RU1815768C - Источник питани дл магнетрона - Google Patents

Abstract

Использование: в области электротехники в качестве источника высоковольтного напр жени  дл  питани  СВЧ-генераторов. Сущность изобретени : после формировани  рабочего импульса, обусловленного зар дом или разр дом накопительного конденсатора (5), рабоча  точка по нелинейной характеристики намагничивани  трансформатора (4) с помощью тока подмагничи- вани  смещаетс  в обратном направлении относительно намагничивани  током рабочего импульса. В этом случае напр жение на участке анод-катод тиристорного ключа будет обратной пол рности и по амплитуде больше питающего напр жени , которое погасит тиристор. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

СО

«отД

ел XI

Ј

00

Изобретение относитс  к электроради- отехнмке, может быть использовано в качестве источника напр жени  дл  питани  высоковольтных СВЧ-генерэторов, например магнетрона, клистрона, ЛБВ и других потребителей высоковольтного напр жени ,

Целью изобретени   вл етс  создание источника высоковольтного питани  методом преобразовани  переменного низковольтного напр жени  в посто нное высокое напр жение, обладающего по сравнению с прототипом более высоким КПД и надежностью, а также значительным уменьшением веса и габаритов.

На чертеже приведена схема источника питани  дл  магнетрона, где 1 - выпр митель первичного напр жени , 2 - конденсатор фильтра выпр мител , 3 - блок подмагничивани , вход которого св зан с источником первичного питани , а выход с одной из обмоток высоковольтного транс-. форматора 4,4 - высоковольтный трансформатор 4, сердечник которого выполнен на сплаве типао пермаллой с пр моугольной петлей гистерезиса, трансформатор имеет п ть обмоток - обмотку подмагничивани , соединенную с блоком подмагничивани  Wn, высоковольтную обмотку Wa, соединенную с мостовым выпр мителем 9, обмотку дл  накала магнетрона WH, две первичные обмотки соединенные между собой W.1, W2, 5 - накопительный конденсатор, 6 - блок управлени  БУ, 7,8- тмристоры, включенные в зар дно-разр дные цепи, управл ющие электроды которых подсоединены - к выходу блока БУ, 9 - высоковольтный выпр митель, 10 - конденсатор фильтра высоковольтного выпр мител , 11 - магнетрон .

Устройство работает следующим образом .

Блок управлени  формирует импульсы запуска тиристоров 7 и 8.

Частота запускающих импульсов много больше частоты промышленной сети и равна f (4-5) КГц.

Сперва запускаетс  тиристор 7. После его запуска конденсатор 5 зар жаетс  через обмотку трансформатора WL При этом на обмотке трансформатора Л/з формируетс  высоковольтный импульс напр жени . Затем блок БУ формирует импульс запуска ти- ристора 8. Этот импульс задержан по времени относительно импульса запуска 7

на врем  равное t - о, т е- он Распо

ложен на временной оси между импульсами запуска первого тиристора.

Порле запуска тиристора 8 конденсатор 5 разр жаетс  через обмотку трансформатора Wa. При этом на обмотке трансформатора Wa формируетс  второй высоковольтный

импульс.

С целью гашени  тиристоров 7 и 8 после зар да и разр да конденсатора 5 трансформатор 4 выполнен на сердечнике, характеристика намагничивани  которого

принципиально  вл етс  нелинейной (пр моугольной ).

Дл  гашени  тиристоров после их запуска (поджига), т.е. после формировани  импульсов напр жени  на обмотке W3,

необходимо создать каким-либо путем разности потенциала между анодом и катодом равным 0. А дл  ускорени  рекомбинацион- ных процессов в тиристоре, т.е. дл  уменьшени  времени гашени  его, необходимо

создать напр жение на участке анод-катод тиристора обратной пол рности. Обычно этот процесс осуществл етс  с помощью либо дополнительного источника питани , либо когда дл  генерации импульсов

напр жени  используют формирующую линию , либо используютс  резонансные  влени .

Перечисленныетехнические приемы ведут к усложнению схемы и снижению КПД.

в данном устройстве используетс  принципиально новый метод гашени  тиристоров. Этот метод заключаетс  в том, что трансформатор (который выступает в качестве нагрузки) выполнен на сердечнике с пр моугольной характеристикой намагничивани .

Процесс гашени  тиристоров осуществл етс  следующим образом.

С помощью тока блока подмагничивани  3 и обмотки трансформатора Wn рабоча  точка смещаетс  по характеристике намагничивани  в насыщенную область обратного направлени  относительно намагничивани  рабочими токами (токами зар да

и разр да конденсатора 5).

