3.9. КОРРЕКЦИЯ ИСКАЖЕНИЙ ФОРМЫ ИМПУЛЬСА

По различным причинам не всегда возможно спроектировать ИТ так, чтобы вносимые им искажения формы трансформированного импульса не превосходили допустимых. В таких случаях прибегают к коррекции формы импульса введением в трансформаторную цепь специальных корректирующих двухполюсников. Коррекция формы импульсов не имеет прямого отношения к проектированию ИТ, и поэтому здесь приведены только основные сведения о корректирующих двухполюсниках и их применении.

Характерное и трудноустранимое искажение формы трансформированного импульса - выброс напряжения на фронте. Устранить выброс можно, подключив параллельно нагрузке двухполюсник из последовательно соединенных резистора и конденсатора (рис. 3.29) или последовательно с нагрузкой - двухполюсник с параллельно соединенными резистором и катушкой индуктивности к (рис. 3.30). Расчет параметров коррекции производится по методикам из работ [13,14].

Недостатком схемы на рис. 3.29 является то, что к корректирующим элементам прикладывается полное напряжение импульса. Схема на рис. 3.30 свободна от этого недостатка, так как в ней корректирующие элементы находятся под воздействием только напряжения выброса. Однако эта схема недостаточно эффективна в генераторах с формирующими линиями, работающими на нелинейную нагрузку.

В некоторых случаях при проектировании ИТ целесообразно допустить возможность некоторого выброса напряжения и для его устранения применить

корректирующий двухполюсник, как, например, в трансформаторных цепях с выраженной емкостной реакцией.

Рис. 3.29. Схема замещения ИТ с параллельной коррекцией фронта трансформированного импульса

Рис. 3.30. Схема замещения ИТ с последовательной коррекцией фронта трансформированного импульса

Рис. 3.31. Схема ИТ с нелинейной коррекцией фронта импульса

Рис. 3.32. Схема замещения ИТ с нелинейной коррекцией фронта импульса

Все схемы коррекции выброса напряжения приводят к некоторому удлинению фронта импульса. Уменьшить удлинение фронта позволяет схема на рис. 3.31 с нелинейной индуктивностью насыщение которой наступает на некотором, специально выбранном, уровне напряжения импульса [15]. Схема замещения приведена на рис. 3.32, где нелинейная индуктивность заменена коммутатором К, который включается на требуемом уровне напряжения. Применение такой схемы полезно при нелинейных нагрузках.

Уменьшить снижение напряжения на вершине импульса можно, применяя корректирующий двухполюсник из параллельно соединенных сопротивления Як и индуктивности , как показано в схеме замещения на рис. 3.33. Расчет параметров двухполюсника производится по специально разработанным графикам [16].

При работе ИТ на нелинейные виды нагрузок обычно значительно удлиняется срез импульса, ото в ряде случаев недопустимо. Весьма эффективен и прост способ укорочения (уменьшения длительности) среза, основанный на использовании нелинейных свойств характеристики намагничивания МС при насыщении.

Рис. 3.33. Схема замещения ИТ с коррекцией вершины импульса

Как видно из формулы (3.40), длительность среза можно сократить, уменьшив в момент окончания импульса генератора индуктивность намагничивания ИТ. Путем такой регулировки размагничивающего тока, чтобы в этот момент наступало насыщение стали МС. В МС из электротехнических сталей индуктивность можно уменьшить в раз, в МС из пермаллоев - в 105 раз, вследствие чего удается сократить длительность среза на один-два порядка. Однако вследствие уменьшения индуктивности намагничивания снижается коэффициент затухания трансформаторной цепи при формировании среза импульса, что видно из формулы (3.36). Поэтому, как показывает решение уравнения (3.38), при коэффициентах затухания, меньших единицы, возникает выброс напряжения на срезе импульса -тем больший, чем меньше коэффициент затухания.

Необходимо отметить, что в большинстве случаев нагрузка обладает вентильными свойствами. Поэтому после уменьшения напряжения на срезе импульса до нуля рассеяние энергии, накопленной в электромагнитных элементах трансформаторной цепи прекращается и нагрузка перестает оказывать шунтирующее влияние. Вследствие этого коэффициент затухания дополнительно резко уменьшается, еще более увеличивает выброс напряжения отрицательной полярности на срезе импульса.

Для устранения выброса напряжения на срезе параллельно нагрузке устанавливается специальный, так называемый подавляющий диод. Полярность включения диода выбирается соответствующей полярности напряжения выброса на срезе импульса. Это обеспечивает рассеяние энергии в цепи диода в течение выброса напряжения, благодаря чему коэффициент затухания увеличивается и амплитуда выброса уменьшается. Схемы включения и расчет цепи диода рассмотрены в специальной литературе по проектированию импульсных генераторов [17, 18]. Главные соображения по выбору диода и расчету цепи состоят в следующем: диод должен выдерживать с некоторым запасом, определяемым особенностями эксплуатации, полное напряжение импульса генератора; цепь диода должна рассеивать мощность, определяемую формулой где с - энергия, накопленная в трансформаторной цепи ко времени окончания импульса [см. формулу (3.43)].