RU2234805C2 - Pulse generator - Google Patents
Pulse generator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2234805C2 RU2234805C2 RU2002119025/09A RU2002119025A RU2234805C2 RU 2234805 C2 RU2234805 C2 RU 2234805C2 RU 2002119025/09 A RU2002119025/09 A RU 2002119025/09A RU 2002119025 A RU2002119025 A RU 2002119025A RU 2234805 C2 RU2234805 C2 RU 2234805C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- block
- transistors
- current
- switching elements
- output
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в технике неразрушающего контроля. В частности, при диагностике диэлектрических трубопроводов, через которые протекает слой слабо проводящей жидкости, к этому слою необходимо прикладывать напряжение, превышающее 1000 В, и обеспечивать ток не менее 100 мА; при этом частота переменного сигнала должна лежать в пределах 4-8 Гц. Существующие промышленные генераторы не позволяют создавать столь высокое напряжение на низких частотах. Кроме того, генератор должен быть достаточно портативным для обеспечения работы в полевых условиях.The present invention relates to radio engineering and can be used in the technique of non-destructive testing. In particular, when diagnosing dielectric pipelines through which a layer of a weakly conducting liquid flows, it is necessary to apply a voltage exceeding 1000 V to this layer and provide a current of at least 100 mA; while the frequency of the alternating signal should be in the range of 4-8 Hz. Existing industrial generators do not allow such a high voltage at low frequencies. In addition, the generator must be portable enough to support field work.
Для реализации неразрушающего контроля вместо низкочастотного генератора переменного тока может быть использован генератор, создающий последовательность чередующихся положительных и отрицательных импульсов, например - генератор по АС №1008880. Однако указанный генератор не позволяет создавать на выходе высокое напряжение порядка 1000 В при токе порядка 100 мА с частотой повторения импульсов 4 или 8 Гц.To implement non-destructive testing, instead of a low-frequency alternating current generator, a generator can be used that creates a sequence of alternating positive and negative pulses, for example, a generator according to AS No. 1008880. However, this generator does not allow to create a high voltage of about 1000 V at the output at a current of about 100 mA with a pulse repetition rate of 4 or 8 Hz.
Наиболее близким техническим решением к изобретению является 20-ти герцовый кольцевой генератор по патенту США №5307407, использующий низкочастотный контроль ширины импульсов. Этот генератор позволяет на частоте 20 Гц реализовать преобразование постоянного напряжения от источника с напряжением +/- 130 В в переменный сигнал. Генератор импульсов содержит источник постоянного напряжения, блок переключающих элементов на транзисторах, оптронную развязку цепей управления, выход которой подключен к входу усилителя, выход которого соединен с входом блока переключающих элементов на транзисторах. Однако генератор по указанному патенту не позволяет реализовать на выходе напряжение порядка 1000 В на частоте 4 Гц или 8 Гц и обеспечить в нагрузке ток, превышающий 100 мА.The closest technical solution to the invention is a 20 hertz ring generator according to US patent No. 5307407, using low-frequency control of the pulse width. This generator allows at a frequency of 20 Hz to realize the conversion of direct voltage from a source with a voltage of +/- 130 V into an alternating signal. The pulse generator contains a constant voltage source, a block of switching elements on transistors, an optocoupler isolation of control circuits, the output of which is connected to the input of the amplifier, the output of which is connected to the input of the block of switching elements on transistors. However, the generator according to the specified patent does not allow to realize an output voltage of the order of 1000 V at a frequency of 4 Hz or 8 Hz and to provide a load in excess of 100 mA in the load.
Задача изобретения - обеспечение возможности создания при помощи генератора совокупности положительных и отрицательных импульсов с частотой повторения 4 и 8 Гц, при выходном сигнале не менее 1000 В и токе в нагрузке не менее 100 мА.The objective of the invention is the ability to create using the generator a set of positive and negative pulses with a repetition rate of 4 and 8 Hz, with an output signal of at least 1000 V and a current in the load of at least 100 mA.