После формировани  рабочего импульса , обусловленного зар дом конденсатора 5, рабоча  точка с помощью тока подмагничивани  смещаетс  в обратном направлении относительно намагничивани  током рабочего импульса. При этом переходе рабочей точки из ненасыщенной области в насыщенную на участке анод-катод тиристора 7 формируетс  импульсное сжатое напр жение обратной пол рности относительно питающего анодного напр жени . Тиристор гаснет.

Тот же самый процесс происходит и после формировани  рабочего импульса, обусловленного разр дом конденсатора 5 с помощью тиристора 8.

При этом на обмотке трансформатора формируетс  импульсное высоковольтное напр жение переменной пол рности. С об- мотки Л/з переменное напр жение выпр мл етс  с помощью выпр мител  9 и конденсатора 10. Затем выпр мленное напр жение прикладываетс  к участку анод- катод магнетрона.

Предложенное устройство устойчиво работает в весьма широком диапазоне изменени  частот, формирующих рабочие импульсы . Это обсто тельство имеет немаловажное значение..

Дл  формировани  напр жени  накала магнетрона в трансформаторе 4 используетс  обмотка WH. С целью формировани  напр жени  накала с помощью блока БУ резко снижаетс  рабоча  частота импульсов питани . Т.к. в холодном состо нии магнетрон  вл етс  не токопровод щим устройством , то вс  энерги  рабочих импульсов напр жени  расходуетс  на подогрев магнетрона .

После заданного времени, требуемЬго на накал, увеличиваетс  частота рабочих импульсов, посто нное напр жение на конденсаторе 10 поднимаетс  до номинального , магнетрон возбуждаетс  и выдает номинальную СВЧ мощность на нагрузку (СВЧ-камеру).

В предлагаемом устройстве включение накала, выдержка времени, алгоритм подн ти  высокого напр жени  на магнетрон осуществл ютс  с помощью блока БУ автоматически с помощью изменени  частоты рабочих импульсов напр жени .

Стабилизаци  высокого напр жени  на магнетроне, т.е. обеспечение посто нной выходной мощности при изменении велич и- ны напр жени  промышленно-бытовой сети на ±20%,автоматически осуществл етс  также с помощью изменений частоты рабочих импульсов.

В принципе можно стабилизировать выходное напр жение при более значительных уходах входного напр жени .

Предложенное устройство питани  р аз- работано дл  микроволновой печи и экспе- рименталъно отработано в составе с магнетроном М-105 (Вихрь). Подтверждены все рассчетные и ожидаемые результаты . КПД источника - 82 - 85%, что дл 

Claims (5)

1. Источник питани  дл  магнетрона, содержащий подключенный к входным выводам мостовой выпр митель, выход которого через конденсатор фильтра соединен с инвертором, состо щим из двух тиристоров, каждый из которых подключен к соответствующему входному выводу инвертора, высоковольтного выходного трансформатора, коммутирующего индуктивного элемента и коммутирующего конденсатора, соединенного одной обкладкой с входным выводом инвертора, а также блок управлени , выходы которого соединены с управл ющими электродами тиристоров, отличающий- с   тем, что, с целью повышени  КПД и улучшени  массогабаритных показателей, коммутирующий индуктивный элемент выполнен в виде введенной дополнительной обмотки высоковольтного выходного трансформатора , размещенной на его сердечнике , выполненном из сплава, имеющего петлю гистерезиса, близкую к пр моугольной , и подключенной к введенному блоку подмагничивани , причем первичные обмотки упом нутого трансформатора включены между тиристорами и соединены общей точкой со свободной обкладкой коммутирующего конденсатора,

2. Источник питани  по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с   тем, что блок управлени  выполнен в виде генератора импульсов с автоматическим измерением частоты генерируемых импульсов во времени.

3. Источник питани  по п. Ч.отлича- ю щи и с   тем, что, с целью регулировани  выходной мощности, блок управлени  снабжен коммутатором дл  изменени  частоты запускающих импульсов.

4. Источник питани  по п. 1,отличающий с   тем, что, с целью стабилизации выходной мощности в зависимости от уходов первичного питани , блок управлени  снабжен схемой стабилизации.

5. Источник питани  по п. 1. о т л и ч а - ю щ и и с   тем, что, с целью повышени  надежности, накальна  обмотка, обеспечивающа  накал магнетрона, размещена на сердечнике высоковольтного трансформатора , а.блок управлени  выполнен обеспечивающим нарастающую частоту повторени  запускающих импульсов.