SU752762A2

SU752762A2 - Square pulse shaper

Info

Publication number: SU752762A2
Application number: SU782636661A
Authority: SU
Inventors: Юрий Романович Каспари; Вадим Николаевич Стельмаков; Владимир Вячеславович Топельберг; Эмиль Зиновьевич Шенкман
Original assignee: Государственный Научно-Исследовательский Энергетический Институт Им. Г.И.Кржижановского
Priority date: 1978-07-03
Filing date: 1978-07-03
Publication date: 1980-07-30

Description

(54) ФОРМИРОВАТЕЛЬ ПРЯМОУГОЛЬНЫХ ИМПУЛЬСОВ(54) FORMER OF RECTANGULAR PULSES

Изобретение относитс к преобразовател 1ГОЙ технике и можетбыть использовано в сис темах импульсного питани нагрузок, в которых могут возникать короткие замыкани . В частности, оно может быть использовано дл формировани пр моугольных импульсов на электродах ионно-гоптической систи 1ы инжекторов нейтральных атомов. По основному авт. св. № 646431 известен формирователь пр моугольных импульсов, содержащий последовательно соединенные источник питани , сглаживаво щий дроссель и сглаживающий конденсатор , подключенную к обкладкам сглаживающего конденсатора последовательную цепь из первого управл емого вентильного ключа, шунтированного узлом коммуташш, включающем конденсатор, неуправл емый вентиль, включенный в запирающем направлении относительно тока источника питани и шунтированного цепью из источ ника опорного тока и дроссел , нагрузки, шунтированной вторым управл емым вентильным ключом, и датчика тока, а также блок управлени iQ. При использовании этого формировател удаетс исключить вли ние дроссел на процессе формировани переднего и заднего фронтов, формируемых импульсов, зафиксировать с достаточной точностью момент окончани и 1пульса и заптитить нагрузку, огранич1ш энергию, выдел емую в ней при коротких замыкани х. Однако при возможнь1х час тых коротких замыкани х в нагрузке за врем импульса усложн$потс услови KOMivfyTamni тока на.грузки , что в конце концов может привести к неуспешной коммутации - опрокидыванию; первого управл емого вентильного ключа. Цель изобретени - повышение надежности формировател пр моугольных ик пульсов при частых коротких замыкани х в нагрузке за счет обеспечени условий успешной коммутации управл емого вентильного ключа.The invention relates to an OMGA converter and can be used in systems of pulsed power supply of loads in which short circuits can occur. In particular, it can be used to form rectangular pulses on the electrodes of the ion-hoptic system of injectors of neutral atoms. According to the main author. St. No. 646431 is known a square pulse shaper comprising a series-connected power source, a smoothing choke, and a smoothing capacitor connected to the plates of the smoothing capacitor. with respect to the current of the power source and the shunt circuit from the reference current source and throttle, load, shunted by the second control Valve key, and current sensor, as well as an iQ control unit. When using this shaper, it is possible to eliminate the influence of throttles on the formation of the leading and trailing edges, the generated pulses, fix with sufficient accuracy the end point and 1 pulse and retrofit the load, limiting the energy released in it during short circuits. However, with the possibility of frequent short circuits in the load during a pulse, the load current KOMivfyTamni is more complicated than the current, which in the end may lead to unsuccessful switching - tipping over; first controlled valve wrench. The purpose of the invention is to increase the reliability of a rectangular infrared pulse former with frequent short circuits in the load by providing conditions for successful switching of the controlled valve key.

Поставленна цепь достигаетс тем, чт в формирователь пр моугольных импульсов содержащий последовательно соединенные источник питани , сглаживающий дроссель и сглаживающий конденсатор, подключенную к обкладкам сглаживающего конд.енсатора последовательную цепь из первого управл емого вентильного ключа, шунтированного узлом коммутации, включающем конденсатор, неуправл емый вентиль, включенный в запирающем направлении относительно тока источника питани и шунтированного цепью из источника опорного тока и дроссел , нагрузки, шунтированной вторым управл емым вентильным ключом, и датчика тока, а также блок управлени , дополнительно введены блок временного сн ти импульсов и датчик:;напр жени конденсатора узла коммутации, причем выход датчика напр жени конденсатора узда коммутации соединен с одним из входов блока временного сн ти импульсов выход датчика тока соединен с другим вxoдoIv блока временного сн ти импульсов , а выход блока управлени управл ющег ) первым управл емым вентильным ключом, соедтонен с третьим входом блока временного сн ти импульсов, выход же блока временного сн ти импульсов соединен с управл ющим электродом первого управл емого -вентильного ключа. .The delivered circuit is achieved by having a square pulse shaper containing a series-connected power source, a smoothing choke, and a smoothing capacitor connected to the plates of the smoothing capacitor of the sensor, included in the blocking direction relative to the current of the power source and shunt from the reference current source and throttle, load, shun A tamper switch and sensor were additionally inserted into the second controlled valve switch and current sensor, as well as the control unit:; voltage of the switching unit capacitor, the output of the switching center capacitor voltage sensor being connected to one of the time switch inputs pulses, the output of the current sensor is connected to another input of the temporary pulse-removal unit, and the output of the control unit that controls the first controlled valve switch is connected to the third input of the temporary removal unit of pulses however, a unit for temporary removal of pulses is connected to the control electrode of the first controllable-valve key. .

