Генератор радиочастотных колебаний с магнитным сжатием импульсов Советский патент 1976 года по МПК H03K3/335 

(54) ГЕНЕРАТОР РАДИОЧАСТОТНЫХ КОЛЕБАНИЙ С МАГНИТНЫМ СЖАТИЕМ ИМПУЛЬСОВ

1

Изобретение относится к импульсной технике.

Известен генератор радиочастотных колебаний с магнитным сжатием импульсов, содержандий п магнитных цепей сжатия импульса, подсоединенных через выходные трансформаторы к общей нагрузке, причем каждая магнитная цепь сжатия импульса содержит первую резонансную зарядную цепь - последовательно соединенные дроссель, коммутирующий элемент, например кремниевый управляемый вентиль и конденсатор, к которому подключена вторая резонансная зарядная цепь- последовательно соединенные коммутирующий элемент, например кремниевый управляемый вентиль, дроссель и конденсатор, к которому подключены последовательно соединенные насыщающийся реактор, диод и первичная обмотка выходного трансформатора и устройство управления.

С целью увеличения амплитуды импульсов в предлагаемом генераторе к конденсаторам первой и второй резонансных зарядных цепей через резисторы подключены отрицательные полюсы дополнительных источников питания.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - диаграмма, поясняющая его работу.

Генератор радиочастотных колебаний содержит п магнитных цепей сжатия импульса, каледая из которых состоит из первой и второй резонансных зарядных цепей, содерл ащих

дроссели li, Ь, коммутирующие элементы, например кремниевые управляемые вентили 2ь 22 и конденсаторы Зь За, которые через резисторы 4i, 42 подключены к отрицательным полюсам дополнительных источников питания.

К конденсатору 32 подключены последовательно соединенные насыщающийся реактор 5, диод 6 и первичная обмотка выходного трансформатора 7, вторичная обмотка которого подключена к общей нагрузке 8.

Генератор радиочастотных колебаний работает следующим образом.

Первоначально конденсаторы 3, 32 заряжаются до отрицательного напряжения f/i и U

через соответствующие резисторы 4,, 42, причем и превыщает по величине f/2. В момент времени о (фиг. 2) на вентиль 2i поступает пусковой сигнал, а конденсатор 3i заряжается до напряжения, немного меньщего, чем

2 +f/i («состояние 1). Отклонения от этой величины, которая представляет случай заряда без потерь, возникают в результате потерь в дросселе li, вептиле 2; и конденсаторе 3i во

время протекания процесса заряда. Время заряда конденсатора 3i отмечено ть Кривая заданного тока /1 является половиной синусоидальной волны, а напряжение на конден. саторе 3i имеет вид отрицательной косинусоиды, сдвинутой приблизительно на Е-/2 /1Временной интервал равен половине периода резонансной угловой частоты. Процесс заряда проиллюстрирован знаками «- и «- вблизи конденсаторов 3i, 82 (фиг. 1), находящимися под значком, отмечающим «состояние 1. Этот период заряда заканчивается в момент времени /i, и цепь остается в этом состоянии в продолжении промежутка времени, отмеченном как «состояние 2.

В течение этого промежутка времени вентиль 2i имеет обратное смещение, и этот временной интервал TI достаточен для возвращения вентиля в исходное состояние. Интервал восстановления заканчивается в момент времени tz, когда вентиль 22 увеличивает проводимость или включается с помощью пускового сигнала. Заряд конденсатора 3i изменяется или передается на конденсатор 32 и наоборот. Такой взаимный обмен зарядом является постоянным, если конденсаторы имеют одинаковую емкость и во время передачи заряда отсутствуют потери (/2 - кривая зарядного тока). Временной интервал T2 взаимного перезаряда и его величина определяются оптимизацией импульсной характеристики вентиля 22 и минимизацией магнитного сжатия импульса.

Как показано, Т2 несколько меньще, чем %, хотя это и не всегда необходимо.

Во время, предществующее временному интервалу Та, насыщающийся реактор 5, который обычно имеет магнитный тороидальный сердечник с прямоугольной петлей гистерезиса, намагничивается до отрицательного насыщения подмагничивающим током /5, приложенным к верхней обмотке реактора 5. В течение временного интервала Т2 напряжение на конденсаторе 32 меняет знак и становится положительным в момент времени t2- В течение промежутка времени от t до з напряжение на конденсаторе 32 положительно, и величина, равная защтрихованной площади (фиг. 2) между кривой напряжения и временной осью, переводит насыщающийся реактор 5 из отрицательного в положительное насыщение. В момент времени 4 насыщающийся реактор 5 насыщается, и его индуктивное сопротивление становится весьма малым.

Таким образом, конденсатор 3i разряжается в нагрузку в течение сравнительно малого промежутка времени, обозначенного тз («состояние 3). Результирующая сжатия импульса соответствует отношению Т2/тз.

Выходной каскад сконструирован таким образом, что резонансная цепь, образованная конденсатором Зь индуктивным сопротивлением насыщенного реактора 5 и ййгрузкой, ивляется цепью с неполным затуханием колебаний. Вследствие этого напряжение на конденсаторе 3i меняет полярность, и когда в момент времени , ток /з нагрузки становится равным нулю, диод 6 запирается, а его полное сопротивление сильно возрастает. Благодаря этому достигается изоляция между импульсными цепями. Обратное напряжение

намного меньше, чем , в результате чего обратное смещение на вентиле 22 достаточно для восстановления («состояние 4).

В момент, когда вентиль 2ч по истечении временного интервала Т2 возвращается в исходное состояние, импульсная цепь снова готова к началу генерации выходного импульса. Таким образом, период Т работы импульсной цепи равен сумме временных интервалов TI, TI, TS, Тз и TZ- Число импульсных цепей п,

необходимое для генерации непрерывного излучения путем последовательного разряда накопленной энергии, равно отношению Т и тзЕсли импульсные цепи работают на нагрузку 8, имеюшую высокую добротно.сть Q, а

амплитуда пульсации выходной волны удовлетворительна, то нет необходимости для импульсных цепей генерировать каждую полуволну. Таким образом, число импульсных цепей

может быть сокращено. Данные импульсные цепи могут также быть использованы для генерации радиочастотных импульсов заранее заданной формы, в каждом случае число импульсных цепей определяется длительностью

и формой радиочастотного импульса.

Формула изобретения

Генератор радиочастотных колебаний с магнитным сжатием импульсов, содержащий л-магнитных цепей сжатия импульса, подсоединенных через выходные трапсформаторы к общей нагрузке, причем каждая магнитная цепь сжатия импульса содержит первую резо1 анс11ую зарядную цепь - пос.ледовательно соединенные дроссель, коммутирующий элемент, например кремниевый управляемый вентиль и конденсатор, к которому подключена вторая резонансная зарядиая цепь - последовательно соединенные коммутирующий элемент, например кремниевый управляемый вентиль, дроссель и конденсатор, к которому подключены последовательно соединенные насыщающийся реактор, диод и первичная обмотка выходного трансформатора и устройство управления, отличающийся тем, что, с целью увеличерп я амплитуды импульсов, к конденсаторам первой и второй резонансных зарядных цепей через резисторы подключены отрицательные полюсы дополнительных источпиков питания.