Импульсный модулятор Советский патент 1984 года по МПК H03K3/53 

Изобретение относится к импульс ной технике и может быть использовано в импульсных передающих устройствах для модуляции СВЧ венерат ров, склонных при определенных условиях к пробоям (искр.ению) . Известен импульсный модулятор, содержащий последовательно соединенные источник питания, зарядное устройство, накопитель анергии, нагрузку, между точкой соединения которой с отрицательным полюсом источника питания и входом накопителя энергии включен разрядный коммутирующий элемент, перезарядну цепь, состоякую из последовательI но соединенных резистора и ключевого элемента:, анод которого соеди нен с отрицательным полюсом источника питания, а катод через резистор - с выходом зарядного устройства. Параллельно перезарядной цепи включена цепь, содержащая два встречно включенных диода и стабилитрона, причем точка соединения катодов диодов соединена с управляющим электродом ключевого элемента, а катод стабилитрона - с анодом этого ключевого элемента ij Недостатком этого устройст§а является низкая надежность вследствие большой величины обратного напряжения на разрядном коммутирующем элементе при пробое нагрузки. Наиболее близким к изобретению по т.ехнической сущности является импульсный модулятор,, содержащий источник питания, к отрицательному полюсу которого подключен анод фик сирующего диода и вывод фильтрового конденсатора, к другому выводу которого подключены последовательно соединенные зарядный дроссель, зарядный диод и коммутирующий элемент, защунтированный последовательно соединенными формирующей ли нией и нагрузкой, разделительный диод, подключенный анодом к точке соединения формирующей линии с нагрузкой, генератор запускающих имп сов, выход которого подключен к уп равляющему входу коммутирующего элемента. Точка соединения коммути рующего элемента с нагрузкой подкл чена к отрицательному полюсу источ ника питания через дроссель. Катод фокусирующего диода соединен с точ кой соединения зарядного диода с формирующей линией, а катод разделительного диода подключен к друго му выводу фильтрового конденсатора непосредственно, а к положительному полюсу источника питания --чере развязывающий диод 2 . Недостатком известного импульсного модулятора является низкая на дежность,вследствие того, что оЬратное напряжение на коммутирующем элементе может достигать при пробое назррузки напряжения источника питания. Целью изобретения является увеличение надежности путем уменьшения обратного напряжения на коммутирующем элементе при пробое нагрузки. Поставленная цель достигается тем, что в импульсном модуляторе, содержащем источник питания, к отрицательному полюсу которого подключен анод фиксирующего диода и вывод фильтрового конденсатора, К другому ВЫВОДУ которого подключены последовательно соединенные зарядный дроссель, зарядный диод и коммутирующий элемент, загиунтированный последовательно соединенными формирующей линией и нагрузкой, разделительный диод, подключенный анодом к точке соединения формирующей линии с нагрузкой, генератор запускающих импульсов, выход которого подключен к управляюще му входу коммутирующего элемента, зарядный дроссель снабжен дополнительной обмоткой, один вывод которой соединен с катодом разделительного диода, а другой - с общей точкой соединения зарядного диода, коммутирующего элемента и формирующей линии, катод фиксирующего диод4 подключен к точке соэдянения зарядного дросселя с зарядным диодом, точка соединения коммутирующего элемента с нагрузкой подключена К отрицательному полюсу источника питания, а точка соединения фильтрового конденсатора с зарядным дросселем подключена к положительному полюсу источника питания. На чертеже приведена принципиальная электрическая схема импульсного модулятора. Импульсный модулятор содержит источник 1 питания, фильтровой конденсатор 2, зарядный дроссель 3, фиксирующий диод 4, зарядный диод 5, формирующую линию 6,. нагрузку 7, коммутирующий элемент 8, генератор 9 запускающих импульсов, разделительный диод 10. Между полюсами источника 1 питания, заиунтированного фильтровым конденсатором 2, последовательно включены зарядный дроссель 3, Зарядный диод 5 и коммутирующий элемент 8, зашунтированный последовательно соединенными формирующей линией 6 и нагрузкой 7. Точка соединения зарядного дросселя 3 и зарядного диода 5 соединена с отрицательным полюсом источника 1 питания через фиксирующий диод 4. Параллельно формирующей линии 6 подключены последовательно соединенные разделительный диод 10 и дополнительная Обмотка зарядного дросселя 3. Выход генератора 9 запускающих импульсов соединен с управляющим входом коммутирующего элемента 8.

