SU790134A1 - Устройство формировани импульсов - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к импульсно технике, а именно к устройствам формировани  электрических импульсов и может быть использовано в электрони ке и радиотехнике, например, дл  создани  мощных высоковольтных импульсных модул торов и генераторов. Известно устройство формировани  импульсов, содержащее группу последовательно соединенных тиристоров, цепь запуска, образованную импульсным трансформатором, на первичную обмотку которого подаютс  управл ющие импульсы, а вторичные обмотки подключены к участкам управл ющий электрод-катод соответствующих тиристоров и делитель напр жени , образованной резисторами, подключенными параллельно каждому тиристоРУ llНаиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  устройство, содержащее последовательно соединенные тиристоры, катод одного из крайних тиристоров заземлен , а анод другого крайнего тирист ра подсоединен к источнику питани  и цепь запуска, содержащую h конденсаторов и импульсных трансформа .торов с первичными и вторичными обмотками , а также п зар дных диодов. Первичные обмотки каждого импульсного трансформатора соединены одними концами с катодами соответствующих тиристоров, а другими концами с первыми обкладками конденсаторов, к которым подключены аноды зар дных диодов. Вторичные обмотки каждого импульсного трансформатора подключены между катодами и управл ющими электродами соответствующих тристоров, вторые обкладки конден-, саторов подсоединены к анодси этих тиристоров, а катоды зар дных диодов подключена к их управл ющим электродам. Устройство содержит также делитель напр жени , образованный резисторами, подключенными параллельно каждому тиристору 2}. Основным недостатком рассмотренных устройств, при работе в импульсном режиме на повышенных.частотах  вл етс  низка  устойчивость к воздействию нарастак цего анодного напр жени , низка  помехоустойчивость устройств. Кроме того, дл  управлени  тиристорами первого устройства требуетс  больша  мощность генератора управл ющих импульсов. Цель изобретени  - повышение устойчивости к воздействию нарастающего анодного напр жени  и повышение помехоустойчивости. Указанна  цель достигаетс  тем, что в устройстве формировани  импуль сов; содержащем импульсный трансформатор с и первичными и h вторичными Ъбмоткс1ми, включенными встречно, п диодов, J1 последовательно соединенны тиристоров, катод одного из крайних 1тиристоров заземлен, анод другого крайнего тиристора подсоединен к источнику питани , а параллельно каждому подключены две цепочки, одна из которых содержит резистор, друга  - конденсатор, включенный в обратном направлении диод и первичную обмотку импульсного трансформатора , кажда  из Я вторичных обмоток импульсного трансформатора одним своим концом подключена к катоду, а другим - к управл ющему злектроду тиристора, каждый из И дополнительно введенных зар дных диодов подключен в пр мом направлении между отводом от части первичной обмотки и катодом диода, в импульсны трансформатор введена, по крайней мере, одна управл юща  обмотка и все обмотки размещены на одном сердечнике , кроме того, дополнительно введены по две цепочки к каждой  чейке с тиристором, одна из которых состоит из ограничительного резистора и стабилитрон, включенных последовательно с управл ющим электродом тиристора, друга  состоит из резисто ра, включенного параллельно участку управл ющий электрод-катод тиристора Подключение зар дных диодов в соответствии с изобретением позволило создать отрицательное смещение на управл ющих электродах тиристоров, что обеспечило повышение устойчивости этих тиристоров и как следстви всего устройства к воздействию вара- стающего анодного напр жени , а также повышенную помехоустойчивость устройства. Целесообразно в импульсный трансформатор устройства по изоб ретению ввести, по крайней мере одну управл ющую обмотку, что позвол ет значительно уменьшить мощность внешнего запускающего генератора. На фиг. 1 представлена прйнципиал на  электрическа  схема устройства по изобретению; на фиг. 2 - электрическа  схема одной  чейки устройства с .дополнительными элементами. - Устройство формировани  и.1пульсов (фиг. ) содержит группу из четырех последовательно соединенных тиристоров 1, 2, 3 и 4 в которой катод крайнего тиристора 4 заземлен, а ано другого крайнего тиристора 1 соедине с клеммой 5, резисторный делитель напр жени  образован резисторами 6, 7, 8.и.9 каждый из которых подключей параллельно соответствующему тиристору 1,. 2, 3 и 4. Цель запуска устройства образована импульсным трансформатором 10, на управл ющую обмотку 11 подаютс  управл ющие импульсы, вторичные обмотки 12, 13, 14 и 15 подсоединены к участкам управл ющий электрод-катод тиристоров 1, 2, 3 и 4 соответственно и йервичные обмотки 16, 17, 18 и 19, включенные встречно относительно об .моток 12, 13, 14, 15 причем один конец первичных обмоток 16, 17, 18 и 19 соединен с катодом тиристоров 1, 2, 3 и 4, отводы от части обмоток соединены с нижниг ш обкладками конденсаторов 20, 21, 22 и 23 через зар дные диоды 24, 25, 26 и 27, ориентированные анодами и нижним обкладкам упом нутых конденсаторов, а другие концы первичных обмоток 16, 17 и 18 и 19 соединены с теми мш обкладками конденсаторов 20, 21, 22 и 23 через диоды 28, 29, 30 и 31, ориентированные анодами к упом нуты концам первичных обмоток. Верхние обкладки конденсаторов 20, 21, 22 и 23 соединены с а(№1дами соответствующих тиристор д 1, 2, 3 и 4. Оптимальные услови  работы устройства по изобретению могут быть достигнуты при введении в него дополнительных элементов , включение которых показано нафиг . 2 где представлена только одна  чейка с тиристором 1. Последовательно с управл ющим электродом тиристора 1 включены ограничительный резистор 32 и стабилитрон 33, ориентированный анодом к управл ющему электроду тиристора, параллельно его участку управл ющий электрод-катод включен резистор 34, а последовательно с диодом 28, ориентированным катодом к нижней обкладке конденсатора 20, включен резистор 35. Аналогично стро тс  и остальные  чейки на тиристорах 2, 3 и 4 устройства по изобретению. При подаче напр жени  на клеюлу 5, т.е. на анод тиристора 1, идет ток зар да конденсаторов 20, 21, 22 и 23 проход щий по последовательной цепи: анод тиристора 1, конденсатор 20, диод 24, включенный в пр мом направлении , -часть обмотки 16 импульсного трансформатора 10, анод тиристора 2, конденсатор 21, диод 25 и т.д. на землю. Дл  эффективного делени  нарастающего анодного напр жени  между тиристорами при бодьших скорост х нарастани , конденсаторы необходимо подключить непосредственно к участкам анод-катод соответствующего ти;ристора . Кроме того, дл  повышени  устойчивости тиристоров и, как,след .ствие, всего устройства к воздейст .вию нарастающего напр жени , необходимо обеспечение отрицательного

