RU1786639C

RU1786639C - Pulse voltage generator

Info

Publication number: RU1786639C
Application number: SU914936027A
Authority: RU
Inventors: Сергей Геннадьевич Конесев; Виктор Ильич Мельников; Игорь Геннадьевич Михайлов; Рафаиль Тимергалиевич Тукаев
Original assignee: Уфимский авиационный институт им.Серго Орджоникидзе
Priority date: 1991-05-12
Filing date: 1991-05-12
Publication date: 1993-01-07

Abstract

Изобретение относитс к импульсной и преобразовательной технике и может быть использовано в электротехнологии, системах зажигани , светотехнике, квантовой электронике. Импульсный генератор напр жени содержит источник 1 посто нного на- пр жени , тиристорный инвертор с последовательно и параллельно включенными с контуром коммутации тиристорами, емкостный накопитель энергии, импульсную нагрузку 7, причем контур коммутации и емкостный накопитель энергии выполнены в виде единой двухобкладочной спиральной .полосковой линии 4, 5, два тиристора 2, 6, 1 ил..The invention relates to pulse and converter technology and can be used in electrical technology, ignition systems, lighting engineering, quantum electronics. The pulse voltage generator comprises a constant voltage source 1, a thyristor inverter with thyristors connected in series and parallel with the switching circuit, a capacitive energy storage device, a pulse load 7, the switching circuit and the capacitive energy storage device being made in the form of a single double-wound spiral strip line 4, 5, two thyristors 2, 6, 1 ill ..

Description

Изобретение относитс к импульсной и преобразовательной технике и может быть использовано в электротехнологии, системах зажигани , светотехнике, квантовой электронике. Известен последовательный инвертор, содержащий источник посто нного напр жени , к которому через первый тиристор и. первую Цатушку индуктивности подключены две параллельные Цепи, перва содержит коммутируемую емкость и нагрузку, а втора - вторую катушку индуктивности и втор ой коммутатор 1. .., .The invention relates to pulse and converter technology and can be used in electrical technology, ignition systems, lighting engineering, quantum electronics. A sequential inverter is known which comprises a constant voltage source, to which through a first thyristor u. two parallel circuits are connected to the first Inductor, the first contains the switched capacitance and load, and the second contains the second inductor and the second switch 1. ..,.

Наиболее близким к за вл емому устройству по технической сущности вл етс последовательный инвертор, содержащий источник посто нного напр жени , к которому через первый тиристор подключен последовательный колебательный LC-контур, последовательно с LC-контуром через мостовой выпр митель подключена накопи- тельна емкость, параллельно LC-контуру и выпр мителю подключен второй тиристорThe closest to the claimed device by technical essence is a series inverter containing a constant voltage source, to which a series oscillatory LC circuit is connected through the first thyristor, a storage capacitor is connected in series with the LC circuit through a bridge rectifier, in parallel LC circuit and rectifier connected to a second thyristor

.,:.,:

Недостаткам данных устройств вл ютс большие масса и габариты, обусловленные наличием большого числа дискретных элементов; ;;: ::.. . : Целью изобретени вл етс улучшение массогабарйтных характеристик устрОЙСТВа .. .; /; :/ ; The disadvantages of these devices are the large mass and dimensions due to the presence of a large number of discrete elements; ;;: :: ... : The aim of the invention is to improve the overall dimensions of the DEVICE ... ...; /; : /;

Цель достигаетс тем,что в импульсном генераторе напр жени , содержащем ис-. точник посто нного напр жени ; тиристор- . ный инвертор с последовательно и параллельно включёнными с контуром ком- мутации тирмсторами, емкостный накопи- тель:, импульсную нагрузку, контур коммутации и накопитель энергии выполне--. ны в виде единой двухобкладочной спиральной полосковой линии (СПЛ), источник посто нного напр жени через (последова- ; тельный) тиристор подключен к диагональ- но противоположным концам обкладок СПЛ, второй (параллельный) тиристор под-.The goal is achieved in that in a pulsed voltage generator containing constant voltage meter; thyristor. The inverter with the tirmstors connected in series and in parallel with the switching circuit, the capacitive storage :, the pulse load, the switching circuit and the energy storage are executed--. They are in the form of a single double-sided spiral strip line (SPL), a constant voltage source is connected through a (sequential; thyristor) to the diagonally opposite ends of the SPL plates, the second (parallel) thyristor is connected.

