Тиристорные генераторы

Тиристорные генераторы имеют ряд преимуществ перед ламповыми и транзисторными генераторами:

a) возможность получения больших мощностей при низких питающих напряжениях. Напряжение питания оконечного каскада тиристорного генератора составляет 200 – 600 в, в то время, как у лампового генератора напряжение питания составляет 4000 – 6000 в.

b) мощность, рассеиваемая в усилителе на тиристорах, в 3 раза меньше, чем в усилителе на лампах;

c) высокий КПД, достигаемый за счет применения ключевого режима работы тиристоров;

d) повышенная надежность, обеспечиваемая за счет снижения напряжения источника питания;

e) способность работать сразу после включения питания без предварительного прогрева;

f) простота устройства;

g) низкая стоимость эксплуатации.

Основой тиристорного генератора является четырехтактный инвертор. В каждое плечо инвертора включены следующие элементы:

a) тиристор (V1, V2, V3, V4);

b) конденсатор (С1, С2, С3, С4);

c) катушка индуктивности (L1, L2, L3, L4);

d) диод (V5, V6, V7, V8).

Принцип работы

Тиристор представляет собой управляемый вентиль. Включение тиристора осуществляется кратковременной подачей запускающего импульса на его управляющий электрод. Если тиристор включился, то он проводит электрический ток, независимо от величины напряжения на управляющем электроде. Это означает, что прекращение воздействия запускающего импульса в цепи управляющего электрода не приводит к прекращению протекания тока через тиристор. Ток будет протекать до тех пор, пока напряжение между анодом и катодом тиристора уменьшится до нуля.

Конденсатор и катушка индуктивности представляют собой последовательный колебательный контур, настроенный на рабочую частоту станции.

При включении соответствующего тиристора в колебательном контуре возникают синусоидальные колебания.

Запускающие импульсы подаются на управляющие электроды каждого из тиристоров в строго определенной последовательности. Сначала включается тиристор V1, в результате чего возникает колебательный процесс в контуре, состоящем из индуктивности L1 и емкости C3. Ток через тиристор протекает только в течение положительного полупериода колебательного процесса. По окончании положительного полупериода тиристор выключается. Однако, ток в контуре не прекращается, т. к. в начале отрицательного полупериода открывается диод V5, включенный параллеьно тиристору V1 в противоположной полярности. С этого момента ток контура начинает протекать через диод V5.

Как только прекращается протекание тока через тиристор V1, подается запускающий импульс на управляющий электрод тиристора V2, и начинается колебательный процесс в контуре, состоящем из индуктивности L2 и емкости C4.

После прекращения протекания тока через тиристор V2 очередной запускающий импульс включает тиристор V3, затем тиристор V4.

Каждое плечо инвертора формирует один полупериод синусоидального напряжения. Таким образом, за четыре такта работы инвертора формируется два полных периода синусоидального напряжения.

Передача энергии из инверторов в акустическую антенну осуществляется через выходной трансформатор Т1. Его обмотки включены таким образом, что токи, протекающие через тиристоры V1 и V3, образуют во вторичной обмотке положительные полупериоды синусоидального тока, а через тиристоры V2 и V4, – отрицательные.

Вторичная обмотка выходного трансформатора имеет несколько отводов, которые используются для согласования выходного сопротивления инвертора с входным сопротивлением акустической антенны.

Антипараллельные диоды V9 и V10 выполняют две функции:

a) препятствуют прохождению слабых эхосигналов, принятых акустической антенной, в выходные цепи инверторов (во избежание их нежелательного ослабления);

b) препятствуют проникновению в приемо-усилительное устройство электрических помех, возникающих в инверторах в промежутках между посылками.

Конденсаторы С9, С10 и С11 служат для компенсации индуктивной составляющей сопротивления акустической антенны и выходных цепей генератора.