Магнітно-напівпровідниковий генератор прямих та інверсних однополярних імпульсів

Магнітно-напівпровідниковий генератор прямих та інверсних однополярних імпульсів, що містить джерело напруги змінного струму, послідовно з'єднані перший зарядний дросель з маркованим виводом робочої обмотки першого дроселя насичення, між спільною точкою яких та першою клемою джерела напруги включений перший конденсатор, послідовно з'єднані другий зарядний дросель з маркованим виводом робочої обмотки другого дроселя насичення, до спільної точки яких підключений один із виводів другого конденсатора, первинну обмотку трансформатора, немаркований вивід якої з'єднаний з першою клемою джерела напруги, до другої клеми котрого підключені вільні виводи першого та другого зарядних дроселів, вторинну обмотку трансформатора, маркований та немаркований виводи якої зашунтовані третім конденсатором та відповідно вхідним вільним і спільним виводами блока наступних вузлів магніт U 2 44910 1 3 обмотка котрого зашунтована другим конденсатором та входом наступних вузлів магнітної компресії імпульсів, до останнього з яких підключене навантаження [2]. Недоліком такого генератора є те, що він формує тільки інверсні однотактні однополярні імпульси, використовується частково установлена потужність трансформатора і розрядний транзистор працює при надто малій тривалості імпульсів та великих імпульсах струму. Найбільш близьким по технічній сутності до пристрою, що заявляється, є обраний як прототип магнітний генератор двотактних однополяних імпульсів [3], що містить джерело напруги змінного струму, послідовно з'єднані перший зарядний дросель з першим дроселем насичення, між спільною точкою яких та першою клемою джерела напруги включений перший конденсатор, послідовно з'єднані другий зарядний дросель з другим дроселем насичення, між спільною точкою яких та першою клемою джерела напруги включений другий конденсатор, а вільні виводи першого та другого зарядних дроселів підключені до другої клеми джерела напруги, трансформатор, одні виводи першої та другої обмотки якого під'єднані відповідно до вільних виводів першого та другого дроселів насичення, їх другі виводи під'єднані до першої клеми джерела напруги, а вторинна обмотка трансформатора зашунтована входом наступних вузлів магнітної компресії імпульсів, причому перший та другий дроселі насичення мають по одній обмотці підмагнічування. Недоліком відомого магнітного генератора двотактних однополярних імпульсів є те, що трансформатор має дві первинні обмотки, працює в режимі насичення після кожної тактової трансформації імпульсів, що ускладнює відомий пристрій. Крім того, дроселі насичення не узгоджені з відповідними первинними обмотками трансформатора відносно того, щоб індуктивність насичення цих дроселів була значно меншою індуктивності розсіювання відповідних первинних обмоток трансформатора. За таких обставин трансформатор не може функціонувати при імпульсах з тривалістю у декілька мікросекунд, що приводить до збільшення установлених потужностей трансформатора та силових елементів наступних вузлів магнітної компресії імпульсів. Задачею пропонованої корисної моделі є створення магнітно-напівпровідникового генератора прямих та інверсних однополярних імпульсів, у якому шляхом введення по першому варіанту третього та четвертого дроселів насичення, четвертого та п'ятого конденсаторів та відповідних цим елементам нових зв'язків, а також спорядженням джерела напруги виходом допоміжного живлення для обмоток намагнічування першого та другого дроселів насичення, а по другому варіанту шляхом введення першого і другого керованих ключів, першого та другого дроселів насичення, четвертого та п'ятого конденсатора та відповідних цим елементам нових зв'язків, а також введенням схеми керування першим і другим ключами з відповідними її новими зв'язками та розміщенням першої і другої робочих обмоток на спільному осерді роз 44910 4 рядного дроселя, досягається спрощення пристрою та розширення