Импульсный модулятор Советский патент 1975 года по МПК H03K3/53 H03K7/02 

1

Изобретение относится к области импульсной техники и может найти Применение для импульсного питания газоразрядных устройств, например мощных источников ионов.

Известен -импульсный модулятор, содержащий первый источник питаиия, к выходу которого подключены первый конденсатор и последовательная цепочка из резистора, первого управляемого вентиля и нагрузки, цепочку из последовательно соединенных второго управляемого вентиля и второго конденсатора, включенную между точкой соединения резистора с первым управляемым вентилем и точкой соодинепия нагрузки с заземленным полюсом лервого источника питания, третий управляемый вентиль, включенный между первым выводом катушки индуктивно-сти и средней точкой цепочки из второго управляемого вентиля и второго конденсатора, резистивный делитель напряжения и генератор сдвинутых имлульсов, первый, второй и третий выходы которого подключены к входа м первого, второго и третьего управляемых вентилей соответственно.

Недостаток известного модулятора состоит в том, -что он не может работать при низком напряжении на первом конденсаторе, когда потери энергии в вентилях и других элементах коммутирующей и перезарядной цепей становятся сравнимыми с энергией, запасенной в конденсаторе. Этот недостаток затрудняет вывод известного модулятора на рабочий режим и дальнейшую его эксплуатацию.

Целью изобретения является расширение долустимого диапазона регулирования напряжения па первом конденсаторе.

В предлагаемый модулятор введены второй источник питания, диод, шунтированный третьим конденсатором, транзистор и электромагнитное реле, прпчем диод включен между вторым выводом катушки индуктивности и заземленным выводом нагрузки, заземленный полюс первого источника питания соединен с

полюсом противоположной полярности второго источника питания, другой полюс которого через нормально разомкнутые контакты реле подключен к точке соедипенпя второго вывода катушки индуктивности с диодом, включенным встречно второму источнику питания, обмотка реле включена в цепь коллектора транзистора, эмиттер которого заземлен, а база соединена со средней точкой резистивного делителя на1пряжения, включенного между незаземленными полюсами первого и второго источников питания.

Принципиальная схема импульсного модулятора изображена на чертеже. Описываемый модулятор содержит первый

ИСТОЧ.НИК питания 1 (высоковольтный вьтпрямитель), первый конденсатор 2, резистор 3, первый управляемый вентиль 4, нагрузку 5, например газоразрядный источник ионов, второй управляемый вентиль 6, второй конденсатор 7, третий управляемый вентиль 8, катушку индуктивности 9, генератор 10 сдвинутых импульсов, резисторы 11 и 12 делителя напряжения, второй источник питания 13 (низковольтный выпря.митель), диод 14, третий конденсатор 15, транзистор 16, обмотку 17 и нормально разомкнутые контакты 18 электромагнитного реле.

Квыходу источника питания 1 подключены конденсатор 2 и последовательная цепочка иэ резистора 3, управляемого вентиля 4 и нагрузки 5. Цепочка из последовательно соединенных вентиля 6 и конденсатора 7 включена между точкой соединения резистора 3 с вентилем 4 и точкой соединения нагрузки 5 с заземленным полюсом источника питания 1. Вентиль 8 Включен между .первым выводом катушки 9 и средней точкой цепочки вентиль 6 и конденсатор 7. Делитель напряжения включен между незаземленными полюсами источников питания 1 и 13. Первый, второй и третий выходы генератора 10 подключены к входам управляемых вентилей 4, 6 и 8 соответственно. Диод 14 шунтирован конденсатором 15 и включен между вторым выводом катушки 9 и заземленным выводом нагрузки 5. Заземленный полюс источника питания 1 соединен с полюсом противоположной полярности источника питания 13, другой полюс которого через контакты 18 подключен к точке соединения второго вывода катушки 9 с диодом 14, включенным встречно источнику питания 13. Обмотка 17 реле включена в цепь коллектора транзистора 16, эмиттер которого заземлен, а база соединена со средней точкой резисторов 11 и 12 делителя напряжения.

Работает модулятор следуюшим образом. При нулевом или малом напряжении на накопительном конденсаторе 2 транзистор 16 открыт током, протекаюшим через резистор 12 от источника питания 13. Облютка 17 реле возбуждена, контакты 18 замкнуты, и конденсатор 15, емкость которого больше емкости конденсатора 7, заряжается до напряжения источника питания 13. Включение вентиля 8 приводит к колебательному заряду конденсатора 7 через катушку 9.

При увеличении напряжения на конденсатор 2 до минимального рабочего напряжения вентиля 4 последний включается импульсом, поступаюшим с первого выхода генератора заданного промежутка времени включается 10, и нагрузка 5 возбуждается. По истечении заданного промежутка времени включается вентиль 6, а вентиль 4 выключается напряжением, до которого конденсатор 7 зарядился в предыдушем цикле. Затем, когда конденсатор 7 перезарядится до напряжения конденсатора 2, выключается вентиль 6. После этого включается вентиль 8, и конденсатор 7 вновь перезряжается через катушку 9 от противоположно заряженного конденсатора 15, приобретая таким образом напряжение, достаточное для надежного выключения вентиля 4 в следуюп ем цикле.

Когда напряжение на конденсаторе 2 достигнет уровня, при котором модулятор уже способен работать без добавления энергии в конденсатор 7, запирается транзистор 16. Обмотка 17 реле обесточивается, контакты 18

размыкаются, отключая источник питания 13 от перезарядного контура конденсатор 7 - вентиль 8 - катушка 9, который теперь при очередном включении вентиля 8 замыкается диодом 14.

Таким образом, работоспособность модулятора обеспечивается, начиная с напряжения на конденсаторе 2, равного минимальному рабочему напряжению вентиля 4. Источник питания 13 может быть маломошным, так как он отключается после заряда накопительного конденсатора 2.

Формула изобретения

Импульсный модулятор, содержаший первый источник питания, к выходу которого подключены первый конденсатор и последовательная цепочка из резистора, первого управляемого вентиля и иагрузки, цепочку из

последовательно соединенных второго управляемого вентиля и второго конденсатора, включенную между точкой соединения резистора с первым управляемым вентилем и точкой соединения нагрузки с заземленны-м полюсом первого источника питания, третий управляемый вентиль, включенный между первым выводом «атушки индуктивности и средней точкой цепочки из второго управляемого вентиля и второго конденсатора, резистивный делитель напряжения и генератор сдвииутых импульсов, первый, второй и третий выходы которого подключены к входам первого, второго и третьего управляемых вентилей соответственно, отличающийся тем, что, с

целью расширения допустимого диапазона регулирования напряжения на первом конденсаторе, в него введены второй источник питания, диод, шунтированный третьим конденсатором, транзистор и электромагнитное реле, причем диод включен между вторым выводом катушки индуктивности и заземленным выводом нагрузки, заземленный плюс первого источника питания соединен с полюсом противоположной полярности второго источника питания, другой полюс которого через нормально разомкнутые контакты реле подключен к точке соединения второго вывода катушки индуктивности с диодом, включенным встречно второму источнику питания, обмотка реле включена в цепь коллектора транзистора, эмиттер которого заземлен, а база соединена со средней точкой резистивного делителя напряжения, включенного между незаземленными полюсами первого и второго источников питания.