Импульсный модулятор Советский патент 1984 года по МПК H03K3/53 

Изобретение относится к импульсным передающим устройствам радиотехнических средств различного назн чения. Известен импульсный модулятор, с держащий источник постоянного напря жения, параллельно которому подключены два последовательно соединенны конденсатора и два тиристора в пров дящем направлении. Между точками соединения конденсаторов и тиристоров включена первичная обмотка повышающего трансформатора, вторичная обмотка которого через выпрямитель подключена параллельно коммутатору, зашунтированному последовательно соединенными линией формирования и нагрузкой. Управляющие входы тири торов и коммутатора подключены к соответствующим выходам источника управляющих импульсов . . Недостатком данного устройства является низкая надежность вследств отсутствия защиты при случайном запуске одновременно обеих тиристо ров. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является им пульсный модулятор, содержащий источник постоянного напряжения, пара лельно которому включены последовательно соединенные первый и второй зарядные конденсаторы, а также первый тиристор, первичную обмотку повышающего трансформатора, вторичная обмотка которого через выпрямитель подключена к линии формирования, зашунтированной последовательно соединенными нагрузкой и коммутатором, и второй тиристор, последовательно соединенные в проводящем для тиристоров направлении, генератор пусковых импульсов, выход которого соединен с входом генератора управ ляющих импульсов непосредственно, а с управляющим входом коммутатора - через последовательно соединен ные элемент задержки и подмодулятор Выходы генератора управляющих импул сов и поДмодулятора подключены соот ветственно к управляющим входам тиристоров и коммутатора. Точка соеди нения зарядных конденсаторов соединена со средним выводом первичной обмотки ловьшающего трансформатора через дроссельС23. Недостатком известного устройства является низкая надежность вслед ствие возникновения аварии при одновременном запуске тиристоров. Целью И1;обретения является повышение надежности путем исключени одновременного запуска тиристоров. Поставленная цель достигается тем, что в импульсный модулятор, содержащий источник постоянного напряжения, параллельно которому включены последовательно соединенные первый и второй зарядные конденсаторы, а также первый тиристор, первичную обмотку повышающего трансформатора, вторичная обмотка которого через выпрямитель подключена к линии формирования, зашунтированной последовательно соединёнными нагрузкой и коммутатором, и второй тиристор, включенный согласно с первым тиристором, генератор пусковых импульсов, выход которого соединен со входом генератора управляющих импульсов непосредственно, а с управляющим входом коммутатора через последовательно соединенные элемент задержки и подмодулятор, введены два дополнительных тиристора, два конденсатора, два трансформатора и четыре диода, тиристор, первичная обмотка первого трансформатора, первый и второй кон-: денсаторы, второй дополнительный тиристор и первичная обмотка второго трансформатора последовательно соединены и подключены в проводящем для тиристоров направлении параллельно источнику постоянного напряжения, зашунтированному последовательно соединенными в непроводящем направлении первьм и вторым, а также третьим и четвертым диодами, точки соединения конденсаторов и зарядных конденсаторов подключены к вьгооду первичной обмотки повышающего трансформатора непосредственно, а точки соединения диодов - первого с вторым и третьего с четвертым - через первый и второй конденсаторы соответственно, управляющие входы дополнительных тиристоров подключены к соответствующим выходам генератора управляющих импульсов, а управляющие входы тиристоров соединены с соответствукицими вторичными обмотками трансформаторов. На фиг.1 приведена схема импульсного модулятораJ на фиг.2 - эпюры напряжений в основных точках схемы модулятора. Импульсный модулятор содержит источник 1 постоянного напряжения, зарядные конденсаторы 2 и 3, тиристоры 4 и 5, повышающий трансфор-. матор 6 с первичной и вторичной обмотками 7 и 8 соответственно, выпрямитель 9, линию 10 формирования, нагрузку 11, коммутатор 12, ге нератор 13 пусковых импульсов, генератор 14 управляющих импульсов, Ьлемент 15 задержки, подмодулятор конденсаторы 17 и 18, дополнительные тиристоры 19 и 20, трансформаторы 21 и 22, диоды 23-26. Выход источника 1 постоянного напряжения зашунтирован последовательно соединенными зарядными конденсаторами 2 и 3, а также диодами 23 и 24, 25 и 26. Последовательн соединенные первый тиристор 4, пер- вичная обмотка 7 повьппающего трансформатора 6 и второй тиристор 5 подключены параллельно источнику 1 постоянного