його функціональних можливостей. Зазначена задача вирішується двома варіантами. У першому варіанті: в магнітнонапівпровідниковий генератор прямих та інверсних однополярних імпульсів, що містить джерело напруги змінного струму, послідовно з'єднані перший зарядний дросель з маркованим виводом робочої обмотки першого дроселя насичення, між спільною точкою яких та першою клемою джерела напруги включений перший конденсатор, послідовно з'єднані другий зарядний дросель з маркованим виводом робочої обмотки другого дроселя насичення,до спільної точки яких підключений один із виводів другого конденсатора, первинну обмотку трансформатора, немаркований вивід якої під'єднаний до першої клеми джерела напруги, до другої клеми котрого підключені вільні виводи першого та другого зарядних дроселів, вторинну обмотку трансформатора, маркований та немаркований виводи якої зашунтовані третім конденсатором та відповідно вхідним вільним і спільним виводами блока наступних вузлів магнітної компресії імпульсів, до вихідного вільного та спільного виводів якого підключені відповідно позитивна та негативна клеми навантаження, причому перший та другий дроселі насичення мають по одній обмотці підмагнічування, додатково введені послідовно з'єднані третій дросель насичення та четвертий конденсатор, до спільної точки яких підключений немаркований вивід робочої обмотки першого дроселя насичення, а її вільні виводи підключені відповідно до маркованого виводу первинної обмотки трансформатора та першого виводу джерела напруги, послідовно з'єднані четвертий дросель насичення та п'ятий конденсатор, до спільної точки яких підключений немаркований вивід робочої обмотки другого дроселя насичення, а їх вільні виводи підключені відповідно до першої клеми джерела напруги та маркованого виводу первинної обмотки трансформатора, до якої також підключений другий вивід другого конденсатора, причому джерело напруги споряджено виходом допоміжного живлення, позитивний та негативний виводи якого під'єднані відповідно до немаркованого і маркованого виводів обмотки підмагнічування першого дроселя насичення та до маркованого і немаркованого виводів обмотки підмагнічування другого дроселя насичення. Порівняльний аналіз із прототипом показує, що магнітно-напівпровідниковий генератор прямих та інверсних однополярних імпульсів, що заявляється, відрізняється: наявністю нових елементів, а саме другого та третього дроселів насичення, четвертого та п'ятого конденсаторів, нових зв'язків, що полягають у відповідному з'єднанні нових елементів зазначеним чином, а також спорядженням джерела напруги виходом допоміжного живлення для обмоток підмагнічування першого та другого дроселів насичення. На підставі вищевикладеного можна зробити висновок про те, що сукупності істотних відмінних ознак, викладених відповідно в першому та другому варіантах формули корисної моделі, дозволяє 5 досягти нового технічного результату, а саме спрощення пристрою та розширення його функціональних можливостей. Сутність корисної моделі пояснюється кресленнями. На Фіг.1 представлена схема електрична принципова магнітно-напівпровідникового генератора прямих та інверсних однополярних імпульсів. На Фіг.2 наведені епюри вихідної напруги джерела напруги змінного струму - а); епюри напруги на першому конденсаторі - б); епюри напруги на другому конденсаторі - в); епюри струмів i3, i7 відповідно в робочих обмотках першого та другого дроселів насичення; епюри струмів i18, i20 відповідно у третьому та четвертому дроселях насичення г); які сукупно відображають роботу корисної моделі. Магнітно-напівпровідниковий генератор прямих та інверсних однополярних імпульсів містить джерело 1 напруги змінного струму, послідовно з'єднанні перший зарядний дросель 2 з маркованим виводом робочої обмотки 3 першого дроселя 4 насичення, між спільною точкою яких та першою клемою джерела 1 напруги включений перший конденсатор 5, послідовно з'єднані другий зарядний дросель 6 з маркованим виводом робочої обмотки 