SU771865A1 - Импульсный модул тор - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к импульсной технике. Модул тор может быть ис пользован в радиотехнических устройствах различного назначени  дл  формировани  мощных импульсов. Известен импульсный модул тор,содержащий источник питани , коммутиру юш,ий элемент в зар дной цепи, линию формировани  с нагрузкой, разр дный коммутирующий элемент и цепь управлени  зар дным и разр дным коммутирующими элементами ij. Известный импульсный модул тор имеетнизкий КПД. Известен также импульсный модул тор , содержащий источник посто нного напр жени , к выводам которого подключены последовательно соединенные зар дный дроссель, зар дный коммутирующий элемент и цепь формировани , шунтированна  последовательно соединенными разр дным коммутирующим элементом и сопротивлением нагрузки,генератор запускающих импульсов,выход которого соединен с входом подмодул  тора зар дного коммутирующего элемен та и через элемент задержки с входом генератора поджига разр5 дного коммутирующего элемента, цепь обратной св зи, подключеннуй параллельно цепи формировани , а выходом к входу подмодул тора вспомогательного коммутирующего элемента, анод которого соединён с анодом зар дного коммутирующего элемента, катод через конденсатор - с минусовым выводом источника питани  и через цепь возврата энергии , состо щей из последовательно соединенных анода зар дного коммутирующего элемента и дроссел , - с плюсовым выводом источника питани  2. Недостатками этого импульсного модул тора  вл ютс  низкий КПД из-за потери избыточной энергии, запасенной в зар дном дросселе, при ее возвращении в источник питани  через элементы цепи возврата энергии, и усложнение схемй из-за наличи  в цепи возврата энергии вспомогательного коммутатора . Целью изобретени   вл етс  повышение КПД и упрощение схемы импульсного модул тора. Цель достигаетс  за счет того, что в импульсном модул торе, содержащем источник посто нного напр жени , между положительным выводом которого и общей шиной включены последовательно соединенные зар дный коммутирующий элемент, зар дный дроссель и фомирующа  лини , между входом которо и общей шиной подключены последоватльно соединенные нагрузка и разр дный коммутирующий элемент, причем управл ющий электрод последнего соединен с выходом генератора поджигащих импульсов, вход .которого через элемент задержки соединен с выходом генератора запускающих импульсов и первым входом подмодул тора, выход подмодул тора подключен к управл ющему электроду зар дного коммутирующего элемента, а также цепь обратной св зи, между катодом зар дного коммутирующего элемента и общей шиной включен диод, цепь обратной св зи подключена к выводам источника посто нного напр жени , а её выход соединен с вторым входом подмодул тора.

На фиг.1 представлена схема импульсного модул тора; на фиг.2 - показаны эпюры токов и напр жений в узловых точках схемы.

Импульсный.модул тор содержит источник посто нного напр жени  1, к положительному выводу которого последовательно подключен зар дный коммутирующий элемент 2 и параллельно включена цепь обратной св зи 3, выходом соединенна  с входом подмодул тора 4. К катоду зар дного коммутирующего элемента подключены катод диода 5, анод которого соединен с общей шиной и зар дный дроссель 6, к выходу которого подключен последовательно соединенные нагрузка 7, разр дный коммутирующий элемент 8, подключенный катодом к общей шине, и формирующа  лини  9. К управл ющему электроду разр дного коммутирующего элемента подключен генератор 10 поджигающих импульсов, вход которого соединен с генератором 11 запускающих импульсов через элемент задержки 12.

На фиг.2 представлены эпюра а напр жени  УЗД на выходе генератора запускающих импульсов, эпюра б напр жени  выходе подмодул тора зар дного коммутатора, эпюра в напр жени  выходе генератора поджигающих импульсов, эпюра г напр жени  а на зар дном дросселе, эпюра д напр жени  U на формирующем двухполюснике и напр жени  Е источника питани , эпюра е тока .к , протекающего через зар дный коммутатор эпюра ж тока 3 , протекающего через зар дный дроссель, эпюра 3 тока 3 д , протекающего через зар дный диод, и эпюра и напр жени  UH на сопротивлении нагрузки.

Импульсный модул тор работает ел дующим образом.

В начальный момент времени напр Е Е.

.жение источника питани 

(фиг.2д), а остальные напр жени  и токи в схеме равны нулю.

В момент времени t , по влени  импульса LljQir (фиг.2а) на выходе генератора 11 запускающих импульсов подмодул тор 4 формирует импульс и„дд (фиг.26) включени  зар дного коммутирующего элемента 2. Через включенный зар дный коммутирующий элемент от источника питани  1 происходит зар д формирующей линии 9 в. контуре, образованном индуктивностью зар дного дроссел  б и суммарной емкостью Сдф формирующей линии.

При добротности зар дного контура больше единицы зар д носит резонансный характер, а напр жение U д.)}, (фиг.2д) и ток С(31,;ц ) (фиг.2ж и е зар да формирующей линии соответствено измен ютс  по закону

/-t-cos - )н a--E,

ил.ф.--Е.