смещени  на управл ющих электродах тиристоров. Это достигаетс  тем, что при нарастании анодного напр жени , ток зар да конденсаторов 20, 21, 22 и 23 подключенных одной обкладкой к .анодам тиристоров 1, 2, 3 и 4, а другой - через диоды 24, 25, 26 и 27-и части первичных обмоток 16, 17, 18 и 19, незашунтиро ванные диодаг и 24, 25, 26 и 27 к катодам тиристоров 1, 2, 3 и 4, проход  через незашунтированные части первичных обмоток 16, 17, 18 и 1 импульсного трансформатора 10, индуцирует на включенных встречно обмотках 12, 13, 14 и 15 ЭДС, котора  обеспечивает необходимую величину отрицательного смещени , на участках управл ющий электрод-катод соответствующих тиристоров. Так как больша  часть обмоток 16, 17, 18 и 19 зашунтироваиа, величина индуктивного сопротивлени  незашунтированно части мала и не вносит искажений в распределение нарастающего анодного напр жени  между тиристорами.

Напр жение между конденсаторами

20,21, 22 и 23 делитс  пропорционально суммарным током утечки тиристоров 1, 2, 3 и 4 и токов через резисторы 6, 7, 8 и 9 соответственно.

При подаче положительного сигнал запуска на обмотку 11, импульсного трансформатора 10, положительный ток управлени , после трансформировани  поступает одновременно на участки управл ющий электрод-катод тиристоров 1, 2, 3 и 4, так как обмотки 12, 13, 14 и 15 включены согласно друг относительно друга ,и относительно обмотки 11. После перехода тиристоров 1, 2, 3 и 4 в открытое состо ние происходит разр д конденсаторов 20, 21, 22 и 23 по цепи: открытый тиристор обмотки 16, 17, 18 и 19 импульсного трансформатора 10, диоды 28, 29, 30 и 31,включенные в пр мом направлении .

Обмотки 16, 17, 18 и 19 включены встречно относительно обмоток 12, 13, 14 и 15, поэтому ток разр да конденсаторов 20, 21, 22 и 23 после трансформировани  приводит к увеличению тока управлени  тиристоров 1, 2, 3 и 4.

Однако включение тиристоров 1, 2 3 и 4 обычно происходит неодйовременно в силу технологического разбрса параметров их включени . При этом ток разр да конденсаторов 20,

21,22 и 23, сЬответству101Цих включвыному тиристору вызывает, как описано выше, дополнительный- ток управлени  не только на включающейс  тиристор, но и на остальные еще не включающиес  тиристоры, так как все обмотки 16, 17, 18 и 19, 12, 13, 14 и 15 намотаны на общем сердечнике

импульсного трансформатора 10, Дополнительный ток управлени  еще не включивЕиихс  тиристоров приводит к уменьшению времени задержки лавинного нарастани  тока анода и, как следствие , подт гиванию более .медленных по этому параметру приборов. При этом возможность возннкноввнк  перенапр жений на приборах, кмеюш х большую величину длительностей задержки , лавинного нарастани  тока анода, сводитс  к . Эффективное использование энергии, накопленной конденсат тором, позвол ет значительно уменьшить мощность внешнего запускающего генератора, питающего обмотк5 г.

