SU764115A1

SU764115A1 - Импульсный модул тор

Info

Publication number: SU764115A1
Application number: SU742020513A
Authority: SU
Inventors: Леонид Владимирович Кузьмин; Эрнест Алексеевич Рудьман; Виктор Семенович Уманский; Виталий Александрович Карасев
Original assignee: Предприятие П/Я Г-4172
Priority date: 1974-04-19
Filing date: 1974-04-19
Publication date: 1980-09-15

Description

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в импульсных передатчиках сверхвысоких частот (СВЧ).

Известно устройство, содержащее регулирующий элемент в виде зарядного дросселя, шунтируемого внешней цепью в заданные моменты времени. В некоторых случаях используется также разрыв цепи заряда с помощью управляемого ключевого элемента [1]. Однако известное устройство имеет недостаточно высокую надежность.

Известен также импульсный модулятор, содержащий регулирующий элемент, стабилизатор, который содержит зарядный дроссель с дополнительной обмоткой, управляемый ключ (тиратрон), диоды, пороговое устройство, делитель зарядного напряжения на резисторах, выполняющий функции датчика, а также источник опорного постоянного напряжения.

Линейный модулятор содержит источник постоянного напряжения, зарядный диод, накопитель (например, линию формирования), коммутатор (тиратрон) и нагрузку [2].

Основные недостатки известного модулятора:

- сложность из-за наличия активного ключевого элемента, порогового элемента, делителя напряжения, а также источника опорного напряжения;

- невысокая надежность из-за большого числа элементов .схемы.

Цель изобретения — повышение надежности модулятора путем уменьшения скорости нарастания напряжения на разрядном коммутирующем элементе в послезарядный период.

Эта цель достигается тем, что в модуляторе, содержащем источник питания, зарядный дроссель с дополнительной обмоткой, зарядный диод, накопитель энергии, нагрузку, разрядный коммутирующий элемент, стабилизатор напряжения, согласно изобретению, стабилизатор напряжения содержит мостовой выпрямитель, выполненный по схеме Латура, в одну диагональ которого включена дополнительная обмотка зарядного дросселя, а в другую - между каждым.из полюсов источника питания и местом соединения плеч мостового выпрямителя включен конденсатор, шунтируемый резистором, два стабилизатрона.приче'м анод первого и катод второго соединены с разноименными полюсами источника питания, а катод первого и анод второго - с местом соединения плеч мостового выпрямителя.

На фиг. 1 дана электрическая схема импульсного мойулятора; на фиг. 2, 3 - временные диаграммы напряжений.

Регулирующий элемент 1 модулятора содержит зарядный дроссель 2, обмотку 3 и двухполупериодный выпрямитель с удвоением напряжения по схеме Латура на диодах 4, 5 и конденсаторах 6, 7. Вход выпрямителя подключен к дополнительной обмотке 3 дросселя 2. Выходная плюсовая клемма выпрямителя (катод диода 4) через конденсатор 8 подключена к одноименной клемме источника 9 постоянного напряжения. Минусовая клемма выпрямителя (анод диода 5) через конденсатор 10 подключена к минусовой клемме источника 9. Кроме того, минусовая й плюсовая клемма выпрямителя через стабилитроны 11 и 12 подключены соответственно к плюсовой и минусовой клеммам источника 9. (В некоторых случаях конденсаторы 8 и 10 целесообразно шунтировать резисторами 13 и 14, показанными штриховой линией). Линейный модулятор содержит также зарядный диод 15, накопитель 16 (например, линию формирования), коммутатор 17 (например, тиратрон) и нагрузку 18.

Модулятор работает следующим образм. Резонансный заряд накопителя 16 от источника 9 происходит через дроссель 2 и диод 15. При малых потерях в зарядной цепи и нулевых начальных условиях в индуктивности дросселя 2 зарядное напряжение на накопителе 16 определяется известным соотношением (фиг. 3): U^(t) = Е(1 — εοδΩί) — U_A(0)cosfit, где Ω - резонансная частота зарядной цепи; и_д(0) — начальное напряжение на накопителе при t - 0.

Напряжение на обмотке 3 дросселя 2 равно (фиг. 3, б):

• ^и1_Ц> ^{= 1υ}Λ^(ΐ) - ’ где η — коэффициент трансформации обмоток дросселя.

