SU1504799A2 - Коммутатор индуктивного накопител энергии - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к импульсной технике и может быть использовано дл  питани  лазеров, ускорителей зар женных частиц. Цель изобретени  - повышение КПД коммутатора и улучшение формы импульса на нагрузке. Импульсы с формировател  13 на ключи 4 и 9 начинают зар д индуктивного накопител  2 по цепи: источник 1 питани , накопитель 2, ключ 4, катушка индуктивности 8, ключ 9, источник 1. По достижении установленного значени  ток накопител  2 переключаетс  в цепь ключа 5, зар жа  конденсатор 6. Ключ 4 при этом выключаетс . По окончании импульса управлени  ключ 5 выключаетс , а включаетс  ключ 11 и на нагрузке 3 формируетс  фронт импульса, причем ток накопител  2 замыкаетс  по цепи: накопитель 2, нагрузка 3, диод 10, накопитель 2, мину  катушку 8, что улучшает форму импульса в нагрузке, ключ 9 при этом выключаетс  разностью напр жений конденсатора 6 и источника 1, приложенной через диод 10, что сокращает врем  ввода энергии в индуктивный накопитель и повышает КПД. Ток же катушки 8 индуктивности зар жает конденсатор 6 через ключ 11. Перезар д конденсатора 6 до напр жени  исходной пол рности происходит через ключ 12, срез импульса в нагрузке 3 формируетс  при повторном включении ключа 4. С включением ключа 9 процессы в схеме повтор ютс . 1 ил.

Description

1

Ф СО

14)

Изобретение относитс  к импульс- Н(Ьй технике, в частности к технике коммутации высоких энергий, и может б1мть использовано дл  питани  ускорителей зар жен шх частиц, лазеров, различных электрофизических устаноB (j)K.

; Цель изобретени  - noBbmjeHHe КПД устройства путем повьппени  эффектна- ю нрсти ввода энергии в индивидуальный нЬкопитель, а также улучшение формы н| пульса на нагрузке,

I На чертеже представлена принци- niianbHan электрическа  схема коммута- т(эра индуктивного накопител  энергии, Коммутатор содержит источник 1 питани , индуктивный накопитель 2 энергии , нагрузку 3, ключи 4, 5, конденса- тэр 6, источник 7 напр жени  зар да 20 конденсатора, катушку 8 индуктивности, кпюч 9, диод 10, ключи 11, 12, формирователь 13 управл ющих импульсов с выходами 14-18, причем ключи 4, 9, 11, 12  вл ютс  не полностью управл емыми,л а 25 кртюч 5 - полностью управл емым, причем проложит ел ьньй полюс источника 1 соединён с выводом индуктивного накопител  2 и катодом диода 10, второй вывод и|ндуктивНого накопител  2 соединён с 30 Нагрузкой 3 и анодами ключей 4, 5, ка- т|од ключа 5 соединен с конденсатором

6

отрицательным полюсом источника 7,

40

45

катодом ключа 11 и анодом ключа .12, анод диода 10 соединен с выводом ка- 35 тушки 8, вторыми выводами нагрузки 3 V. конденсатора 6, катодом ключа 4 и голожительным полюсом источника 7, второй вывод катушки 8 соединен с гнодами ключей 9, 11 и катодом ключа. 12, катод ключа 9 соединен с отрица- тельным полюсом источника 1, выходы 14-18 формировател  13 подключены к Соответствующим входам управлени  11лючей 4,5, 9, 11, 12,

Коммутатор работает следующим фбразом,

В исходном состо нии конденсатор (& зар жён от источника 7 до напр лсе- ии  отрицательной пол рности, В даль- йейшем цепь источника 7 не оказывает (Существенного вли ни  на процессы в схеме. В момент времени выходов 14, 16 формировател  13 поступают сигналы управлени  на входы управле- йи  ключей 4, 9, перевод  последние )В провод щее состо ние. Начинаетс  Этап В1юда э тргни в индуктивный накопитель 2 и катушку 8, В момент вре50

