Устройство для стабилизации тока Советский патент 1984 года по МПК G05F1/56 

li3o6peTeFCHe относится к электротехнике и предназначено для получения мощных электрических импульсов тока стабильной амплитуды преимущественно в импульсных передатчиках СВЧ.

По основному авт. св. № 547746,известно устройство для стабилизахщи тока, преимущественно импульсного магнетрона, содержащее импульсный модулятор с частичнь м разрядом накопительного KOi-щенсатора через

коммутирующую электронную лампу типа триода с защитной сеткой и выводы для подключения внешней нагрузки, например, магнетрона, усилитель импульсов на электронной лампе с выходным трансформатором, генератор импульсов запуска и усилитель постоянного тока, во входной цепи которого включен источник постоянного опорного напряжения, транзистор, коллектор которого соединен с катодом лампы усилителя импульсов, эмиттер транзистора соединен с общей 11шной,а база транзистора соединена с выходом гене ратора импульсов запуска и через диод с выходом усилителя постоянного тока, входная цепь которого через делитель напряжения подключена параллельно конденсатору КС--ф1Шьтра в анод ной цепи ламТты усилителя импульсов. К сетке коммутирующей электронной через резистор утечки присоединен отрицательный.полюс источника напряжения смещения, пололситечьзый полюс которого соединен с общей шиной и катодом коммутирующей электронной лампы, а также разделительный конденсатор, Первьш вывод вторичной обмотки выходного трансформатора через ограничительшзш диод соединен с конденсатором ЕС-ф1ШЬТра п.

В известном устройстве имеет место постоянное подмагничивание магнитопровода выходного трансформатора в результате протекания через обмотку анодного тока лампы, выполняющей з па узах между импульсами функцию регулирующего элемента стабилизатора напряжения параллельного типа. В результате возиикшот искал ею Я формы импульсов кодовой группы, обусловленные изменещ ем ве.пичины мапштной индукции и динамич кой индуктивности трансформатора от импульса к импульсу. Имеют также место искаже1шя форм1 1 среза импульсов, обусловленнь е как переходными прО1 ессами л реактивностях элементов схемы (в частности, в индуктивности трансформатора и в паразитной емкости цепи сетки коммутирующей лампы), так и временем расасывания неосновных носителей заряда в транзисторе после окончания импульса запуска на его базе. Кроме того, из-за нарастания напряжега я на разделительном конденсаторе в цепи сетки коммутирующей лампы изменяется напряжение смещеш1Я от импульса к импульсу. Как следствие амшп1туда импульсов кодовой группы становится убывающей по мере возрастания порядкового номера импульсов. В некоторых пределах изменяется и длитель,ность импульсов, что во всех случаях нежелательно.

Таким образом,основной недостаток устройства состоит в искажениях формы импульсов кодовой группы.

Цель изобретения - расширение функциональ С)х возможностей устройства путем уменьшения искажений формы выходных импульсов кодовой группы.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для стабилизации тока введены два ключер)лх транзистора, элемент задержки, элемент гальванической развязки, нагрузочный резистор,, стабилитрон и блокировочный кодценсатор, причем coeдипeн fыe последовательно нагрузочрый резистор, разделительный конденсатор и первичная обмотка выходного трансформагора присоединены параллельно коь;аег1сатору КС-ф -шьтра, точка соедмнения нагрузочного резистора и разделительного конденсатора подключена к ламш1 усилителя импульсов, вторичная обмотка трансформатора одним выводом присоединена к сетке коммутирующей электронной лампы и к коллектору первого юпочевого транзистора, змиттер которого подключен к отрицательному полюсу источника напряжения второй вывод вторичной обмотки трансформатора соединен с общей глиной через стабилитрон, зашунтированный блокировочмым конденсатором, выход генаратора импульсов запуска зашунтирован вторым ключевым транзистором и через элемент задержки соединен с базой второго ключевого транзистора,которая через элемент гальванической развязки соединена с базой первого ключевого транзистора.