S

При последуквдей подаче анодного напр жени  на клемму 5, а затем управл ющего сигнала на обмотку 11 импульсного трансформатора 10, описанный выше процесс, повтор етс .

0

Дл  обеспечени  оптимапьных условий работы в предлагаемое устройство введены дополнительные элементы (фиг. 2).

Ограничительный резистор 32 и стабилитрон 33, включенные последо5 вательно с управл ющим электродом тиристора 1, служат дл  повышени  помехозаищщенности устройства и выравнивани  входных вольтамперных характеристик тиристоров.

0

Резистор 34, включенный параллельно участку управл  щий электродкатод тиристора 1, обеспечивает повышенную устойчивость устройства к воздействию нарастающего анодного

5 напр жени , а также устойчивости к длительному воздействию посто нного последовательного с диодом, предназначен дл  ограничени  тока разр да последовательно с диодом, предназ0 начен дл  ограничени  тока разр да конденсатора 20.

Применение устройства по изобретению в импульсной технике, особенно дл  формировани  коротких и мощных

5 импульсов на повышенных частотах, позволит снизить мощность генератора управл ющих импульсов, повысить помехозащищенность устройства его устойчивость к воздействию нарастающего анодного напр жени , по сравне0 нию с известным аналогичными устройствами .

изобретени 

1. Устройство формировани  импульсов , содержащее импульсный трансформатор с п первичкынэд и П -вторичт-гыми обмотками, включенными встречно, И риодов, h последовательно соединенных тиристоров, катод одного из крайней тиристоров заземлен, анод другого крайнего тиристора подсоединен к источнику питаниг , а параллельно каждому тиристору подключены две цепочки , одна из которых содержит резистор , друга  - конденсатор, включенный в обратном направлении диод и первичную обмотку импульсного трансформатора , кажда  из П вторичных обмоток импульсного трансформатора одним своим концом подключена к катоду, а другим - к управл ющему электроду тиристора, отличающеес  тем, что, с целью повышени  устойчивости к воздействию зарастающего анодного напр жени  путем создани  отрицательного смещени - .на уп|равл ю1дих электродах тиристоров , а также снижени  мощности управлени , каждый из п дополнительн введенных зар дных диодов подключен в пр мом направлении между отводом от. части первичной Обмотки и катодом диода, в импульсный трансформатор введена, по крайней,мере, одна управл юща  обмотка и вес обмотки размещены на общем сердечнике.

2. Устройство по П, 1, о TV л Ичающеес  тем, что, в каждую  чейку с тиристором, дополнительно введены по две цепочки,одна из 5 которых состоит из ограничительного резистора и стабилитрона, включенных последовательно с управл ющим электродом тиристора, друга  состоит из резистора, включенного параллельно участку управл ющий электрод-катод тиристора.

Источники информации,

- прин тые во внимание при экспертизе 5 Кузьмин В,А., Сенторов Х.Я. Четырехслойпие полупроводниковые приборы, М,, Энерги , 1967, с,164.

2. Авторское свидетельство СССР № 532175, кл, Н 03 К 17/72, 1973,

Claims (3)

1. Формула изобретения

   1. Устройство формирования импульсов , содержащее импульсный трансформатор с η первичными и И вторичными обмотками, включенными встречно, И диодов, п последовательно соединенных тиристоров, катод одного из крайней тиристоров заземлен, анод другого крайнего тиристора подсоединен к источнику питания, а параллельно каждому тиристору подключены две це почки, одна из которых содержит резистор, другая - конденсатор, включенный в обратном направлении диод и первичную обмотку импульсного трансформатора, каждая из И вторичных обмоток импульсного трансформатора одним' своим концом подключена к катоду, а другим - к управляющему электроду тиристора, отличающееся тем, что, с целью повышения устойчивости к воздействию .нарастающего анодного напряжения путем создания отрицательного смещения.на управляющих электродах тиристоров , а также снижения мощности управления, каждый из η дополнительно введенных зарядных диодов подключен в прямом направлении между отводом от. части первичной Обмотки и катодом диода, в импульсный трансформатор введена, по крайней,мере, одна управляющая обмотка и вес обмотки размещены на общем сердечнике.
2. 2. Устройство по π. 1, обличающееся тем, что, в каждую ячейку с тиристором, дополнительно введены по две цепочки,одна из
3. 5 которых состоит из ограничительного резистора и стабилитрона, включенных последовательно с управляющим электродом тиристора, другая состоит из резистора, включенного параллель10 но участку управляющий электрод-катод тиристора.