SU1762392A1 - Pulse generator - Google Patents
Pulse generator Download PDFInfo
- Publication number
- SU1762392A1 SU1762392A1 SU894794573A SU4794573A SU1762392A1 SU 1762392 A1 SU1762392 A1 SU 1762392A1 SU 894794573 A SU894794573 A SU 894794573A SU 4794573 A SU4794573 A SU 4794573A SU 1762392 A1 SU1762392 A1 SU 1762392A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- output
- input
- adder
- pulse
- voltage
- Prior art date
Links
Landscapes
- Generation Of Surge Voltage And Current (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к импульсной технике и предназначено дл генерировани электрических импульсов с использованием элементов, аккумулирующих энергию и разр жаемых через нагрузку. Целью изобретени вл етс повышение стабильности амплитуды напр жени при измен ющейс нагрузке. Указанна цель достигнута за счет выполнени блока стабилизации амплитуды , содержащего блок выборки хранени (8), источник эталонного напр жени (9), входами подключенные к соответствующим входам сумматора 10, который соединен с преобразователем напр жени длительность паузы (11), выход которого соединен через источник импульсов запуска (12) с входом управлени тиристором 4, а вход блока выборки хранени соединен с нагрузкой контрол , подключенной к вторичной обмотке трансформатора 5. Первична обмотка трансформатора включена между анодом тиристора (4) и первым входом накопительного двухполюсника (7), второй вывод которого соединен с общей шиной, а источник посто нного напр жени (1) выполнен управл емым , при этом вход управлени соединен через блок импульсно-фазового управлени (14) с выходом второго сумматора (13), первый вход которого соединен с отрицательным выводом блока 1 и через датчик тока с общей шиной второй вход второго сумматора соединен с выходом первого сумматора 1,а выход блока 1 соединен через зар дный дроссель с анодом тиристора , катод которого соединен с общей шиной 2 ил. со сThe invention relates to a pulse technique and is intended to generate electrical pulses using energy storage and discharge elements. The aim of the invention is to increase the stability of the voltage amplitude with varying loads. This goal is achieved by performing an amplitude stabilization unit containing a storage sampling unit (8), a reference voltage source (9), with inputs connected to the corresponding inputs of the adder 10, which is connected to the voltage converter with a pause duration (11), the output of which is connected through the source of start-up pulses (12) with the thyristor control input 4, and the input of the storage sampling unit are connected to a control load connected to the secondary winding of the transformer 5. The primary winding of the transformer is connected between the house of the thyristor (4) and the first input of the cumulative two-terminal device (7), the second output of which is connected to the common bus, and the constant voltage source (1) is controlled and the control input is connected via the pulse-phase control unit (14) the output of the second adder (13), the first input of which is connected to the negative output of block 1 and through the current sensor with a common bus, the second input of the second adder is connected to the output of the first adder 1, and the output of block 1 is connected via a charging choke to the thyristor anode, whose cathode n with a common bus 2 Il. with s
Description
Изобретение относится к импульсной технике и предназначено к генерированию электрических импульсов с использованием элементов, аккумулирующих энергию и разряжаемых через нагрузку с помощью переключающих устройств, управляемых внешним сигналом, и может быть использовано для стимулирования пластической деформации металлов электрическим током.The invention relates to a pulse technique and is intended to generate electrical pulses using energy storage elements and discharged through a load using switching devices controlled by an external signal, and can be used to stimulate the plastic deformation of metals by electric current.
Известен генератор импульсов, содержащий источник постоянного напряжения, зарядный дроссель, зарядный диод, тиристор, накопительный двухполюсник, импульсный трансформатор, нагрузку, источник импульсов запуска.Known pulse generator containing a constant voltage source, charging inductor, charging diode, thyristor, storage two-terminal, pulse transformer, load, source of start pulses.
К недостаткам генератора можно отнести невозможность получения высокой частоты следования импульсов, а также невозможность работы на нагрузку, активное сопротивление которой изменяется во времени.The disadvantages of the generator include the impossibility of obtaining a high pulse repetition rate, as well as the inability to work on a load whose active resistance varies over time.