Из этих .соотношений следует, что выходное напряжение двухполупериоДного выпрямителя с удвоением, подключенного к обмотке 3, оказывается пропорциональным зарядному напряжению U^. В этом смысле выпрямитель является датчиком величины 11д . Если теперь напряжения стабилизации U₀₁ и U_o2 стабилитронов 11 и 12 в сумме выбраны равными заданной величине U_LHonv т.е. n(U₀₁ + Uco) = ^U _LHO№> a η = 2 и Е/2 > U₀₁ ; Έ/2 < U₀₂, то к концу зарядного интервала, когда Ш = тг, зарядное напряжение < 2Е и это происходит потому, что в этих условиях диоды 4 и 5 во

764115 4

.....время отрицательной и положительной частей полупериода зарядного напряжения открываются В результате происходит двустороннее ограничение напряжения U^(t) и, следовательно, U^(t); номинальная величина зарядного напряжения будет стабильной и равной (U₀₁ + и_й)п (фиг. 3, а, б). Избыточная энергия, запасенная в индуктивности дросселя 2 и конденсаторах 6, 7, практически без потерь возвращается в источ₁₀ ник 9.

Разряд накопителя 16 на нагрузку 18 происходит через тиратрон 17 при подаче на него импульсов поджига.

С/габилизация зарядного напряжения обеспечи15 вается как при колебаниях напряжений источника 9, так и при изменениях, обусловленных пробоями в нагрузке (последние имеют место, например, при искрениях катода магнетрона).

Технико-экономический эффект от использо20 вания предложения.заключается в существенном по сравнению с известным упрощении устройства й повышении надежности, исключении активных элементов схемы.