Иь1пульсный модулятор работает следующим образом.

При подаче напряжения с источника 1 питания заряжае,тся фильтровой конденсатор 2 и через зарядный дроссель 3, зарядный диод 5 и нагрузку 7 - формирующая линия б. Коммутирующий элемент 8 в это время заперт.

В некоторый момент времени приходит импульс запуска на управляющий вход коммутирующего элемента 8, в результате чего он включается. Линия б разряжается на нагрузку 7, величина которой несколько меньше волнового сопротивления формирующей линии 6, Поэтому к концу формирования импульса линия перезаряжается до напряжения обратного зна1ка, способствующего восстановлению электрической прочности коммутирующего элемента 8. Это напряжение через диод 10 прикладывается к дополнительной обмотке зарядного дросселя 3 и трансформируется в его основную обмотку таким образом/ что на выводе этой обмотки, соединенном с источником питания, наводится положительный потенциал, а на выводе, соединенном с анодом зарядного диода 5 - отрицательный. При выбранной величине рассогласования между волновьзм сопротивлением формирующей .линии б и нагрузки 7, достаточной для обеспечения условий запирания коммутирующего элемента 8, соотношение между витками основной и дополнительной обмоток зарядного дросселя 3 выбирается таким, чтобы

пересчитанное в основную обмотку обратное напряжение было меньше величины напряжения источника 1 питания, В таком случае это напряжение остается практически постоянным в

течение всего времени выключения коммутируюй1его элемента 8.

При искрениях в нагрузке 7 величина ее сопротивления резко уменьшается, происходит большое рассогласование между волновым сопротивлением формирующей линии б и нагрузкой 7, из-за чего линия перезаряжается до напряжения обратного знака, большой величины. Это напряжёние, в таком случае пересчитывается в основную обмотку зарядного дросселя 3 в напряжение большей величины, чем напряжение источника 1 питания. Часть обратного напряжения на формирующей линии б, превышающая величину напряжения источника 1 питания, фильтруется в конденсатор 2 через фиксирующий диод 4.

Таким образом, так как величина емкости конденсатора обычно выбирается большой, то напряжение на нем остается практически постоянным. Следовательно, пересчитанная величина обратного напряжения на коммутирующем элементе тоже остается постоянной, чем повышается надежность модулятора. Разделительный диод обеспечивает развязку нагрузки в процессе заряда формирующей линии.

ИМПУЛЬСНЫЙ МОДУЛЯТОР, содержащий источник питания, к отрицательному полюсу которого подклю,чен анод (фиксирующего диода и вывод фильтрового конденсаторе, к другому выводу которого подключены последоватеЛьно соединенные зарядный дроссель, зарядный диод и коммутирующий элемент, зашунтированный последовательно соединенными формирующей линией и нагрузкой, разделительный диод, подключенный анодом к топке соединения формирующей линии с нагрузкой, генератор запускающих . импу льсов, выход которого подключен к управляющему входу коммутирующего элемента, о., т л и ч а ю щ.и и с я тем, что, с целью увеличения надежности путём уменьшения обратного напряжения на коммутирующем элементе при пробое нагрузки, зарядный дроссель снабжён дополнительной обмоткой, один вывод которой соединен с катодом разделительного диода, а другой - с общей точкой соединения зарядного диода, коммутирующего элемента и формирующей линии, катод фокусирующего диода подключен к точке сое- динения зарядного дросселя с заО) рядным диодом, точка соединения коммутирующего элемента с нагрузкой подключена к отрицательному полюсу источника питания, а точка соединения фильтрового конденсатора с зарядным дросселем подключена к положительному полюсу источника питания. сл оо оо К