристор, резистор и накопитепьный конденсатор включены последовательно и попкшочены к питакщей сети, второй тиристор, первичная обмотка трансформатора и индуктивность вкпючены поспеаовательно и подкпючены к накопительному конденсатору, управпяющие эпектроаы тиристоров соединены с соответствующими бпоками управления, первая вторичная обмотка трансформатора через диод поакпючена к нагрузке, о т п и ч а ю ш и и 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 ава диода, при. этом анод допопнитепьного тиристора через дополнительный резистор соединен с катодом второго тиристора, катод допопнитепьного тиристора через первый дополнительный диод в прямом включении соеаинен с анопом 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 блоком управпения, причем вторая вторичная обмотка трансформатора через второй аопопнитепьный диод соединена с входом блока управпения, Bblxon которого соепинен с управпякщим электродом второго тиристора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе .1. Патент Японии % 51-3625, кп. 98(5) Н 1.

2. Авторское свипетепьство СССР

М 438950, кп. G 01 И 31/26, 15.03.73 (прототип).

5 840456 6

849486

Составитель Ш. Шаряпов

Редактор А. Шандор Техред М.Голинка Корректор C..KopHHeHKo

Заказ 6115/75 Тираж 988 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета. СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, ЖЭф, Раушская наб., д. 4/5

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