Наиболее близким по технической сущности является импульсный модулятор, содержащий источники постоянного напряжения и импульсов запуска, зарядный дроссель с несколькими обмотками, зарядный диод, накопительный двухполюсник, коммутатор, нагрузку и устройство стабилизации амплитуды выходных импульсов, содержащее устройство импульсно-фазового управления, регулирующий элемент, источник опорного напряжения, а также датчик величины зарядного напряжения, содержащий пиковый детектор и эмиттерный повторитель.The closest in technical essence is a pulse modulator containing sources of constant voltage and start pulses, a charging inductor with several windings, a charging diode, a storage two-terminal device, a switch, a load and an output pulse amplitude stabilization device containing a pulse-phase control device, a control element, a source reference voltage, as well as a charge voltage value sensor containing a peak detector and an emitter follower.
Кроме этого, в датчике величины зарядного напряжения вход пикового детектора через эммитерный повторитель и диод соединен с первой дополнительной обмоткой зарядного дросселя, а выход пикового детектора через резистор соединен с входом устройства импульсно-фазового управления, причем параллельно резистору через диод подключена вторая дополнительная обмотка указанного дросселя, соединенная встречно по отношению к первой.In addition, in the charge voltage value sensor, the peak detector input through the emitter follower and the diode is connected to the first additional winding of the charging inductor, and the peak detector output through the resistor is connected to the input of the pulse-phase control device, and a second additional winding of the specified inductor is connected in parallel with the diode connected counter to the first.
Недостатком этого генератора являются невозможность работы на нагрузку, активное сопротивление которой изменяется во времени, излишнее рассеяние энергии на балластном резисторе.The disadvantage of this generator is the inability to work on a load whose active resistance varies over time, excessive energy dissipation on the ballast resistor.
Цель изобретения - повышение стабильности амплитуды импульсов при работе на активно-индуктивную нагрузку.The purpose of the invention is to increase the stability of the amplitude of the pulses when working on an active-inductive load.
Поставленная цель достигается тем, что генератор импульсов содержит источник постоянного напряжения, выход которого соединен с первым выводом зарядного дросселя, накопительный двухполюсник, тиристор, катод которого соединен с общей шиной, а вход управления - с выходом блока стабилизации амплитуды, нагрузку, при этом в него введены импульсный трансформатор, блок импульсно-фазового управления, первый сумматор, вход управления источника постоянного напряжения, датчик тока, а блок стабилизации амплитуды содержит блок выборки-хранения, источник эталонного напряжения, второй сумматор, преобразователь напряжение-длительность паузы и источник импульсов запуска, при этом выходы блока выборки-хранения и источника эталонного напряжения через соединенные последовательно второй сумматор, преобразователь напряжение-длительность паузы и источник импульсов запуска подключены к выходу блока стабилизации амплитуды, выход преобразователя напряжение-длительность паузы соединен с первым входом блока выборки-хранения, второй вход которого является входом блока стабилизации амплитуды, подключенным к общему выводу активного сопротивления и индуктивного нагрузки, подключенной к вторичной обмотке импульсного трансформатора, второй вывод активного сопротивления нагрузки соединен с общей шиной, первичная обмотка импульсного трансформатора включена между выводом зарядного дросселя, соединенным с анодом тиристора, и входом накопительного двухполюсника, выход второго сумматора соединен с одним из входов первого сумматора, другой вход которого соединен с отрицательной шиной источника постоянного напряжения и через датчик тока 3 с общей шиной, выход первого сумматора через блок импульсно-фазового управления соединен с входом управления источника постоянного напряжения.This goal is achieved in that the pulse generator contains a constant voltage source, the output of which is connected to the first output of the charging inductor, a storage two-terminal device, a thyristor, the cathode of which is connected to a common bus, and the control input is connected to the output of the amplitude stabilization unit, and the load a pulse transformer, a pulse-phase control unit, a first adder, a DC voltage source control input, a current sensor are introduced, and the amplitude stabilization unit contains a sample-storage unit, a reference voltage source, a second adder, a voltage-pause duration converter and a trigger pulse source, while the outputs of the sample-storage unit and a reference voltage source are connected through a second adder, a voltage-pause duration converter and a trigger pulse source to the output of the amplitude stabilization unit, the voltage-pause converter output is connected to the first input of the sample-storage unit, the second input of which is the input of the amplification stabilization unit oud connected to the common output of the active resistance and inductive load connected to the secondary winding of the pulse transformer, the second output of the active resistance of the load is connected to the common bus, the primary winding of the pulse transformer is connected between the output of the charging inductor connected to the thyristor anode and the input of the storage two-terminal device, output the second adder is connected to one of the inputs of the first adder, the other input of which is connected to the negative bus of the DC voltage source and through current sensor 3 with a common bus, the output of the first adder through the pulse-phase control unit is connected to the control input of the DC voltage source.