Устройство обеспечивает .уменьшение искажений форМ) импульсов кодовой группы путем пoдцepжaш я постоянства магнитной итадукции в магнитопроводе выходного трансформатора от импульса к импульсу, уменьшения длительности среза импульсов путем ускоренного разряда паразитной емкости сеточной депи коммутирующей элект ронной лампы и одновременно уменьшения времени рассасывания неосновных носителей заряда в транзисторе, стабилизации напряжения смещения на сетке ко и 5утирую1цей электронной лампы от импульса к импульсу. На фиг.1 показана принципиальная электрическая схема устройства для стабилизации тока; на фиг. 2 - временные диаграммы напряжений. Устройство (фиг.1) для стабилизации тока содержит импульсный модулятор 1 с частичным разрядом накопительного конденсатора 2 через коммутирующую электронную ламу 3 типа три да с защитной сеткой (заряд когщелса тора 2 производится через резисторы 4 ,5 от источника напряжения li) . Нагрузкой модулятора является магнетрон 6или другой генераторный или усилительный прибор СВЧ. На управляй щую сетку 3 через резистор 7 подается отрицательное напряжение смещения - Еу. Имеется также разде лительный кодценсатор 8 и усшштель импульсов 9, выполненный.на лампе 10 с выходным трансформатором 11 в цепи анода. Имеется также RC-фильтр 12,13, на который подается напряжекие Е, Экранная сетка лампы 10 пита ется через делитель напряжения 14515 с блокировочным конденсатором 16, Цепь смещения управляющей сетки ламп 10 содержит стабилитрон 17,резистор 18 и блокировочный конденсатор 19, подключенные к источнику напряжения Е, . В цепи катода лампь 10 включен транзистор 20 с резистором 21 коллекторной нагрузки и заа;итнзз1м стабилитроном 22. База транзистора связана через диод 23 с выходом неи вертирующего усилителя постоянного т ка 24 и непосредственно с выходом генератора импульсов запуска 25. Вход усилителя 24 подключен через делитель напряжения 26 к источнику постоянного опорного напряжения 27 и к конденсатору 13 RC-фильтра. К этому же конденсатору через диод 28 подключен вывод вторичной обмотки выходного трансформатора 11, В цепи базы транзистора 20 включен резистор 2 В устройство введены два ключевых транзистора 30,31, элемент задержки 32, элемент гальванической развязки 33, нагрузочный резистор 34,стабилитрон 35 и блокировочный конденсатор 36. При этом соединенные последовательно резистор 34, разделитель1а1Й конденсатор 8 и первичная обмотка выходного трансформатора 11 присоединены параллельно конденсатору 13. Точка соединения резистора 34 и коцценсатора 8 подключена к аноду лампы 10. Вторичная обмотка трансформатора 1 1 oдIffl выводом присоединена непосредственно к сетке лампы 3 и к коллектору транзистора 30, эмиттер которого подключен к отрицательнo iy полюсу источ тка напряжения смещения - Е . Второй вывод вторичной обмотки трансформатора 11 соединен с обп,ей шиной через стабилитрон 35, зашунтирОБанный ко щенсатором 36. Выход генератора импульсов запуска 25 зашунтирован вторым ключевым тран- зистором 31 и через элемент задержки 32 связан непосредственно с базой транзистора 31, а через „элемент гальванической развязки 33 (например,ИМ п. трансформатор) - с базой первого i;j;,;o4eBoro транзистора 30. Устройство работает следующим об- . разом, KOiUaHcaTOp 2 заряжается через последовательно сое;диненные резисторы 4, 5 от источника с. напряжением Е., в интервалах меж,цу нмпульсами; лампа 3 в это время заперта стабильньгм отрицательнь М напряжением смещения Е jr., равтЕым напряжен;ию стабилизации cTa6i-ui iTpoHa E,j- Ток стабилитрона протекает от источника - Е,, через резистор 7 и вторичную о бмотку трансформатора 11. Лампа 10 заперта благодаря тому, что напряжение между ее сеткой и катодом равно (Е - Е где напряжение на стабилитроне 17; Е,.Е, (фиг.2,о|). Транзистор 20 при этом также заперт. Конденсатор 8 зар1яжается через резистор 34 и первичную обмотку трансформатора до напряже шя Е с т1 еств%тощего на конденсаторе 13, При подаче положительных импульсов Е250Т генератора 25 (фиг.2,0() на базу транзистора 20 происходит его отпирание: напряжения на катоде лампы 10 и коллекторе транзистора 20 спадают почти до нуля. Лампа 10 отпирается, причем к ее сетке на время и 1S1пульса прикладывается положительное напряжение, примерно равное , . В результате на первичной обмотке тран сформатора 11 формируется отрицатель ный импульс в результате частичного разряда конденсатора 8. Этот импуль инвертируется в трансформаторе и по тупает на сетку лампы 3. Импульс при этом ограничивается по амплитуде на уровне напряжения Е .