Поставленная задача достигается тем, что генератор импульсов, содержащий источник постоянного напряжения, блок переключающих элементов на транзисторах, оптронную развязку цепей управления блока переключающих элементов на транзисторах, выход которой подключен к входу усилителя, выход которого соединен с входом блока переключающих элементов на транзисторах, отличается тем, что блок переключающих элементов на транзисторах выполнен на транзисторах, включенных по мостовой схеме с нагрузкой в диагонали моста, а также введен счетчик-формирователь двух выходных сигналов, состоящих из сдвинутых по фазе импульсов управления, выход которого соединен с входом оптронной развязки цепей управления, при этом выход источника постоянного напряжения соединен с блоком переключающих элементов на транзисторах через блок контрольных измерений, включающий токовый датчик, компаратор контроля тока блока переключающих элементов на транзисторах, выполненный с возможностью запирания счетчика-формирователя импульсов при превышении допустимого значения тока в блоке переключающих элементов на транзисторах и с возможностью полного сброса счетчика-формирователя импульсов при включении источника постоянного напряжения.The problem is achieved in that the pulse generator containing a constant voltage source, a block of switching elements on transistors, optocoupler isolation of control circuits of a block of switching elements on transistors, the output of which is connected to the input of an amplifier, the output of which is connected to the input of a block of switching elements on transistors, that the block of switching elements on the transistors is made on transistors connected in a bridge circuit with a load in the diagonal of the bridge, and also a counter-form Two output signals consisting of phase-shifted control pulses, the output of which is connected to the optocoupler input of the control circuits, while the output of the DC voltage source is connected to the block of switching elements on the transistors through a control measurement unit, including a current sensor, a current control comparator of the switching unit elements on transistors, configured to lock the counter-pulse shaper when exceeding the permissible current value in the block switching element s on transistors and with the possibility of a complete reset of the counter-pulse shaper when you turn on the DC voltage source.
Кроме того, генератор импульсов отличается тем, что он выполнен с возможностью формирования поочередно импульсов положительной и отрицательной полярности с напряжением от 800 до 1200 В на частоте 4 Гц или 8 Гц при токе не менее 100 мА.In addition, the pulse generator is characterized in that it is configured to alternately generate pulses of positive and negative polarity with a voltage of 800 to 1200 V at a frequency of 4 Hz or 8 Hz at a current of at least 100 mA.
Структурная схема генератора представлена на фиг.1, где 1 - сетевой фильтр, содержащий выключатель, предохранители, фильтр ВЧ помех, ограничитель импульсных помех; 2 - автотрансформатор с галетным переключателем, регулирующий выходное напряжение; 3 - разделительный трансформатор с двумя идентичными выходными обмотками; 4, 5 - мостовые выпрямители со сглаживающими напряжение конденсаторами; 6 - блок контрольных измерений, включающий делитель напряжения, токовый датчик, переключатель рода измерений с выводом на стрелочный индикатор показаний тока и напряжения; 7 - блок из четырех переключающих биполярных транзисторов, включенных по мостовой схеме, 8 - четырехканальный усилитель для согласования с биполярными транзисторами блока 7 (по три инвертора параллельно и транзистор для удержания транзисторов в закрытом состоянии (на каждый канал); 9 - оптронная развязка цепей управления блока переключающих транзисторов: два канала для “горячей пары” транзисторов блока 7 (“горячая пара” - транзисторы, находящиеся под высоким напряжением); 10 - слаботочный источник питания внутренних цепей (создающий постоянное напряжение 9 В); 11 - преобразователь питания управляющих цепей “горячей пары” транзисторов блока 7 (рабочая частота 32768 Гц); 12 - компаратор контроля тока транзисторов в блоке 7, срабатывающий при превышении допустимого значения тока в цепи: “выпрямители - блок 7 - нагрузка” (в результате срабатывания он запирает счетчик 18 в нулевом состоянии, кроме того, имеется возможность отключения работы компаратора, также осуществляется полный сброс счетчиков при включении питания, компаратор 12 имеет также внешний индикатор срабатывания); 13 - задающий генератор с частотой 32768 Гц; частота стабилизирована кварцевым резонатором в стандартном часовом исполнении; 14 - повторитель, устраняющий влияние внешних факторов на работу задающего генератора; 15 - счетчик-делитель с коэффициентом 28=256, формирующий частоту 32768/256=128 Гц; 16 - триггер-делитель на 2, позволяющий совместно с блоком 17 выбрать частоту выходного сигнала 4 или 8 Гц; 17 - триггер-делитель на 2, позволяющий совместно с блоком 16 выбрать частоту выходного сигнала 4 или 8 Гц; 18 - счетчик-формирователь сигналов управления биполярными транзисторами в блоке 7; этот узел формирует два выходных