На фиг. 1 приведена принципиальная электрическая схема генератора импульсов; на фиг. 2 - временные диаграммы генератора.In FIG. 1 shows a circuit diagram of a pulse generator; in FIG. 2 - timing diagrams of the generator.
Генератор импульсов содержит источник постоянного напряжения 1, датчик тока 2, зарядный дроссель 3, тиристор 4, импульсный трансформатор 5, нагрузку 6, накопительный двухполюсник 7, устройство выборки-хранения 8, источник эталонного напряжения 9, сумматор 10, преобразователь напряжение-длительность паузы 11, источник импульсов запуска 12, второй сумматор 13, схему импульсно-фазового управления 14.The pulse generator contains a constant voltage source 1, a current sensor 2, a charging inductor 3, a thyristor 4, a pulse transformer 5, a load 6, a storage two-terminal device 7, a sample-storage device 8, a reference voltage source 9, an adder 10, a voltage-pause duration converter 11 , the source of the start pulses 12, the second adder 13, the pulse-phase control circuit 14.
К отрицательной выходной шине источника постоянного напряжения 1 подключен датчик тока 2, второй вывод которого соединен с общим проводом, а к положительной выходной шине - зарядный дроссель 3, вто рой вывод которого соединен с анодом тиристора 4 и концом первичной обмотки импульсного трансформатора 5, причем катод тиристора 4 соединен с общим проводом, ко вторичной обмотке трансформатора 5 подключена заземленная нагрузка 6, а начало первичной обмотки импульсного трансформатора 5 присоединено ко входу накопительного двухполюсника 7, второй вход которого соединен с общим проводом, причем в точку соединения активного и индуктивного сопротивления нагрузки подключен вход устройства выборки-хранения 8, выход которого, а также выход источника эталонного напряжения 9 подключены ко входу первого сумматора 10, выход которого подключен ко входу преобразователя напряжение-длительность паузы 11, выход которого подключен ко входу источника импульсов запуска 12 и ко второму входу устройства выборки-хранения 8, при этом в точку соединения выхода сумматора 10 и входа преобразователя 11 подключен вход второго сумматора 13, второй вход которого подключен в точку соединения отрицательной выходной шины источника постоянного напряжения 1 и датчика тока 2, а выход подключен ко входу схему импульсно-фазового управления 14, выход которого подключен ко входу источника постоянного напряжения 1.A current sensor 2 is connected to the negative output bus of the DC voltage source 1, the second output of which is connected to a common wire, and a charging reactor 3 to the positive output bus, the second output of which is connected to the anode of the thyristor 4 and the end of the primary winding of the pulse transformer 5, and the cathode the thyristor 4 is connected to a common wire, a grounded load 6 is connected to the secondary winding of the transformer 5, and the beginning of the primary winding of the pulse transformer 5 is connected to the input of the storage two-terminal 7, the second the stroke of which is connected to a common wire, and at the connection point of the active and inductive load resistance the input of the sample-storage device 8 is connected, the output of which, as well as the output of the reference voltage source 9 are connected to the input of the first adder 10, the output of which is connected to the input of the voltage-duration converter pause 11, the output of which is connected to the input of the trigger pulse source 12 and to the second input of the sample-storage device 8, while connecting the connection point of the output of the adder 10 and the input of the converter 11 ene input of the second adder 13, the second input of which is connected to the junction point of negative constant voltage source output line 1 and a current sensor 2, and an output connected to an input circuit pulse-phase control 14, whose output is connected to an input DC voltage source 1.
