RU161998U1 - Схема защиты каскада управления выходным ключом модулятора - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к области радиоэлектроники и может использоваться при конструировании модуляторов радиопередающих устройств, использующих в качестве выходного ключа электронную лампу с правой характеристикой. Технический результат заявляемой полезной модели направлен на обеспечение защиты каскада управления выходным ключом модулятора при возникновении электрических пробоев. Технический результат достигается тем, что схема защиты каскада управления выходным ключом модулятора содержит цепочку из высокочастотного конденсатора и параллельно соединенных малоиндуктивного резистора и высоковольтного диода с малым временем обратного восстановления. При этом катод высоковольтного диода и один вывод малоиндуктивного резистора предназначены для подключения к управляющей сетке электронной лампы, выполняющей функцию выходного ключа модулятора, а анод высоковольтного диода и другой вывод малоиндуктивного резистора соединены с одним выводом высокочастотного конденсатора и предназначены для подключения к первому выходу каскада управления выходным ключом модулятора. Другой вывод высокочастотного конденсатора предназначен для подключения ко второму выходу каскада управления выходным ключом модулятора и к катоду электронной лампы.

Description

Полезная модель относится к области радиоэлектроники и может использоваться при конструировании модуляторов радиопередающих устройств, использующих в качестве выходного ключа электронную лампу с правой характеристикой.

Электронная лампа с правой характеристикой представляет собой трехэлектродную лампу, допускающую работу с током, протекающим через ее управляющий электрод (интернет: www.tubeamplifier.narod.ru, раздел - трехэлектродные лампы). При этом напряжение на управляющем электроде лампы (напряжение управляющей сетки) формируется специальным каскадом управления, являющимся наиболее уязвимым звеном модулятора в случае электрического пробоя в нагрузке.

Известно устройство для защиты электровакуумного прибора при внутренних пробоях (Авторское свидетельство №1072733, МПК: Н02Н 7/20, 1985 г.), содержащее управляемый ключ, одним выводом подключенный к первому электроду электровакуумного прибора, а другим предназначенный для подключения к одному выводу первого источника питания, другой вывод которого подключен к одному выводу второго источника питания и предназначен для подключения ко второму электроду электровакуумного прибора, и диод, одним выводом предназначенный для подключения к одному выводу второго источника питания, другой вывод которого связан с третьим электродом электровакуумного прибора. С целью повышения надежности защиты устройство снабжено токоограничивающим элементом и цепочкой из последовательно соединенных конденсатора и дросселя, причем другой вывод диода подключен к третьему электроду электровакуумного прибора и к одним выводам цепочки из последовательно соединенных конденсатора, дросселя и токоограничивающего элемента, другие выводы которых предназначены для подключения соответственно к одному и другому выводам второго источника питания.

Данное устройство предназначено только для защиты электровакуумных приборов (модуляторных ламп) при внутренних пробоях.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому техническому решению является устройство защиты импульсно-кодового модулятора (Авторское свидетельство №1142873, МПК: Н02Н 7/20, 1985 г.), содержащее источник питания, выходы которого подключены к выводам накопительного конденсатора и входам импульсно-кодового модулятора, датчик сигнала пробоя, времязадающую цепь и первый коммутатор. С целью повышения надежности защиты в него введены второй коммутатор и последовательно соединенные дополнительный источник питания, третий коммутатор и счетчик числа пробоев, выход которого подключен к первому входу первого коммутатора и к первому входу второго коммутатора, второй вход которого соединен с выходом датчика сигнала пробоя, который подключен ко второму входу счетчика числа пробоев. Выход второго коммутатора подключен к входу времязадающей цепи, выход которой подключен к второму входу третьего коммутатора. Кроме этого выход первого коммутатора подключен к цепи запуска импульсно-кодового модулятора, а на второй вход первого коммутатора поданы импульсы запуска. Выходы источника питания подключены к входам датчика сигнала пробоя.

Данное устройство защиты повышает надежность модулятора на пробой и улучшает его работоспособность, но имеет сложную структуру и предназначено только для защиты коммутаторов (выходных ключей) на электронных лампах.

Технический результат заявляемой полезной модели направлен на обеспечение защиты каскада управления выходным ключом модулятора при возникновении электрических пробоев.

Технический результат достигается тем, что схема защиты каскада управления выходным ключом модулятора содержит цепочку из высокочастотного конденсатора и параллельно соединенных малоиндуктивного резистора и высоковольтного диода с малым временем обратного восстановления. При этом катод высоковольтного диода и один вывод малоиндуктивного резистора предназначены для подключения к управляющей сетке электронной лампы, выполняющей функцию выходного ключа модулятора, а анод высоковольтного диода и другой вывод малоиндуктивного резистора соединены с одним выводом высокочастотного конденсатора и предназначены для подключения к первому выходу каскада управления выходным ключом модулятора. Другой вывод высокочастотного конденсатора предназначен для подключения ко второму выходу каскада управления выходным ключом модулятора и к катоду электронной лампы.