ключей к другой паре диагонально протйво- положных концов обкладок СПЛ, а нагрузка подключена к одноименным концам обкла- ; док СПЛ. ;; :keys to another pair of diagonally opposite ends of the SPL plates, and the load is connected to the ends of the same-; Dock CPF. ;; :

Интеграци силовых пассивных частей в; устройствах преобразовани электрической энергии в науке и технике известно 3. Однако использование СПЛ при построе- нии ключевых источников электропитани и включение специально развитой межобкладочной емкости СПЛ в процесс генерировани электромагнитных колебаний, а также накоплени электрической энергии с последующей отдачей ее в нагрузку вл етс новым , что позвол ет сделать вывод оIntegration of power passive parts in; devices for converting electric energy in science and technology are known 3. However, the use of SPL in the construction of key power sources and the inclusion of a specially developed interplanar capacity of the SPL in the process of generating electromagnetic waves, as well as the accumulation of electrical energy with its subsequent transfer to the load, is new, which allows us to conclude

соответствии всей совокупности существенных признаков критерию существенные отличи .compliance of the totality of essential features to the criterion of significant differences.

На чертеже показана схема за вл емого генератора.The drawing shows a diagram of the inventive generator.

Генератор содержит источник 1 посто нного напр жени , первый тиристор 2, СПЛ 3, выполненную из двух обкладок 4, 5, разделенных диэлектриком (СПЛ на черте же изображена в развернутом виде, диэлектрик не показан), второй тиристор б, нагрузочную цель 7, состо щую из разр дника 8 и нагрузки 9. Источник 1 посто нного напр жени через первый тиристор 2 подключей к диагонально противоположным концам обкладок 4, 5 СПЛ 3. Второй тиристор 6 подключен к другой паре диагонально противоположных концов обкладок 4, 5 . СПЛ 3. Нагрузочна цепь 7 (последовательно включенные разр дник 8 и нагрузка 9) подключена к Ьдно йменным концам обкладок СПЛ. .; . ;;- : ; :- . . : Генератор работает следующим обра .-..зом. . ..,,-.... , :-,/ .. . The generator contains a constant voltage source 1, the first thyristor 2, SPL 3, made of two plates 4, 5 separated by a dielectric (the SPL in the drawing is shown in expanded form, the dielectric is not shown), the second thyristor b, load target 7, consists of consisting of discharge 8 and load 9. A constant voltage source 1 through the first thyristor 2 is connected to the diagonally opposite ends of the plates 4, 5 of the SPL 3. The second thyristor 6 is connected to another pair of diagonally opposite ends of the plates 4, 5. SPL 3. The load circuit 7 (series-connected discharge 8 and load 9) is connected to the one-sided ends of the plates of the SPL. .; . ;; -:; : -. . : The generator operates as follows .- .. zom. . .. ,, -....,: -, / ...

: П р й под йче импульса управлени на: First under the control pulse

первый тиристор 2 он открываетс и подключает СПЛ к источнику 1 питани . СПЛ начинает зар жатьс . Емкость полосковой the first thyristor 2 it opens and connects the SPL to the power supply 1. CPL begins to charge. Stripe capacity

линии через собственную индуктивность.lines through intrinsic inductance.

обкладок зар жаетс до напр жени , равного удвоенному напр жению источника 1 .питани . Тиристор 2 закрываетс и предотвращает разр д межобкладочной емкости СПЛ на источник питани . Затем импульс.the plates is charged to a voltage equal to twice the voltage of the power supply 1. Thyristor 2 closes and prevents the interlining capacitance of the SPL from being discharged to the power source. Then the momentum.

управлени подаетс на тиристор 6, Межобкладочна емкость СПЛ через собственнуюcontrol is applied to thyristor 6, Interplanar capacitance of the SPL through its own