напряжения, а также последовательно соединенным первому дополнительному тиристору 19, перви ной обмотке первого трансформатора 2 1 , первому конденсатору 17, вто рому конденсатору 18, второму дополнительному тиристору 20 и первич ной обмотке второго трансформатора 22. Вторичная обмотка 8 повьшаия го трансформатора 6 через выпрямитель 9 подключена к линии 10 форми рования , зашунтированной последовате но соединенными нагрузкой 11 и коммутатором 12. Выход генератора 13 пусковых импульсов подключен к управляющему входу коммутатора 1 через последовательно соединенные элемент 15 задержки и подмодулятор 16 а к управляющим входам дополнитель ных тиристоров 19 и 20 - через генератор 14 управляющих импульсов. Средний вывод первичной обмотки 7 повышающего трансформатора 6 подключен к точкам соединения конденсаторов 17 и 18, зарядных конде саторов 2 и 3 - непосредственно, а к точкам соединения диодов 23 и 24, 25 и 26 - через конденсаторы 17 и 18 соответственно. Импульсный модулятор работает следующим образом. Импульсы запуска модулятора (фиг.2а) с выхода генератора 13 пусковых импульсов поступают однов менно на генератор 14 управляющих импульсов и элемент 15 задержки. 94 С выхода генератора 14 снимаются сформированные .одновременно с запускающими импульсами импульсы запуска дополнительных тиристоров 19 и 20 (фиг.26 и в), подаваемые на каждьй тиристор поочередно. При этом происходит поочередное включение тиристоров 4 и 5 и поочередные заряд от источника 1 постоянного напряжения и разряд через повышающий трансформатор 6 на линию 10 формирования зарядных конденсаторов 2 и 3. В момент времени когда зарядный конденсатор 2 заряжен приблизительно до напряжения источника питания (фиг.2г), а напряжение на зарядном конденсаторе 3 примерно равно нулю (фиг.2д), импульс запуска тиристоров (фиг.26) поступает на управляющий электрод дополнительного тиристора 19. Дополнительный тиристор 19 открывается и начинается процесс заряда конденсатора 17 от зарядного конденсатора 2 по цепи: зарядный конденсатор 2 - дополнительный тиристор 19 - трансформатор 21 - конденсатор 17 - зарядный конденсатор 2. При этом на трансформаторе 21 формируется импульс напряжения фиг.2е) который через вторичную обмотку трансформатора 21 прикладьюается к управляющему электроду тиристора 4, открывая его. Амплитуда импульса (фиг.2е) на лервичной обмотке трансформатора 21 примерно равна напряжению источника питания, длительность импульса определяется временем включения тиристора 4 и выбирается по постоянной времени заряда конденсатора 17 из условия уверенного открывания тиристора 4 . В момент tj открывания тиристора 4 процесс заряда конденсатора 17 (фиг.2ж) прекращается и дополнительный тиристор 19 закрывается, так как тиристор шунтирует своим малым сопротивлением цепочку из последовательно соединенных конденсатора 17, дополнительного тиристора 19 и трансформатора 21. Через открытый тиристор 4 и верхнюю половину первичной обмотки 7 повышающего трансформатора 6 происходит разряд зарядного конденсатора 2, заряд зарядного конденсатора 3 от источника 1 питания, а также разряд -конденсатора 17, замыкающийся через диод 23. При зтом энергия, запасенная в зарядных конденсаторах 2 и 3 в процессе их разряда и заряда, заряжает конденсаторы линии 10 формирования (фиг.2з). В линию 10 фop fflpoвaния передается также энергия, запасенная в процессе заряда конденсатора 17 от зарядного конденсатора 2, тем самым сохраняется КПД модулятора. В момент времени ij напряжение на линии 10 формирования достигает максимума и фиксируется вьтрямителем 9, тиристор 4 закрывается, импульс запуска, задержанньш элементом 15 задержки, поступает на подмодулятор 16, выходным импульсом которого (фиг.2и) открывается комму татор 12 и на нагрузке 11 формируется импульс (фиг.2к). По окончании процесса деионизации коммутатора (тиратрона) 12 схема готова к приходу следующего запускающего импульса. Зарядный конде сатор 2 заряжен до нуля, а зарядньй конденсатор 3 заряжен ,до напряжения источника питания Следующий запускающий импульс вызывает дополнительного тиристора 20. Проце заряда конденсатора 18, вызывающий через трансформатор 22 поджиг тиристора 5, аналогичен описанному процессу заряда конденсатора 17. Пр цессы разряда зарядного конденсатора 3 и заряда зарядного конденсатора 2 также аналогичны процессам з ряда - разряда зарядных конденсато ров 2 и 3 в предьщущем.Случае. При сбоях генератора 14 управляедих импульсов, т.