²⁵

Claims

Изобретение относитс к области радиотехники и может быть использовано в импульсных передатчиках сверхвысоких частот (СВЧ). Известно устройство, содержащее регулирующий элемент в виде зар дного дроссел , шунтируемого внешней цепью в заданные моменты времени. В некоторых случа х используетс так же разрыв цепи зар да с помощью управл емого ключевого элемента 1. Однако известное устройство имеет недостаточно высокую надежность . Известен также импульсный модул тор, содержащий регулирующий элемент, стабилизатор, который содержит зар дный дроссель с дополнительной обмоткой, управл емый ключ (тиратрон ), диоды, пороговое устройство, делитель зар дного напр жени на резисторах, выполн ющий функции датчика, а также источник опорного посто 1шого напр жени . Линейный модул тор содержит источник посто нного напр жени , зар дный диод, накопитель (например, линию формировани ), коммутатор (тиратрон) и нагрзоку 2. Основные недостатки известного модул тора: - сложность из-за наличи активного ключевого элемента, порогового элемента, делител напр жени , а также источника опорного напр жени ; -: невысока надежность из-за большого числа элементов .схемы. Цель изобретени - повышение надежности модул тора путем уменьшени скорости нарастани напр жени на разр дном коммутирующем элементе в послезар дный период. Эта цель достигаетс тем, что в модул торе, содержащем источник питани , зар дный дроссель с дополнительной обмоткой, зар дный диод , накопитель энергии, нагрузку, разр дный коммутирующий элемент, стабилизатор напр жени , согласно изобретению, стабилизатор напр жени содержит мостовой выпр митель, выПОЛНЙ1НЫЙ по схеме Латура, в одну диагональ которого включена дополнительна обмотка зар дного дроссел , а в другую- между каждым .из полюсов источника питани и местом соединени плеч мостового выпр мител включен конденсатор, шунтируемый резистором, два 37 стабилизатрона.причем анод первого икатод второго соединены с разноименными полюсами источника питани , а катод первого и анод вто рого - с местом соединени плеч мостового выпр мител . На фиг. 1 дана электрическа схема импульсного мойул тора; на фиг. 2, 3 - временные диаграммы напр жений. Регулирующий элемент 1 модул тора содержит зар дный дроссель 2, обмотку 3 и двухполупериодный выпр митель с удвоением напр жени по схеме .Латура на диодах 4, 5 и конденсаторах 6, 7. Вход выпр мител подключен к дополнительной обмотке 3 дроссел 2. Выходна плюсова клемма выпр мител (катод диода 4) через конденсатор 8 подключена к од ноиметой клемме источника 9 посто нного на пр жени . Минусова клемма выпр мител (анод диода 5) через конденсатор 10 подключена к минусовой клемме источника 9. Кроме того, минусова и плюсова клемма выпр мител через стабилитроны II и 12 подключены соответственно к плюсовой и минусовой клеммам источника 9. (В некоторых случа х конденсаторы 8 и 10 целесообразно шунтировать резисторами 13 и 14, показанными штриховой линией). Линейный модул тор содержит также зар дный диод 15, накопитель 16 (например, линию формировани ), коммутатор 17 (например , тиратрон) и нагрузку 18. Модул тор работает следуюшим образм. Резонансный зар д накопител 16 от источника 9 происходит через дроссель 2 и диод 15. При малых потер х в зар дной цепи и нулевых начальных услови х в индуктивности дроссел 2 зар дное напр жение на накопителе 16 определ етс известным соотношением (фиг. 3): U(t) Б(1 - cosnt) - ид(0)со5П1, где S1 - резонансна частота зар дной цепи ид(0) - начальное напр жение на накопителе при t 0. Напр жение на обмотке 3 дроссел 2 равно (фиг. 3, б): . U(t) U(t) - El/n, где n - коэффициент трансформации обмоток дроссел . Из этих .соотношений следует, что выходное Напр жение двухполупериоДного выгф мител с удвоением, подключенного к обмотке 3, ока зываетс пропорциональным зарадному напр жению и. В зтом смысле выпр митель вл ет с датчиком велрпины Уд . Если теперь напр жени стабилизации UQI и Uo2 стабилитронов 11 и 12 в сумме выбраны равными заданной величине , т.е. n(Uo, + Uco) а n 2 и Е/2 UQI ; Е/2 Uo2. то к концу зар дного интерпала, когда fit тг, зар дное напр жение и,.,; 2Е и это происходит потому , что в этих услови х диоды 4 и 5 во рем отрицательной и положительной частей олупериода зар дного напр жени открываютс В результате происходит двустороннее ограничеие напр жени U(t) и, следовательно, U(t); омшшльна величина зар дного напр жени удет стабильной и равной (Uoi + Ucr2)n (фиг. 3, а, б). Избыточна энерги , запасенна в инуктивности дроссел 2 и кондезюаторах 6, 7, практически без потерь возвращаетс в источник 9. Разр д накопител 16 на нагрузку 18 происодит через тиратрон 17 при подаче на него импульсов поджига. Стабилизаци зар дного напр жени обеспечиваетс как при колебани х напр жений источника 9, так и при изменени х, обусловленных пробо ми в нагрузке (последние имеют место, например, при искрени х катода магнетрона). Технико-экономический эффект от использовани предложени .заключаетс в существенном по сравнению с известным упрощении устройства и повышении надежности, исключении активных элементов схемы. Формула изобретени Импульсный модул тор, содержащий последовательно соединенные источник питани , зар дный дроссель с дополнительной обмоткой, зар дный ,диод, накопитель энергии, выход которого через нагрузку соединен с общей щиной модул тора, между которой и входом накопител энергии.. включен разр дный коммутирующий элемент, стабилизатор напр жени , щунтирующий выход источника питани , отличающийс тем, что, с целью повышени надежности модул тора путем уменьшени скорости нарастани напр жени на разр дном коммутирующем элементе в послезар дный период, стабилизатор напрйжени содержит мостовой выпр митель , выполненный по схеме Латура, в одну диагональ которого включена допо;шите. обмотка зар дного дроссел , а в другую -т между каждым из полюсов источника питани и местом соединени плеч мостового выпр мител включен конденсатор, шунтируемый резистором , два стабилитрона, причем анод первого и катод второго соединены с разноименными полюсами источника питагш , а катод первого и анод второго - с местом соединени плеч мостового выпр мител . Источники №1формзции, прин тые во внимание при экспертизе 1.Патент США № 3716798,. кл. 328-67, 1970.
2.Патент Великобритании № 1088901, кл. Н 3 Р, 1963 (прототип).