м , существующего на конденсаторе 13 благодаря отпиранию диода 28 (трансформатор 11 - пов шающий), Диод 23 обеспечивает развяз ку выхода усилителя 24 в моменты подачи импульсов запуски от генератора 25 на базу транзистора 20. При отпирании транзистора 20 и лампы 10 на время импульса Еле-проис /э ходит намагничивание магнитопровода трансформатора линейно нарастающим током 1.1Л4В положительном направлении (фиг.2а). В результате отпирания лампы 3 через нее происходит частичный разряд конденсатора 2 и к нагрузке 6 прикладывается выходной импульс. После окончания импульса запуска Е на выходе элемента задержки 32 появляется импульс EL , отпирающий одновременно транзисторы 30 и 31 (фиг.2,л, 5). Задержка в элементе 32 выбирается равной длительности Г импульсов запуска Е Транзистор 31 при этом шунтирует базу транзистора 20, благодаря чему в нем ускоряется процесс рассасывания неосновных носителей заряда и тем достигается ускоренное запирание Через транзистор 30 достигается ускоренный разряд паразитной емкости цепи сетки лампы 3, что совместно с действием транзистора 31 обеспечивает сокращение длительности среза импульсов (фиг.2,5).Одновременно к вторичной обмотке трансформатора 11 прикладывается на время импульса E,,jимпульс напряжения, равного разно сти Ej- Е . Этот импульс вызывает протекание тока перемагничивания l-j (фиг, 2б), направленного противо8положно предшествующему импульсу (Фиг. 2о() . В результате к моменту окончания импульса Е- магнитная индукция в сердечнике трансформатора 11 возвращается к исходному значению, определяемому постоянной составляющей тока, протекающего через стабилитрон 35, Тем самым от импульса к импульсу в кодовой группе поддерживается как постоянство магнитной индукции в магнитопроводе трансформатора 11, так и постоянство напряжения смещения Е,, на сетке лампы 3. Этим наряду с сокращением длительности среза обеспечивается уменьшение искажений формы выходш 1х импульсов кодовой группы. Стабилизация импульсного тока нагрузки достигается путем выбора недонапряжения режима работы лампы 3, характеризующегося большой величиной динамического сопротивления RJ лампы 3; при этом R, R, , где R, - сопротивление нагрузки 6. Необходимая стабильность напряжения на сетке лампы 3 достигается путем поддержания постоянства напряжения Е , на конденсаторе 13 - это нaпpяжeн ie определяет уровень ограничения амплитуды импульсов. Для этого напряжение пропорциональное Е jсравнивается с помощью делителя 26 с опорным напряжением источника 27. Полученный сигнал ошибки после усиления в усилителе 24 поступает на базу транзистора 20. Если напряжение E-jj под действием дестабилизирующих факторов стремится возрасти, то транзистор 20 и лампа 10 приоткрываются под действием сигнала ошибки; падение напряжения на резисторе 12 увеличивается до тех пор, пока напряжение , не станет равным заданному номиналу. Положительный технический эффект от примен.рния изобретения состоит в том, что обеспечивается уменьшение искажений формы выходных импульсов кодовой группы, что расширяет возможности применения устройства .

/4

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ ТОКА по авт.св. №547746, о т л и ч а гощ е е с )Д тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем уменьшения искажений формы выходных импульсов кодо-вой группы, в него введены два ключевых транзистора, элемент задержки, элемент гальванической развязки, нагрузочный резистор, стабилитрон и блокировочный конденсатор, причем соединенные последовательно нагрузочный резистор, конденсатор и первичная обмотка выходного трансформатора присоединены параллельно конденсатору RC-фильтра, точка соединения нагрузочного резистора и разделительного конденсатора подключена к аноду лампы усилителя импульсов, вторичная обмотка трансформатора одним выводом присоединена к сетке коммутирующей электронной лампы и к коллектору первого Вд1ючевого транзистора, эмиттер которого подключен к отрицательному полюсу источника напряжения смещения, второй вывод вторичной обмотки трансформатора соедине с обшей пт- ной через стабилитрон, зашунтированный блокировочным конденсатором, выg ход генератора импульсов запуска зашунтирован вторым ключевым транзис(П тором и через элемент задержки соединен с базой второго ключевого транзистора, которая через элемент гальванической развязки соединена с базой первого ключевого транзистора.