55

5 0

0

5

5

0

5

мени TI при достргжении током в цепи накопител  2 определенного, например установившегос , значени  с выхода 15 формировател  13 поступает сигнал управлени  на вход . ю:юча 5. Ключ 5 открываетс , и ток индуктивного накопител  2 из цепи ключа 4 переводитс  в цепь, содержащую последовательно включенные конденсатор 6 и ключ 5. За .врем  нахождени  ключа 5 в провод щем состо нии ключ 4 восстанавливает управл ющую способность, В момент времени Tj ключ 5 переводитс  в выключенное состо ние, на вход управлени  ключа I1 с выхода 18 формировател  I 3 поступает сигнал, перевод щий ключ 11 в провод щее состо ние , на нагрузке 3 формируетс  передний фронт импульса напр жени  положительной пол .рности, а к катушке 8 прикладываетс  напр жение конденсатора 6 с пол рностью, приведенной на чертеже. За врем  ,,-T,j напр жение на конденсаторе 6 уменьшаетс  по абсолютной величине. Ключ 9 в момент времени Tj закрываетс  обратным напр жением , равным разности напр жений конденсатора 6 и источника I, которое прикладываетс  к ключу 9 через диод 10, Через диод 10, мину  источник 1, замыкаетс  ток индуктивного накопител  2 на этапе вывода энергии из накопител  в нагрузку 3, После запирани  ключа 9 конденсатор 6 перезар жаетс  током катушки 8, В момент времени Т4 напр жение на конденсаторе 6 мен ет пол рность, в момент времени Т ток в цепи конденсатора 6 достигает нулевого значени , ключ II закрываетс , а напр жение на конденсаторе 6 достигает положительного значени  U, В момент времени Т с выхода 17 формировател  13 поступает импульс управлени  на вход ключа 12, Ключ 12 переводитс  в провод щее состо ние и конденсатор 6 начинает перезар жатьс  о.т напр жени  Up до напр жени  UQ отрицательной пол рнос- тп, В момент времени Т т ключ 4 переводитс  в провод щее состо ние, на нагрузке 3 формируетс  срез имульса напр жени , ток индуктивного накопител  2 после включени  ключа 4 замыкаетс  по цепи накопитель 2 - ключ 4 - диод 10, Посто нна  времени цепи разр да ивдуктивного накопител  2 при этом значительно больше, чем на этапе ,-Tj формировани  импульса на

нагрузке, и ток в цепи накопител  2 измен етс  незначительно, что новы- шает КДЦ. В момент времени Т| конденсатор 6 зар дитс  до напр жени  отрицательной пол рности В момент времени Tj при переводе ключа 9 в провод щее состо ние под действием управл ющего импульса с выхода формировател . 13 начинаетс  очередной этап ввода энергии в индуктивный накопитель 2 и катушку 8,

В данном коммутаторе на этапе Т Т7-Тз вывода энергии из индуктивного накопител  2 цепь подэар да конденсатора 6 не оказьшает вли ни  на форму импульса напр жени  на нагрузке.

ормула

к

6

3 о

бретенн 

Коммутатор индуктивного накопитеЬ  энергии по авт, ев, № 1223356, отличйющийс   тем, что с целью повышени  КПД и улучшени  фор- импульса на нагрузке, введены диод и дополнительный не полностью

управл енлй ключ, включенный между катушкой индуктивности и первым полюсом ИСТОЧНИКА питани , вход Которого соединен с дополнительным выходом фор ровател  управл шцих импульсов,

анод диода соединен с вторым выводом .нагрузки, катод - с вторым полюсом источника питаний.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Коммутатор индуктивного накопитеЪя энергии по авт, св, № 1223356, отличающийс я тем, что; с целью повышения КПД и улучшения формы импульса на нагрузке, введены диод и дополнительный не полностью эд управляемый ключ, включенный между катушкой индуктивности и первым полюсом источник^ питания, вход которого соединен.с дополнительным выходом формирователя управляющих импульсов, (5 анод дйода соединен с вторым выводом .нагрузки, катод - с вторым полюсом 1нсточника питания.