В связи с тем, что активное сопротивление нагрузки изменяется во времени, то обеспечить хорошее согласование нагрузки с накопительным двухполюсником невозможно. Поэтому для обеспечения надежного выключения тиристора 4 волновое сопротивление Накопительного двухполюсника 7 выбирается больше, чем максимально возможное значение активной составляющей нагрузки 6, приведенной к первичной обмотке импульсного трансформатора 5.Due to the fact that the load resistance changes over time, it is impossible to ensure good coordination of the load with the accumulative two-terminal device. Therefore, to ensure reliable shutdown of the thyristor 4, the wave impedance of the Cumulative bipolar 7 is selected more than the maximum possible value of the active component of the load 6, reduced to the primary winding of the pulse transformer 5.
В качестве первой индуктивности накопительного двухполюсника 7 выступает индуктивность нагрузки 6, приведенная к первичной обмотке импульсного трансформатора 5.As the first inductance of the storage two-terminal 7 acts the load inductance 6, reduced to the primary winding of a pulse transformer 5.
Известно, что при подключении заряженной формирующей линии к активной нагрузке напряжение распределяется между линией и нагрузкой пропорционально сопротивлению линии и сопротивлению нагрузки, т.е.:It is known that when a charged forming line is connected to an active load, the voltage is distributed between the line and the load in proportion to the line resistance and the load resistance, i.e.:
Uh = Un Rh/(Rh + рЗ (1) где UH - напряжение на активном сопротивлении нагрузки 6. В:Uh = Un Rh / (Rh + рЗ (1) where U H is the voltage at the load resistance 6. V:
ил - напряжение, до которого были заряжены конденсаторы линии (накопительного двухполюсника 7), В;and l is the voltage to which the line capacitors (accumulative two-terminal 7) were charged, V;
рп - волновое сопротивление формирующей линии (накопительного двухполюсника 7), Ом.p p - wave impedance of the forming line (cumulative two-terminal 7), Ohm.
Из формулы (1) видно, что при изменении Rh и неизменном напряжении заряда линии ил амплитуда импульса напряжения на нагрузке будет таже изменяться. Следовательно, для поддержания амплитуды импульса напряжения на нагрузке неизменным необходимо изменять напряжение заряда линии обратно пропорционально изменению сопротивления нагрузки.From formula (1) it is seen that with a change in Rh and a constant line charge voltage and l, the amplitude of the voltage pulse at the load will also change. Therefore, to maintain the amplitude of the voltage pulse at the load unchanged, it is necessary to change the voltage of the line charge inversely with the change in load resistance.
В устройстве реализован способ стабилизации амплитуды импульсов напряжения на нагрузке. Для обеспечения линейного заряда конденсаторов линии и исключения влияния на заряд индуктивности линии 1_л индуктивность зарядного реактора L3 должна быть гораздо больше последней: |_3 » Ln. В этом случае напряжение на конденсаторах линии будет изменяться по закону:The device implements a method of stabilizing the amplitude of the voltage pulses at the load. To ensure the linear charge of the line capacitors and to exclude the influence on the charge of the line inductance 1_ l, the inductance of the charging reactor L 3 should be much larger than the last: | _ 3 »L n . In this case, the voltage across the line capacitors will vary according to the law:
Uc(1) = t^- J ia(t)dt+Uco, (2) оUc (1) = t ^ - J ia (t) dt + Uco, (2) о
где Uco _ начальное значение напряжения на конденсаторах линии. В:Uco _ where the initial value of the voltage on the capacitor line. IN:
Сл - суммарная емкость конденсаторов линии, Ф;With l - the total capacitance of the line capacitors, f ;
i3 _ ток заряда конденсаторов линии, А.i 3 _ charge current of the line capacitors, A.
