SU917312A1

SU917312A1 - Генератор импульсов

Info

Publication number: SU917312A1
Application number: SU802927353A
Authority: SU
Inventors: Борис Андреевич Кузнецов; Александр Георгиевич Нечаев
Original assignee: Предприятие П/Я А-7904
Priority date: 1980-05-20
Filing date: 1980-05-20
Publication date: 1982-03-30

Description

(54) ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ

I

Изобретение относитс к импульсной технике и может выть использовано дл получени плазмы с ПОМОРЬЮ разр дов в газоразр дных-камерах .различного назначени .

Известен импульсный генератор (модул тор), содержащий источник питани , зар дный реактор, емкостные накопители энергии, в которых в качестве коммутаторов используютс злектронные модул торные лампы, импульсные водородные тиратроны и другие элементы с малым временем восстановлени электрической проч нести П .

Недостаток таких генераторов относительно мала коммутируема мощность,, ограниченна коммутационной способностью перечисленных коммутируюгдах элементов.

Известен также генератор мощных импульсов тока, содержащий зар дное устройство, зар дный реактор, подключенный к конденсаторным батаре м через две параллельные тиристорно-диодные цепочки, а конденсаторные батареи подключены к нагрузке через основные управл емые вентили и шунтированы дополнительными управл емыми вентил ми, управл ющие электроды управл емых вентилей и тиристоров соединены с соответствующими выходами программнологического блока. В качестве

10 управл емых вентилей используютс игнитронные разр дники, способные коммутировать мощности, значени которых достигают 200-Ю Вт 2 . 15

Недостатком таких устройств вл етс низкий КПД из-за значительных величин энергий, рассеиваемых на бал:;астных сопротивлени х при 20 включении дополнительных управл емых ключей и ограничеиньге возможности при формиров.чннм квазипр моугольш-1Х импульсов тока.

3

Цель изобретени - увеличение КПД мощных генераторов и повьшение надежности их работы.

Поставленна цель достигаетс тем, что в генераторе импульсов, содержащем накопители электрической энергии, подключенные через соответствующие зар дные ключи и

. зар дный реактор к зар дному блоку, а через соответствук цие разр дные ключи - к нагрузке, параллельно накопител м включены шунтирующие цепочки из последовательно соединенных управл емого разр дника и резистора , синхронизатор импульсов управлени , блоки запуска зар дных ключей, накопители электрической энергии выполнены в виде искусст- венных формирующих линий, шунтированных на входе цепочкой и последовательно соединенных первого дрпонительного управл емого разр дника и первого дополнительного резистора а на выходе - цепочкой из последовательно соединенных второго дополнительного управл емого разр дника, второго дополнительного резистора и конденсатора, параллельно которой включен делитель.напр жений, выход которого подключен к входу блока сравнени , второй вход которого подключен к источнику опорного напр жени , выход блока сравнени подключен к входу модул тора -поджигающих импульсов второго дополнительного управл емого разр дника непосредственно , а к входам модул торов цодкигающих импульсов первого дополнительного управл емого разр дника и управл емого разр дника шунтирующей цепочки через соответствующие

блоки задержки.

1 ..

Кроме того, в. цепь нагрузки введен датчик пробо сопротивлени нагрузки , выход которого через соответствующие блоки запрета подключен к входам блоков запуска зар дных ключей и к входам модул торов поджигающих импульсов разр дных ключей вторые входа блоков запрета подключены к синхронизатору импульсов управлени .

На чертеже представлена структурна электрическа схема генератора.

В генераторе зар дный блок 1 через реактор 2 и зар дные составные ключи на тиристорах 3, 4 и диодах 5 J 6 подключены к входам искусст3J24к

венных формирующих линий 7 и 8. На входе каждой линии включена цепочка , состо ща из первого дополнительного управл емого разр дника 9 (JO), S подключенного анодом к выходу зар дного клмча, и первого дополнительного резистора 11 (12). Выход каждой линии 7 и 8 через разр дные управл емые ключи 13 и 14, включенные согласtO но с пол рностью напр жени зар да линии, подключен к нагрузке 15 через датчик 16 пробо сопротивлени нагрузки. На выходе каждой зшни включена цепочка из второго допопни15 тельного разр дника 17 (18), второго дополнительного резистора 19 .{20} и конденсатора 21 (22) и шунтирующа цепочка из разр дника 23 (24) и резистора 25 (2б).

0 Анод разр дника 23 (24) шунтирующей цепочки соединен с катодом разр дника 17 (18) защитной цепочки и подключен К: аноду ключа 13 (14). Высоковольтный делитель 27 (28) напр $ жени средним выводом подсоединен к первому входу блрка 29 (30) сравнени . Второй вход блока 29 (ЗО) подключен к выходу источника 31 (32) опорного напр жени , а выход соединен с входом модул тора 33 (34) под- , жигающего импульса разр дника J 7 (18) и через блок 35 (Зб) временной задержки - с входом модул тора 37 (38) разр дников 9 (Ю), Через блок 39 (40) задержки выход блока 29 (ЗО) соединен с входом модул тора 41 (42) поджиганедих импульсов разр дника 23 (24) шунтирующей цепочки. Выход датчика 16 подключен к первым входам блоков

п 43-46 запрета, к вторым входам которых подключены соответствующие внходь синхронизатора 47 импульсов управлени . Выходы блоков 43 и 44 подключеш к входам блоков 48 и 49 запуска тиристоров 3 и 4 зар дных ключей , а выходы блоков 45 и 46 - к входам модул торов 50 (5I) поджигающих имщ льсов раз р дных ключей 13 и 14.

Генератор работает следуюидам образом .