Кроме этого, блок временного сн ти импульсов состоит из двух пороговых элементов, генератора пр моугольных импульсов , элемента ИЛИ-НЕ и ключевого элемента, причем вход /первого порогового элемента соединен с выходом датчика тока, выход второго порогового элемента соединен со входом генератора пр ма угольных импульсов, а его вход - с выхо дом датчика напр жени конденсатора уэла коммутации, выход генератора пр моугольных импульсов соединен со вторьш вхс)дом элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с управл ющим входом ключевого элемента, сигнальный вход ключевого эле мента соединен с выходом блока управл&ни , а выход ключевого элемента соединен с управл ющим электродиу первого управл емого вентильного ключа, In addition, the temporary pulse removal unit consists of two threshold elements, a square pulse generator, an OR-NOT element, and a key element, the input / first threshold element connected to the current sensor output, the output of the second threshold element connected to the right-angle carbon generator input impulses, and its input is connected to the output of the voltage capacitor of the switching capacitor, the output of the rectangular impulse generator is connected to the second input element of the OR-NOT element, the output of which is connected to the control input of the key element nta, the signal input of the key element is connected to the output of the control unit & n, and the output of the key element is connected to the control electrode of the first controlled valve switch,

Благодар введению датчика напр жени конденсатора узла коммутации и блока временного сн ти импульсов оказываетс возможным осуществить контроль за напр жением на конденсаторе узла коммутации и коммутируемым током, что позвол ет ввести запрет на включение первого управл емого вентильного ключа, еслиBy introducing a voltage sensor of a capacitor of the switching unit and a temporary pulser, it is possible to monitor the voltage of the switching point capacitor and the switched current, which allows a ban on the first controllable switch to be activated if

указанные напр жени или ток достигают предельных значений с точки зрени обеспечени успешной коммутации.These voltages or currents reach their limits in terms of successful switching.

На чертеже представлена cxavta формировател пр моугольных импульсов.The drawing shows a cxavta rectangular pulse former.

Формирователь содержит источник 1 питани , сглаживающий дроссель 2, .сглаживающий конденсатор 3, последовательно включённые первый управл емый вентильный ключ 4 с узлом 5 коммутации, содержащим конденсатор узла коммутации, неуправл емый вентиль 6, включенный в запирающем направлении относительно тока источника питани и шунтированный цепью из источника 7 опорного тока и дроссел 8, второго управл емого вентильного ключа 9, включенного параллельно нагрузке Ю, блок И управлени , датчик 12 тока, датчик напр жени на конденсаторе 13 и блок 14 временного сн ти импульсов.The former contains a power source 1, a smoothing choke 2, a smoothing capacitor 3, a series-connected first controlled valve switch 4 with a switching node 5 containing a switching node capacitor, an uncontrolled valve 6 connected in the blocking direction relative to the current of the power source and shunted from the source 7 of the reference current and the throttles 8, the second controlled valve switch 9 connected in parallel with the load Yu, the control unit AND, the current sensor 12, the voltage sensor on the capacitor 13 and the unit 14 in belt pulses.

Блок 14 временного сн ти импульсов в свою очередь содержит два пороговых элемента 15 и 16, один из которых соединенных с генератором 17 пр мо угольных импульсов, а другой - с элементом ИЛИ-НЕ 18 и ключевой элемент 19, вход которого соединен с выходом эпемента ИЛИ-НЕ 18.The block 14 of the temporary removal of pulses in turn contains two threshold elements 15 and 16, one of which is connected to the generator 17 of direct coal pulses, and the other to the OR-NOT 18 element and the key element 19, whose input is connected to the output of the OR -NOT 18.