7 другого дроселя 8 насичення, до спільної точки яких підключений один із виводів другого конденсатора 9, первинну обмотку 10 трансформатора 11, немаркований вивід якої під'єднаний до першої клеми джерела 1 напруги, до другої клеми котрого підключені вільні виводи першого зарядного дроселя 2 та другого зарядного дроселя 6, вторинну обмотку 12 трансформатора 11, маркований та немаркований виводи якої зашунтовані третім конденсатором 13 та відповідно вхідним вільним і спільним виводами блока 14 наступних вузлів магнітної компресії імпульсів, до вихідного вільного та спільного виводів якого підключені відповідно позитивна та негативна клеми навантаження 15, причому перший дросель 4 насичення та другий дросель насичення 8 мають відповідно обмотку 16 підмагнічування та обмотку 17 підмагнічування. Магнітно-напівпровідниковий генератор додатково забезпечений послідовно з'єднаними третім дроселем 18 насичення з четвертим конденсатором 19, до спільної точки яких підключений немаркований вивід робочої обмотки з першого дроселя 4 насичення, а їх вільні виводи підключені відповідно до маркованого виводу первинної обмотки 10 трансформатора 11 та першого виводу джерела 1 напруги, послідовно з'єднаними четвертим дроселем 20 насичення та п'ятим конденсатором 21, до спільної точки яких підключений немаркований вивід робочої обмотки 7 другого дроселя 8 насичення, а їх вільні виводи підключені відповідно до першої клеми джерела 1 напруги та маркованого виводу первинної обмотки 10 трансформатора 11, до якої також підключений другий вивід другого конденсатора 9, причому джерело 1 напруги споряджено виходом допоміжного живлення, позитивний та негативний виводи якого під'єднані відповідно до немаркованого і маркованого виводів обмотки 16 підмагнічування першого дроселя 4 насичення та до маркованого і немаркованого ви 44910 6 водів обмотки 17 підмагнічування другого дроселя 8 насичення. Пристрій працює наступним чином. Дросель 4 насичення та дросель 8 насичення працюють в асиметричному режимі з почерговим насиченням кожного із них один раз за період Т. Асиметричний режим створюється шляхом підмагнічування дроселів 4 та 8 постійним струмом Іп від напруги Uдж виходу допоміжного живлення джерела 1 напруги. Струм Іп та індуктивність дроселів 4 та 8 визначаються таким чином, щоб при максимальній негативній напрузі Um5(-) на конденсаторі 5 та при максимальній позитивній напрузі Um9(+) індукція дроселів 4 та 8 не досягла відповідно значень індукції насичення -Bs та +Bs. Тобто, щоб дроселі 4 та 8 відповідно при негативних та позитивних імпульсах напруги U1(-) та U1(+) джерела 1 не досягли стану насичення. При цьому конденсатори 5 та 9 почергово резонансно заряджаються від імпульсу наm пруги U1(-) до напруги U 5(-) та від імпульсу напруги U1(+) до напруги Um9(+) відповідно через дросель 2 та через дросель 6 і обмотку 10 трансформатора 11. І навпаки, при почерговому перезарядженні m конденсаторів 5 та 9 відповідно від напруги U 5(-) m m до напруги U 5(+) за час τH3 та від напруги U 9(+) до m напруги U 9(-) за час τH7 дроселі 4 та 8 досягають стану насичення. При цьому резонансне перезарядження конденсаторів 5 та 9 відбувається відповідно від імпульсів напруги U1(+) та U1(-) джерела 1 через елементи резонансного заряду цих конденсаторів, а напруги на них досягають значень: m m m m U 5(+)≈2U 5(-), U 9(-)≈2U 9(+). Перехід дроселів 4 та 8 до насиченого стану в порівнянні з часом 1/2Т проходить миттєво, індуктивність цих дроселів зменшується у багато разів. Накопичена в конденсаторах 5 та 9 енергія почергово передається їх розрядними струмами i3 за час τ3 та i7 за час τ7 відповідно в конденсатори 19 та 21 через співвідносні обмотки 3 та 7 насичених дроселів 4 та 8. Одночасно із заряджанням конденсаторів 19 та 21 відповідно за час ≈τ3 та ≈τ7 до значень UH19(+)τ21, трансформатор 10 практично не передає зарядні імпульси струму конденсатора 9 у вторинну обмотку 12, а дросель 20 за час τ9 знаходиться під напругою Um20