При разр де искусственной формирующей линии 7 (8) на нагрузку 15, сопротивление которой не согласовано с волновым сопротивлением линии, конденсаторы чеек формирующей линии перезар жаютс напр жением обратной пол рности, величина которого зависит от степени рассогласовани сопро59

тнвлений. Значительна величина обратного напр жени , приложенна к юдачу 13 .(14) J приводит к обратному зажиганию (игнитронного разр дника ) и возникновению зат жных колебаний в разр дном контуре. Сникение амплитуду обратного напр жени на раз р дном ключе 13 (14) при одновременном снижении скорости спада тока разр да обеспечиваетс вклн чением разр дника 17 (18), причем велишша обратного напр жени опреде7 л етс параметрами резистора 19 (20) и ковде сатора 21 (22).

Сигнал на запуск модул тора 33 (34 поступает с блока 29(30), св занного с источником 31 (32) и средней точкой высоковольтного делител 27 (28). В то ке времй предлагаемый метод среза шлброса напр жени обратной пол рности приводит к смене знака напр жени на конденсаторах линии на перврначальннй, начина с входной чейки формируки.ч;ей линии.

Дл мощных игнитронных разр дников с большим временем восстановлени электрической прочности и ограниченными вентильными свойствами, быстрый возврат положительного напр жени на анод может привести к переводу ключа 13 О А) в реким тлемзцего разр да , В этом случае очередное включе ме соответствующего тиристора 3 (4) вызывает сквозное зажигание в схеме (одновременно открыты зар дньш и соответствук чий разр дный ключ)Г Величина повторного пологштепьного напр жени на аноде ключа 3 (14) снижаетс включением через блок 35 (Зб) цепочки, состо щей из разр дника 9(10) и резистора 11 (12).

Включение через блок 39 (40) шунтирующей цепочки состо 1цей из разр дника 23 (24) резистора 25 (2б), обеспечивает формирование небольшого отрицательного напр жени на аноде разр дного ключа 13 (14) и восстановление его электрической прочности . При пробое в нагрузке 15, который ведет к.полному возврату энергии в формируюрогю линию 7 (s), в схеме предусматриваетс формирование паузы в работе тиристоров 3, 4 и ключей 13, 14 при помопщ сигнала, поступающего с датчика 16 на блоки 43-46 и запрещающего прохождение импульсов управлени , формируемых синхронизатором 47 на входы блоков

2 ф

48, 49 тиристоров 3, 4 и модул торов 50, 5 ключейЛЗу 14.

Длитедьиость иаузы в работе генератора при пробое в нагрузке равна 3-5 периодам следовани выходньк импульсов генератора. Гашение колебаний энергии в формирующей линии 7 (8) при пробое и приведение лшши в исходное состо ние производитс включением разр дников 9j 17, 23 (to, 18, 24)- через соответствующие модул торы 33 37, 41 (34, 38, 42) и блоки 35, 39 (36, 40) сигналом с блока 29 (30).

Дополнительное увеличение надежности работы предлагаемого генераг тора (при пробо х в нагру зйе) можно осуществить включением на выходе зар дного реактора дополнительного правл емого ключа дл , перевода зар дного тока во врем паузы в работе схемы генератора в параллельную цепь.

Предлагаема схема генератора позвол ет повысить КПД за счет более полного использовани энергии емкостш- х накопителей, вход щих в состав искусственных формирующих линий, и обеспечивает возмсга ность работы генератора при формировании квазипр моугольных импульсов с плоской вершиной и значительной крутизной фронтов при различных степен х рассогласовани сопротивлений форми-, рующнх линий и нагрузки..

Предлагаема схема позвол ет использовать в мощных генераторах, предназначенных дл формировани сов тока амплитудой, не менее 3 кА, длительностью 30-100 мкс, напр жением 40 кВ и выше, при частоте следовани импульсов до 500 в секунду, игнитронных разр дников с большим временем восстановлени электрической прочности (до I мс) и ограниченными вентильными свойствами. I .

Claims

Формула изобретени

I. Генератор импульсов, содержа- цш накопители электрической энерий , подключенные через соответствущие зар дные ключи и зар дный ректор к зар дному блоку, а через оответствующие разр дные ключи - к агрузке, параллельно накопител м ключены иунтирукндае цепочки из последовательно соединенных управл емого разр дника и резистора, синхронизатор импульсов управлени , бло7 ки запуска зар дных ключей, отли чающийс тем что, с цепью увеличени КПД генератора, накопители электрической энергии выполнены в виде искусственных Лорнирующих линий, унтированных на входе цепочкой из последовательно соединенных первого дополнительного управ л емого разр дника и первого дополнительного резистора, а на выходе - цепочкой из последовательно соединенных второго дополнительного управл емого разр дника, второго допол нительного резистора и конденсатора, параллельно которой включен делитель напр жени , выход которого подключен к входу блока сравнени , второй вход которого подключен к источнику опорного напр жени , выход блока сравнени подключен к входу модул тора поджигающих импульсов второго дополнительного управл емого разр дника непосредственно, а к входам мо .дул торов поджигаюпцпс импульсов пер28 вого дополнительного управл емого разр дника и управл емого разр дника шунтирующей цепочки через соответствующие блоки задержки. 2. Генератор по п. 1, отличающийс тем, что, с целью повыпени надежности работы генератора , в цепь нагрузки введен датчик пробо сопротивлени нагрузки, выход которого через соответствующие блоки запрета подключен к входам блоков запуска зар дных ключей и к входам модул торов подзкигакнтих импульсов разр дных ключей, вторые входы блоков запрета подключены к синхронизатору импульсов управлени . Источники информа1щи, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 331503, кл. Н 05 Н 7/02, 1970.
2. Авторское свидетельство СССР 618838, кл. Н 03 К 3/55, 1978 (прототип).