Из формулы (2) видно, что напряжение заряда конденсаторов линии можно регулировать двумя способами - изменяя ток заряда или время заряда. Оба способа реализованы в генераторе импульсов.From formula (2) it can be seen that the charge voltage of the line capacitors can be regulated in two ways - by changing the charge current or charge time. Both methods are implemented in a pulse generator.
Так как управляемый источник тока обладает малым быстродействием, а схема преобразователя напряжение-длительность паузы - высоким, регулирование тока заряда конденсаторов накопительного двухполюсника служит для отслеживания медленной составляющей нагрузки, а регулирование времени заряда - быстрой. Это можно проследить на временных диаграммах.Since the controlled current source has low speed, and the voltage-pause converter circuit is high, the regulation of the charge current of the capacitors of the accumulative bipolar serves to track the slow component of the load, and the regulation of the charge time is fast. This can be seen in the timing charts.
Регулирование зарядного тока накопительного двухполюсника с помощью управляемого выпрямителя не обеспечивает необходимого быстродействия (изменить ток от нуля до максимального значения можно за время t = 1 /f сети = 1 /50 = 0.02 с. где f сети - частота питающей сети), что не обеспечивает необходимого качества обработки заготовки. Поэтому возникает необходимость повышения быстродействия системы стабилизации импульсов на нагрузке введением дополнительного контура регулирования времени заряда накопительного двухполюсника.Regulation of the charging current of the storage two-terminal device using a controlled rectifier does not provide the necessary speed (you can change the current from zero to the maximum value in time t = 1 / f of the network = 1/50 = 0.02 s. Where f of the network is the frequency of the supply network), which does not provide the necessary quality of workpiece processing. Therefore, there is a need to increase the speed of the stabilization system of pulses on the load by introducing an additional loop for regulating the charge time of the storage two-terminal device.
Генератор импульсов работает следующим образом.The pulse generator operates as follows.
Накопительный двухполюсник 7 заряжается от управляемого источника тока, состоящего из управляемого выпрямителя 1 и зарядного дросселя 3 в паузах между формированием выходных импульсов. При подаче питания сигнал задания для управляемого выпрямителя 1 имеет малое значение, поэтому накопительный двухполюсник 7 первоначально заряжается до небольшого значения напряжения. При поступлении на тиристор 4 импульса от системы управления последний открывается, разряжая накопительный двухполюсник 7 на нагрузку 6. Амплитуда импульса на активном сопротивлении нагрузки 6 измеряется устройством выборки-хранения 8, где и хранится до следующего импульса. Сигналы с выхода устройства выборки-хранения 8 и источника эталонного напряжения 9 поступают на вход сумматора 10, с выхода которого разностный сигнал приходит на вход преобразователя напряжение-длительность паузы 11, который определяет длительность паузы между импульсами (время заряда накопительного двухполюсника 7).Cumulative bipolar 7 is charged from a controlled current source consisting of a controlled rectifier 1 and a charging choke 3 in the pauses between the formation of the output pulses. When power is applied, the reference signal for the controlled rectifier 1 has a small value, therefore, the storage two-terminal 7 is initially charged to a small voltage value. Upon receipt of a pulse from the control system to the thyristor 4, the latter opens, discharging the storage two-terminal 7 to the load 6. The amplitude of the pulse at the active resistance of the load 6 is measured by the sample-storage device 8, where it is stored until the next pulse. The signals from the output of the sample-storage device 8 and the reference voltage source 9 are fed to the input of the adder 10, from the output of which a difference signal arrives at the input of the voltage-to-pause duration converter 11, which determines the duration of the pause between pulses (charge time of the accumulative two-terminal device 7).
