3.6. Коррекция формы импульсов

П

Рис. 3.19

ри практической реализации генераторов импульсов обычно предъявляются высокие требования к форме импульсов тока нагрузки, особенно к постоянству вершины импульсов. При этом требуются снижение амплитуды осцилляций, достижение приемлемых значений величины спада плоской части при одновременном сохранении требуемой величины длительности фронта [4]–[6]. Для уменьшения амплитуды осцилляций на пло­ской части импульса ОИЛ следует увеличить значение входной индуктивности линии L_я, что может быть сделано подключением дополнительной индуктивности L_д (рис. 3.19).

В случае коррекции осцилляций длительность фронта рассчитывается с учетом L_д и равна

_фр  0,61(1 + L_д/L_я) . (3.13)

На рис. 3.20 приведены токи индуктивностей п

ОИЛ

ятизвенной линии для случая L_д = L_я. Из приведенной на рис. 3.20 сглаженной кривой тока нагрузки видно, что введение дополнительной индуктивности L_д = L_я незначительно удлиняет активную длительность среза, которую практически можно рассчитывать по формуле (3.13). Активная длительность сглаженного импульса при этом несколько возрастает и равна

.

Рис. 3.20

Так как при введении дополнительной индуктивности L_д = L_я длитель­ность фронта импульса возрастает практически в два раза, для восстановления нужной длительности фронта, соответствующей L_д = 0, следует число звеньев линии увеличить вдвое при сохранении суммарных значений ин­дуктивности и емкости линии. Уменьшение длительности фронта импульса может быть достигнуто включением параллельно ОИЛ корректирующей емкости С_к  С_я, соединенной последовательно с корректирующим сопротивлением R_к =  (рис. 3.21). В процессе заряда емкость С_к заряжается вместе с другими конденсаторами линии до напряжения Е. После замыкания ключа К напряжение на нагрузке в нулевой момент времени u_R(0) = 0,5E. Тем не менее включение корректирующей цепочки R_к – С_к приводит к увеличению длительности среза формируемого импульса. Это несколько снижает КПД генератора в целом и не учитывает влияние паразитной емкости С_п,

Рис. 3.21

Рис. 3.22

шунтирующей нагрузку. На рис. 3.22 кривая 1 соответствует импульсу тока нагрузки нормированной пятизвенной линии, а кривая 2 – той же линии с корректирующей цепью. Из рисунка видно, что при работе по этой схеме вершина импульса не корректируется. Отмеченные недостатки в существенной степени устраняются при использовании схемы коррекции, приведенной на рис. 3.23. Здесь корректирующая емкость С_к1 заряжается вместе с линией до напряжения Е. Последовательно с нагрузкой включается корректирующий RLC-двухполюсник, параметры которого удовлетворяют соотношениям

, , . (3.14)

Три равенства (3.14) определяют три из четырех параметров корректирующей цепи. Четвертый параметр может быть выбран произвольно. Удобно принять С_к1 = С_я либо L_к = L_я. В тех случаях, когда паразитная емкость нагрузки С_п значительно меньше емкости С_к1, формулы для расчета R_к, С_к1 и С_к2 упрощаются и могут быть представлены в виде R_к = R_н, С_к2 = С_п, С_к1 = L_к/R². Рассмотренная схема коррекции может быть применена и в том случае, когда используются ФД 1-го или 2-го рода.

Рис. 3.23

Рис. 3.24

На рис. 3.24 приведены импульс тока пятизвенной ОИЛ, работающей на резистивную нагрузку, шунтированную емкостью, без коррекции (кривая 1) и скорректированный импульс тока этой же линии (кривая 2). Из рисунка видно, что скорректированный импульс имеет практически нулевую длительность фронта и меньшие осцилляции, но большую длительность. Необходимо учесть, что эта схема также имеет несколько меньший КПД из-за потери части энергии в сопротивлении R_к.