VLC. . / -VLC.

-Л.Ф. врем  зар дки формирующей линии в зар дном контуре запасаетс  энерги 

,

Сх

,г..Ф 2 2

А-СО 5

()

-Е.С

U3

де Wj

энерги , запасаема  в индуктивности зар дного дроссел ;

Сд.($ и.ф

W энерги , запасаема  в

А.О емкости формирующей линии.

В момент t2 окончани  импульса noAw длительности ТГ зар дный коммутирующий элемент 2 выключаетс .При этом пол рность напр жени  U2 {фиг.2 на зар дном дросселе измен етс  и скачком возрастает до величины, равной напр жению на емкост х формирующей линии. Формирующа  лини  продолжает зар жатьс  под действием энергии W, , запасенной в зар дном Дросселе к моменту времени 12. Ток зар да 3i, (фиг. 2ж) зa7vIыкaeтc  через .зар дный диод 5 (фиг. 2з). Когда ток зар да падает до нул  (t,) , процесс зар да формирующей линии прекращаетс , а напр жение на ней достигает уровн  4. (фиг. 2 д).

Claims (2)

1. В момент t.4 импульсом Uf,Q (фиг.2в с генератора 10 поджигающих импульсов , задержанным элементом задержки 12 врем  t, , включаетс  разр дный комментирующий элемент 8 и на со .противлении нагрузки 7 формируетс  выходной импульс напр жени  ин .(фиг.2и).ёеличина напр жени  ид на формирующий Линии в конце ее зар да ohpeдeл eтc  энергией ,запасенной в зар дном контуре в момент выключени  зар дного коммутирующего элемента,вследствие чего при обеспечении от импульса к импульсу посто нства этой энергии обеспечиваетс  посто нство напр жени  и.ф на формирующей линии импульса напр жени  и на нагрузке модул тора. I Из уравнени  (1) следует, что const, если при изменении уров н  напр жени  Е на вьоходе источника питани  соответственно измен етс  -врем  t открытого состо ни  зар дно коммутирующего элемента. Поэтому дли тельность импульса Up од модул тора зар дного коммутирующего элемента (или, что то же самое, длительность включенного состо ни  зар5едного коммутирующего элемента) определ етс  величиной«выходного напр жени  Е источника питани  1 и требуемой величиной уровн  напр жени  Цд.ф , до которого зар жаетс  формирующа  лини  9. При заданном уровне напр жени  и.ф увеличение напр жени  источника питани  ведет к уменьшению длительности импульса и„р, а уменьшение наоборот . Датчиком формировани  дли тельности импульсов подмодул тора зар дного коммутирующего элемента в зависимости от уровн  напр жени  Е источника питани   вл етс  цепь обратной св зи 3. В качестве иллюстрации на фиг.2 представлен случай, когда Напр жени источника питани  в момент времени tj скачком возрастает до величины .Поэтому во врем  следующего цикла зар да формирую ,;ей линии, который протекает в интервале tg длительность импульса на выходе под модул тора ,, а ф,;. IH н - Применение при стабилизации ампл туд импульсов на нагрузке модул тор . 50 врем  цикла зар да формирующей л 1нии принципа обеспечени  посто нства энергии, запасаемой в зар дном контуре, вместо принципа возврата в источник питани  излишков энергии, запасенной в зар дном контуре, выго но отличает данную схему импуль.сног модул тора от известных схем. Отсутствие в схеме модул тора р да элементов - вспомогательного коммутатора с подмодул тором в цепи возврата энергии - позвол ет не только упростить ее и повысить КПД модул тора за счет исключени  тепловых потерь в указанных элементах схемы. Но также повысить надежность работы модул тора и частоту следовани  запускающих импульсов. Последнее обусловлено исключением р да элементов, наход щихс  под высоким напр жением, и уменьшением времени процесса зар да формирующей линии, которое в данной схеме меньше, чем в известной, на врем  длительности процесса, протекающего в цепи возврата энергии. Формула изобретени  Импульсный модул тор, содержащий источник посто нного напр жени , между положительным выводом которого и общей шиной включены последовательно соединенные зар дный коммутиру-. ющий элемент, зар дный дроссель .и формирующа  лини , между входом которой и общей шиной подключены последовательно соединенные нагрузка и разр дный коммутирующий элемент, управл ющий электрод которого соединен с выходом генератора поджигающих импульсов, вход которого через элемент задержки соединен с выходом генератора запускающих импульсов и первым входом подмодул тора, выход которого подключен к управл ющему электроду зар дного коммутирующего элемента ,и цепь обратной св зи, .отличающийс  тем, что, с целью повышени  КПД и упрощени  схемы, меж- . ду объединенными выводами зар дного коммутирующего элемента и зар дного дроссел  и общей шиной включен диод, цепь обратной св зи подключена к выводам источника посто нного напр жени , а ее выход соединен с вторым входом подмодул тора. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Патент Англии № 1089903, кл. Н 3 Р, опублик. 1965.
2. 2.Патент США № 3139585, опублик. . 1964 (прототип).