индуктивность линий и открытый тиристорline inductance and open thyristor

6 перезар жаетс до напр жени , равного6 recharge until voltage equal to

.напр жению на межобкладочной емкостиthe voltage at the interlining capacitance

до коммутации тиристора 6. Тиристор б закрываетс . Затем импульсуправлени подаетс на тиристор 2 и он вновь подключает СПЛ к источнику питани . Межобкладочна емкость СПЛ через ее собственную индуктивность . обкладок перезар жаетс до на- пр жени , равного сумме напр жени на . емкости СПЛ до коммутации тиристора 2 и удвоенного напр жени источника 1 питани , Дальнейший процесс зар да межрбкладонной емкости СПЛ происходит аналогично описанному выше. Тиристоры 2 и 6 поочередно открываютс и производ т зар д и перезар д емкости СПЛ. Происходит процесс раскачки напр жени . На5 пр жение на межобкладочной емкости СПЛ растет с каждым циклом зар д - перезар д . По достижении уровн напр жени , равного напр жению пробо разр дника (или в случае если разр дник управл емый - при подаче управл ющего импульса наbefore switching thyristor 6. Thyristor b closes. Then, a control pulse is applied to thyristor 2 and it reconnects the DPS to the power source. Interplanetary capacitance of the SPL through its own inductance. the plates are recharged to a voltage equal to the sum of the voltage. capacitance of the SPL before switching the thyristor 2 and the double voltage of the power supply 1. The further process of charging the inter-junction capacitance of the SPL is as described above. Thyristors 2 and 6 alternately open and charge and recharge the SPL capacitance. A voltage buildup process is taking place. The voltage at the interlining capacitance of the SPL increases with each charge – overcharge cycle. Upon reaching the voltage level equal to the voltage of the breakdown of the discharge (or in the case if the discharge is controllable - when applying a control pulse to

разр дник), энерги , запасенна в межобк- ладочной емкости СПЛ, разр жаетс на нагрузку 9. Затем разр дник 8 вновь отсекает нагрузку от СПЛ и начинаетс процесс раскачки напр жени на СПЛ. arrester), the energy stored in the interconnect capacitance of the SPL is discharged to load 9. Then, discharger 8 again cuts off the load from the SPL and the process of voltage buildup to the SPL starts.

По мере необходимости, если требуетс предотвратить возможность закорачивани источника питани на нагрузку, в случае, когда срабатывает разр дник 8 и оказываетс открытым тиристор 2, можно ввести дополнительную обратную св зь по цепи управлени , котора необходимым образом синхронизирует работу коммутаторов в схеме . . ;: . ... .....:. ;-;-;: , - If necessary, if it is required to prevent the possibility of shorting the power supply to the load, in the event that the discharge 8 operates and the thyristor 2 is open, additional feedback can be introduced through the control circuit, which synchronizes the operation of the switches in the circuit as necessary. . ;:. ... .....:. ; -; - ;:, -

Так как провод щие обкладки СПЛ служат одновременно витками дроссел и об- кладками конденсатора, то СПЛ выполн ет в данном генераторе функции трех Элементов: дроссел контура коммутации, коммутируемой емкости и накопител электрической энергии. Это приводит к снижению массогабаритов силовой пассивнойSince the conductive plates of the SPL serve simultaneously as throttle turns and the capacitor plates, the SPL in this generator performs the functions of three Elements: the cross-section of the switching circuit, commutated capacitance, and electric energy storage. This leads to a decrease in the mass dimensions of the power passive

части генератора импульсов напр жени более чем в два раза. Ф о р м у л а и з о б р е т е н и Импульсный генератор напр жени , содержащий источник посто нного напр жени , тиристорный; инвертор с последовательно и параллельно включенными с контуром коммутации тиристорами. емкостный накопитель энергии/импульсную нагрузку, отл и чаю щи И с тем, что,parts of the voltage pulse generator more than double. Formula and Pulsed voltage generator comprising a constant voltage source, thyristor; an inverter with thyristors connected in series and in parallel with the switching circuit. capacitive energy storage / impulse load, excellent and so that,

с целью улучшени массртабаритнУх характеристик , контур коммутации и нашпитель энергии выполнены в виде ёдй нбй двухобк- ладочной спиральной полоскрврй линии, источник пйт энИ через первый тиристорin order to improve the mass-dimensional characteristics, the switching circuit and the energy filler are made in the form of a single double-fused spiral half-line line, a source of energy through the first thyristor

подключен к диагональнб противоположным концам обкладок спиральной полосцо- вой линии, второй тиристор подключен к другой паре диагрнально противоположных концов обкладок спиральной полосковой линии,аconnected to the diagonal opposite ends of the helical strip line, the second thyristor is connected to another pair of diagonally opposite ends of the spiral strip line, and

нагрузка подключена к одноименным концам обкладок спиральной полосковой линии .. / ,... : .-.. .. .the load is connected to the ends of the spiral strip linings of the same name .. /, ...: .- .. ...