е. при одновременном появлении-на обоих его выхо дах импульсов запуска дополнительных тиристоров 19 и 20 (фиг.26 и 2в - в момент времени Чц. происходит . поджиг только одного из тиристоров, 4 и 5 - тиристора 4. Действительно в момент времени t только один из зарядных конденсаторов, а именно зарядньй конденсатор 2 заряжен до напряжения источника 1 питания Eytj-T i и под этим же напряжением находится дополнительньй тиристор 19; На другом дополнительном тиристоре 20, как и на зарядном конденсаторе 3, напряжение равно нулю. Одно временно поданные импульсы запуска на дополнительные тиристоры 19 и 20 вызывают поджиг и протекание тока только через дополнительный тирис тор 19, при этом для тиристора 4 296 формируется импульс запуска. Таким образом, логика поочередного формирования импульсов запуска тиристоров 4 и 5, обеспечивающаяся поочередньм нахождением под напрякением зарядных конденсаторов 2 и 3, исключает возможностью одновременного поджига тиристоров 4 и 5, приводящего к закорачиванию источника 1 питания. При этом помехозащищенность генератора 13 пусковьк импульсов не имеет решающего значения. В то же время применение маломощных тиристоров 19 и 20 позволяет снизить требования к генератору 14 запускающих импульсов по мощности выходных импульсов, так как для их поджига требуется значительно меньшая мощность, чем.для поджига тиристоров 4 и 5.. Диоды 24 и 25 ограничивают сверху на уровне напряжения источника 1 питания Е„,напряжения на дополнительных тиристорах 19 и 20, а.следовательно, ограничивают сверху амплитуду импульсов запуска тиристоров 4 и 5, несмотря на возможное при работе модулятора возрастание напряжений на зарядных конденсаторах 2 и 3 . до уровней, значительно превышающих напряжение источника 1 питания (например, при сбоях подмодулятора 16 вызывающих одновременное включение одного из тиристоров 4 и 5 и коммутатора 12), При возрастании напряжения на зарядном конденсаторе 2 выше уровня источника 1 питания Е,гпоявляется напряжение на конденсаторе 1 7 в результате его подзаряда по цепи: зарядньй конденсатор 2 - источник 1 питания - диод 24 - конденсатор 17 - зарядный конденсатор 2. Напряжение на конденсаторе 17 равно разности, напряжений на зярядном конденсаторе 2 и напряжения источника 1 питания . В результате напряжение на закрытом дополнительном тиристоре 19 в момент его включения на первичной обмотке трансформатора 21 остается равным Е ,ег . Таким же образом черезодиод 25 происходит ограничение сверху напряжения на дополнительном тиристоре 20 при заряженном зарядном конденсаторе 3. В предлагаемом модуляторе логика поочередного формирования импульсов запуска тиристоров, обеспечиваемая поочередным нахождением под напряжением зарядных конденсаторов, исключает недостаток известных устройств возможность одновременного поджига тиристоров, приводящего к закорачиванию источника питания. Поэтому данный модулятор обладает повышенной по сравнению с известным надежности.

Кроме того, повьшение надежности предлагаемого модулятора достигается за счет ограничения сверху импульсов поджига тиристоров. Применение данного .модулятора позвсхпяет существенно упростить требования к генератору управлякицих импульсов по помехоустойчивости и зиачительно снизить выходную мощность . генератора управляющих импульсов.

ИМПУЛЬСНЫЙ МОДУЛЯТОР, содержащий источник постоянного напряжения, параллельно которому включены последовательно соединенные первый и второй зарядные конденсаторы, а также первьй тиристор, первичную обмотку повьшающего трансформатора, вторичная обмотка которого через выпрямитель подключена к линии формирования, зашунтированной последовательно соединенными нагрузкой и коммутатором, и второй тиристор, включенный согласно с первым тиристором,-генератор пусковых импульсов, выход которого соединен с входом генератора управляющих импульсов непосредственно, а с управляющим входом коммутатора через последовательно соединенные элемент задержки и подмодулятор, отличающийся тем, что, с целью повышения его надежности путем исключения одновременного запуска тиристоров, в него введены два дополнительных тиристора,два конденсатора,два трансформа-5 тора и четыре диода, тиристор, первичная обмотка первого .трансформатора, первый и второй конденсаторы, второй дополнительный тиристор и первичная обмотка второго трансформатора последовательно со.единены и подключены в проводящем дпя тиристоров направлении параллельно источнику постоянного напряжения, зашунтированнбму последовательно соединечными в непроводящем направлении первым и вторым, (П а также третьим и четвертым диодами, точки соединения конденсаторов и зарядных конденсаторов подключены к выводу первичной обмотки повышающего трансформатора непосредстйенно, а точки соединения диодов - первого с вторым и третьего с четвертым 00 через первый и второй конденсаторы соответственно, управляющие входы дополнительных тиристоров подключены к соответствукщим выходам генерато ра управляющих импульсов, а управляющие входы тиристоров соединены с соответствующими вторичными обмотками трансформаторов.