Формирователь работает следующим образом.The shaper works as follows.

Перед формированием пр моугольного импульса устанавливаетс необходимый уровень амплитуды импульса с помощью источника 1 питани , а в цепи источник 7 опорного тока, дроссель 8, неуправл емый вентиль 6 устанавливаетс ток, равный предельно допустимому току нагруэки .Before the formation of a rectangular pulse, the required amplitude level of the pulse is established by using power supply 1, and in the circuit of reference current source 7, throttle 8, uncontrolled valve 6, a current equal to the maximum permissible load current is established.

В момент времени t to блок 11 управлени вырабатывает управл ющий импульс, который через ключевой элемент 19 блока 14 временного сн ти импульсов поступает на первый управл емый вентильный ключ 4, если на упра&л ющий вход ктлочевого элемента 19 не поступает сигнал, запрещающий его включение . На нагрузке 10 при этюм формируетс импульс напр жени , амплитуда которого равна напр жению источника 1 питани .At time t to, the control unit 11 generates a control pulse, which, through the key element 19 of the time-removal block 14, arrives at the first control valve wrench 4, if the control element 19 does not receive a signal prohibiting its activation . At load 10, during this case, a voltage pulse is formed, the amplitude of which is equal to the voltage of the power source 1.

Claims

Through an uncontrolled valve 6, a current tg is equal to the difference between the current of the source 7 of the reference current IQ and the load current 1 c. At time t -t, a short circuit to the load occurs. The load current increases abruptly to e l1, the uncontrolled valve 6 closes. At this moment, the control unit 11 receives a signal at the node 5 KO fMyTauHH, the second controllable switch 9, shunting the load. The rate of further current increase will be limited, since from this point on time the current will flow through the circuit of the first controlled valve switch 4, the current source 7, the choke 8, the second controlled valve switch 9. At this same time, the process of switching the current controlled valve wrench 4, At the time of completion of the current switching, the current in the choke 8 drops to the value of I during the time t- determined by dissipative circuit parameters choke 8, uncontrolled valve 6, reference current source 7. On the other hand, in a number of switching node implementation options that use an oscillatory recharge of a switching capacitor, after a D1 switching process, the voltage on the node capacitor to which it can be turned is less than before switching. In this case, the capacitor of the switching node is recharged to the previous voltage, for the time –c, .. Frequent short circuits in the load circuit (the time between short circuits is t (Cr, or 1p T: 2 can cause switching current will be more than the maximum permissible or the voltage on the capacitor of the switching node will be below the maximum permissible. This may lead to unsuccessful switching. To eliminate unsuccessful switching, the signal from the threshold element 15 is fed to the input of the element OR-HE 18, when The voltage from the capacitor of the switching node is less than or equal to the maximum permissible value. The signal from the threshold element 16 is fed to the input of the generator 17 of direct coal pulses when at the moment of short circuit the current in the inductor 8, and consequently, in the current sensor 12 reaches the maximum of the allowed maximum value. At the moment of arrival of the signal from the threshold element 16, the gene & 17 square of the upper pulses generates a signal and sends it to the second input of the OR-NOT element 18. The presence of a signal on 75 26 one of the FJKonoD This prohibits the passage of a device that controls the first control valve wrench 4y through key element 19, which prevents unsuccessful com- munication. Claim 1. Straight angle puller according to ed. St. No. 646431, characterized in that, in order to improve the reliability of the ravinynbcoB rectangular former, a temporary stripping unit is inserted into it of a switching unit capacitor voltage sensor, the output of the capacitor of the compactness capacitor unit being connected to one of the temporary detachment unit inputs iiN-f pulses, the output of the current sensor is connected to another input of the pulse pickup unit BpsMeHHOixj, and the output of the control unit controlling the first controllable valve key is connected to the third input of the temporary detachment unit and fpuls, temporary removal of the pulse unit connected to the control electrode of the first controllable valve key.

2. The device according to claim 1, wherein the block for the temporary removal of pulses consists of two thresholds. rectangular pulses, an OR-NOT element and a key element, the first threshold element being connected to the current sensor output, the second threshold element connected to the square pulse generator input, and its input from the node capacitor voltage sensor switching, generator output square: x pulses are connected to the BTOpbfivi input of an element whose output is connected to the control input of the key element, the signal input of the key element is connected to the output of the control unit, and the output of the key element is connected to the control electrode of the first controlled valve wrench. Sources of information taken into account in the examination 1. Copyright SB1 USSR №646431, cl. H 03 K 3/53, 01.23.78.