сигнала, сдвинутых по фазе со скважностью 3/8; счетчик имеет коэффициент деления, равный восьми; 19 - внешняя нагрузка; 20 - эквивалент нагрузки (используется при испытаниях или в случае, если параметры нагрузки 19 неизвестны или непредсказуемы). Блоки 1, 2, 3, 4, 5 образуют источник постоянного напряжения. Блоки 13-18 входят в состав счетчика-формирователя импульсов.The structural diagram of the generator is shown in figure 1, where 1 is a line filter containing a switch, fuses, an RF interference filter, a pulse noise limiter; 2 - autotransformer with a biscuit switch that controls the output voltage; 3 - isolation transformer with two identical output windings; 4, 5 - bridge rectifiers with voltage-smoothing capacitors; 6 - block control measurements, including a voltage divider, a current sensor, a switch of the kind of measurements with the conclusion to the dial indicator of current and voltage readings; 7 - a block of four switching bipolar transistors connected in a bridge circuit; 8 - a four-channel amplifier for matching with bipolar transistors of block 7 (three inverters in parallel and a transistor to keep the transistors closed (for each channel); 9 - optocoupler isolation of control circuits block of switching transistors: two channels for a “hot pair” of transistors of block 7 (“hot pair” - transistors that are under high voltage); 10 - low-current power source of internal circuits (creating a constant voltage 9 V); 11 - power converter of the control circuits of the “hot pair” of transistors of block 7 (operating frequency 32768 Hz); 12 - comparator for monitoring the current of transistors in block 7, which trips when the permissible current value in the circuit is exceeded: “rectifiers - block 7 - load ”(as a result of operation, it locks the counter 18 in the zero state, in addition, it is possible to disable the comparator, the meters are also completely reset when the power is turned on, comparator 12 also has an external indicator of operation); 13 - master oscillator with a frequency of 32768 Hz; the frequency is stabilized by a quartz resonator in a standard watch design; 14 - repeater, eliminating the influence of external factors on the operation of the master oscillator; 15 - counter-divider with a coefficient of 2 8 = 256, forming a frequency of 32768/256 = 128 Hz; 16 - trigger divider by 2, allowing together with block 17 to choose the frequency of the output signal 4 or 8 Hz; 17 - trigger divider 2, allowing together with block 16 to select the frequency of the output signal 4 or 8 Hz; 18 is a counter-driver of control signals of bipolar transistors in block 7; this node generates two output signals, out of phase with a duty cycle of 3/8; the counter has a division ratio of eight; 19 - external load; 20 - load equivalent (used in tests or in case load parameters 19 are unknown or unpredictable). Blocks 1, 2, 3, 4, 5 form a constant voltage source. Blocks 13-18 are part of the counter-pulse generator.
На фиг.2 показана диаграмма импульсов на выходе блока 18 и на выходе блока 7.Figure 2 shows a pulse diagram at the output of block 18 and the output of block 7.
Генератор работает следующим образом. В результате работы блоков 1, 2, 3, 4, 5 на выходе блоков 4 и 5 формируется постоянное высокое напряжение, реально регулируемое от 800 до 1200 В. С выходов выпрямителей высокое напряжение подается на вход блока переключающих транзисторов 7 через блок контрольных измерений 6. Работой блока 7 управляет четырехканальный усилитель 8. Блок 9 реализует оптронную развязку цепей управления транзисторами блока 7 в двух каналах. На входы блоков 8 и 9 подаются прямоугольные импульсы на рабочей частоте 4 Гц или 8 Гц, сдвинутые по фазе относительно друг друга и имеющие скважность 3/8. Указанные импульсы формируются блоком 18 путем последовательного деления импульсов задающего генератора 13, счетчика делителя 15 и триггеров 16 и 17. В итоге, на выходе блока 7 поочередно формируются импульсы положительной и отрицательной полярности, которые подаются на внешнюю нагрузку 19 напрямую, либо через эквивалент нагрузки 20.The generator operates as follows. As a result of the operation of blocks 1, 2, 3, 4, 5, a constant high voltage is generated at the output of blocks 4 and 5, which is actually adjustable from 800 to 1200 V. From the outputs of the rectifiers, a high voltage is supplied to the input of the block of switching transistors 7 through the block of control measurements 6. The operation of block 7 is controlled by a four-channel amplifier 8. Block 9 implements optocoupler isolation of the control circuits of the transistors of block 7 in two channels. At the inputs of blocks 8 and 9, rectangular pulses are fed at an operating frequency of 4 Hz or 8 Hz, phase shifted relative to each other and having a duty cycle of 3/8. These pulses are generated by block 18 by sequentially dividing the pulses of the master oscillator 13, the counter of the divider 15, and triggers 16 and 17. As a result, pulses of positive and negative polarity are alternately generated at the output of block 7, which are supplied to the external load 19 directly or through the load equivalent 20 .