Сущность полезной модели поясняется рисунком, на котором представлена предлагаемая схема защиты каскада управления выходным ключом модулятора.

Каскад управления выходным ключом модулятора (КУВКМ) 1 включает в себя транзисторы, на которые во время электрического пробоя воздействуют напряжения, значительно превышающие предельно-допустимые, и приводящие к катастрофическим изменениям в их полупроводниковой структуре.

Для защиты КУВКМ 1 предлагаемая схема содержит цепочку из высокочастотного конденсатора 2 и параллельно соединенных малоиндуктивного резистора 3 и высоковольтного диода 4 с малым временем обратного восстановления. Катод высоковольтного диода 4 и один вывод малоиндуктивного резистора 3 предназначены для подключения к управляющей сетке (управляющему электроду) электронной лампы (ЭЛ) 5, выполняющей функцию выходного ключа модулятора, а анод высоковольтного диода 4 и другой вывод малоиндуктивного резистора 3 соединены с одним выводом высокочастотного конденсатора 2 и предназначены для подключения к первому выходу КУВКМ 1. Другой вывод высокочастотного конденсатора 2 предназначен для подключения ко второму выходу КУВКМ 1 и к катоду ЭЛ 5. При этом катод и анод ЭЛ 5 предназначены для подключения к источнику напряжения управления СВЧ прибором.

Схема защиты каскада управления выходным ключом модулятора работает следующим образом.

В обычном режиме работы КУВКМ 1 формирует сигналы управления, которые с его первого выхода поступают через малоиндуктивный резистор 3 и высоковольтный диод 4 на сетку ЭЛ 5 (на ее управляющий электрод), а с его второго выхода - на катод ЭЛ 5. Данные сигналы в свою очередь формируют напряжение управляющей сетки ЭЛ 5 (устанавливается нужный режим выходного ключа - «открыт» или «закрыт»). При этом высоковольтный диод 4 снижает падение напряжения на малоиндуктивном резисторе 3, пропуская в обратном направлении минимальное количество тока, определяемого временем его обратного восстановления.

В момент, когда в ЭЛ 5 возникает пробой, происходит существенное увеличение амплитуды напряжения, прикладываемого к КУВКМ 1 (первый и второй его выходы оказываются под воздействием высокого напряжения), вследствие чего возрастает вероятность выхода из строя транзисторов, входящих в его структуру.

Защита КУВКМ 1 обеспечивается уменьшением амплитуды данного напряжения и снижением времени его воздействия. Для этого используются высокочастотный конденсатор 2, малоиндуктивный резистор 3 и высоковольтный диод 4 с малым временем обратного восстановления.

За счет свойства высоковольтного диода 4 не пропускать ток в обратном направлении, либо пропускать его, но как можно меньшее время, сводится к минимуму время воздействия высокого напряжения на КУВКМ 1 во время пробоя. Используемый в схеме малоиндуктивный резистор 3, обладающий требуемыми значениями активного сопротивления и минимальной индуктивностью (десятки мкГн), гасит коммутационное перенапряжение, возникающее в момент пробоя, а именно уменьшает амплитуду прикладываемого к КУВКМ 1 напряжения. Высокочастотный конденсатор 2 в свою очередь в соответствии со вторым законом коммутации предотвращает мгновенное изменение этого напряжения (осуществляется сглаживание напряжения). При этом его функцию может выполнять емкость монтажа схемы (емкостная связь, возникающая между элементами схемы).

Для подтверждения реализации заявляемого технического решения был собран опытный образец модулятора с выходными ключами на электронных лампах ГС-24Б (генераторная лампа для генерирования колебаний и усиления мощности в схемах с общей сеткой в непрерывном режиме с применением анодной модуляции), в котором для защиты каждого из каскадов управления выходным ключом используется предлагаемая схема защиты. При этом в данной схеме защиты применены высоковольтный быстро восстанавливающийся диод 2Д640, высокочастотный керамический конденсатор К10-17 и малоиндуктивный резистор ТВО с объемным проводящим слоем.

Таким образом заявляемое техническое решение обеспечивает защиту полупроводникового каскада управления выходным ключом модулятора при возникновении электрических пробоев, тем самым повышая надежность самого модулятора и увеличивая срок его службы.

Claims (1)

1. Схема защиты каскада управления выходным ключом модулятора, отличающаяся тем, что она содержит цепочку из высокочастотного конденсатора и параллельно соединенных малоиндуктивного резистора и высоковольтного диода с малым временем обратного восстановления, при этом катод высоковольтного диода и один вывод малоиндуктивного резистора предназначены для подключения к управляющей сетке электронной лампы, выполняющей функцию выходного ключа модулятора, а анод высоковольтного диода и другой вывод малоиндуктивного резистора соединены с одним выводом высокочастотного конденсатора и предназначены для подключения к первому выходу каскада управления выходным ключом модулятора, другой вывод высокочастотного конденсатора предназначен для подключения ко второму выходу каскада управления выходным ключом модулятора и к катоду электронной лампы.

   

Images