С выхода преобразователя напряжение-длительность паузы 11 импульсы поступают на формирователь импульсов управления 12. Сигнал с выхода сумматора 10 поступает также на вход сумматора 13. куда также приходит и сигнал отрицательной обратной связи по току заряда с датчика тока 2. Разностный сигнал с выхода сумматора 13 поступает на вход схемы импульсно-фазового управления 14, которая вырабатывает сигнал задания для управляемого выпрямителя 1.From the output of the voltage-pause duration converter 11, the pulses are fed to the control pulse shaper 12. The signal from the output of the adder 10 also arrives at the input of the adder 13. Where does the negative feedback signal on the charge current from the current sensor 2. Also, the difference signal from the output of the adder 13 arrives at the input of the pulse-phase control circuit 14, which generates a reference signal for the controlled rectifier 1.
Таким образом, в схеме генератора импульсов обеспечивается постоянство амплитуды выходных импульсов напряжения на нагрузке при изменении активной составляющей последней, причем среднее значение частоты следования выходных импульсов остается постоянным.Thus, in the pulse generator circuit, the amplitude of the output voltage pulses at the load is constant when the active component of the latter changes, and the average value of the output pulse repetition rate remains constant.
Кроме того, применение управляемого источника тока, регулирующего энергию, поступающую в накопительный двухполюс ник, а также исключение из цепи заряде диода позволяет повысить коэффициент по лезного действия устройства.In addition, the use of a controlled current source that regulates the energy entering the storage bipolar, as well as the exclusion of the diode charge from the circuit, makes it possible to increase the coefficient of useful action of the device.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU894794573A SU1762392A1 (en) | 1989-12-26 | 1989-12-26 | Pulse generator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU894794573A SU1762392A1 (en) | 1989-12-26 | 1989-12-26 | Pulse generator |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU1762392A1 true SU1762392A1 (en) | 1992-09-15 |
Family
ID=21497873
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU894794573A SU1762392A1 (en) | 1989-12-26 | 1989-12-26 | Pulse generator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU1762392A1 (en) |
-
1989
- 1989-12-26 SU SU894794573A patent/SU1762392A1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Авторское свидетельство СССР №413605, кл. Н 03 К 3/53,1971. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3849670A (en) | Scr commutation circuit for current pulse generators | |
| EP0138486A2 (en) | High voltage pulsed power supply for an x-ray tube | |
| US4074344A (en) | High power factor ac to dc converter circuit | |
| GB1475101A (en) | Method of and apparatus for producing a subnanosecond pulse | |
| US3543130A (en) | D.c. voltage converter | |
| US3860864A (en) | Power supply circuits | |
| US4211969A (en) | High efficiency circuit for rapidly charging batteries | |
| US4741010A (en) | High voltage generating apparatus for x-ray tube | |
| GB1505916A (en) | Power supply for electronic apparatus | |
| SU1762392A1 (en) | Pulse generator | |
| US5294768A (en) | Electrical supply circuit for the generation of separately controllable current pulses | |
| SU767952A1 (en) | Pulse generator | |
| US4258308A (en) | Switching regulator with flyback control offset | |
| US5357415A (en) | Switching regulator having at least one regulated output voltage | |
| SU589685A1 (en) | Device for accumulating electric energy | |
| SU450340A1 (en) | Pulse modulator | |
| SU1266438A1 (en) | Pulsed modulator | |
| SU1091142A1 (en) | High-voltage adjustable secondary electric power source | |
| RU1778894C (en) | Ac converter for inductor supply | |
| SU1765881A1 (en) | Reservoir capacitor changing device | |
| SU266388A1 (en) | VOLTAGE CONVERTER IN PULSE FREQUENCY | |
| SU945956A1 (en) | Pulse modulator | |
| SU443465A1 (en) | Device for charging capacitive energy storage | |
| SU966862A1 (en) | Pulse generator | |
| SU1150714A1 (en) | Device for controlling a.c. voltage-to-d.c. voltage converter |