На фиг.2 показаны диаграммы, поясняющие работу генератора. Низковольтные управляющие импульсы с выхода блока 18 воздействуют через усилитель 8 на блок 7, таким образом, что на его выходе формируются импульсы высокого напряжения поочередно положительной и отрицательной полярности с интервалами между ними, равными 1/8 периода.Figure 2 shows diagrams explaining the operation of the generator. Low-voltage control pulses from the output of block 18 act through an amplifier 8 on block 7, so that high-voltage pulses of alternating positive and negative polarity with intervals between them equal to 1/8 of the period are formed at its output.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002119025/09A RU2234805C2 (en) | 2002-07-18 | 2002-07-18 | Pulse generator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002119025/09A RU2234805C2 (en) | 2002-07-18 | 2002-07-18 | Pulse generator |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2002119025A RU2002119025A (en) | 2004-02-10 |
RU2234805C2 true RU2234805C2 (en) | 2004-08-20 |
Family
ID=33412648
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002119025/09A RU2234805C2 (en) | 2002-07-18 | 2002-07-18 | Pulse generator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2234805C2 (en) |
-
2002
- 2002-07-18 RU RU2002119025/09A patent/RU2234805C2/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2002119025A (en) | 2004-02-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Shimizu et al. | Loss evaluation of AC filter inductor core on a PWM converter | |
RU2234805C2 (en) | Pulse generator | |
Do et al. | Novel grid impedance measurement setups in electrical power systems | |
RU2377712C1 (en) | Bridge inverter with prevention of one-sided saturation of output transformer | |
RU2291419C2 (en) | Vortex measuring device | |
RU2579529C1 (en) | Device for controlling thyristors of bridge circuit of device for testing electric meters | |
RU2799392C1 (en) | Device for measuring transient intermodulation distortion of an electrical signal | |
RU2260190C1 (en) | Relaxation measuring device for parameters of cg-dipole | |
RU2412459C1 (en) | Device for providing parallel operation of inverters | |
RU2024025C1 (en) | Pulse current contactless measurement device | |
SU1396221A1 (en) | Arrangement for preventing saturation of transformer of bridge transistorized inverter | |
SU1267300A1 (en) | Device for checking voltages of negative phase-sequence of non-symmetric voltage system | |
SU1005127A1 (en) | Difference-transformer analogue-to-code converter | |
SU665274A1 (en) | Method of measuring reactive power and energy | |
CN104991117A (en) | Test method of intelligent-router direct-current-unit resonant frequency | |
SU859973A1 (en) | Device for checking permissible voltage of skmiconductor devices | |
SU761941A1 (en) | Apparatus for measuring phase-frequency characteristics | |
SU892348A1 (en) | Device for measuring insulation resistance of electric network under voltage | |
SU885939A1 (en) | Magnetic induction to frequency converter | |
SU702317A1 (en) | Digital device for measuring rlc-parameters | |
RU2256184C1 (en) | Measuring converter for alternating current | |
SU499537A1 (en) | Discrete-analog analyzer of the harmonic spectrum of electrical signals | |
SU798667A1 (en) | Geoelectrosurvey apparatus | |
Matsumori et al. | Comparison between single phase and three phase of PWM inverters in Iron Loss measurement | |
SU1427283A1 (en) | Device for electromagnetic check of objects |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20040719 |