Имульсный модулятор Советский патент 1976 года по МПК H03K7/02 H03K3/53 

1

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в устройствах, предназначенных для формирования импульсов высокого напряжения.

Известны импульсные модуляторы 1, 2, 3.

Один из известных модуляторов 1 содержит многозвенную цепь ограничения, состоящую из диодов и конденсаторов. Цепь ограничения этого модулятора не имеет уровня ограничения.

Второй из известных модуляторов 2 имеет цепь ограничения, в которой уровень ограничения фиксирован за счет того, что на ограничительные ячейки подано фиксированное опорное напряжение. Недостаток этого модулятора заключается в сравнительно больших потерях в омическом делителе.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является импульсный модулятор 3, содержащий последовательно соединенные высоковольтный выпрямитель и генератор импульсов, выход которого шунгирован первичной обмоткой импульсного трансформатора, параллельно вторичной обмотке которого, соединенной с общей шиной модулятора, включены нагрузки в цепь ограничения амплитуды выходного импульса, состоящая из последовательно соединенных через диоды конденсаторов. Однако этот модулятор имеет сравнительно невысокий КПД

при низкой скважности выходных импульсов.

Цель изобретения - повышение КПД модулятора при низкой скважности выходных импульсов.

Для этого в предлагаемом импульсном модуляторе одни одноименные обкладки конденсаторов цепи ограничения соединены через дроссели, а другие - через дополнительные диоды, катод каждого из которых соединен с анодом соответствующего диода цепи ограничения, причем обкладка конденсатора цепи ограничения, другая обкладка которого соединена с общей шиной модулятора, соединена с выходом высоковольтного выпрямителя.

На чертеже приведена принципиальная схема предлагаемого модулятора.

Импульсный модулятор содержит последовательно соединенные высоковольтный выпрямитель 1, генератор импульсов 2, выход которого шунтирован первичной обмоткой 3 импульсного трансформатора 4, параллельно вторичной обмотке 5 которого, соединенной с общей шиной модулятора, включена нагрузка 6 и цепь 7 ограничения выходного импульса, которая состоит из конденсаторов 8i-8п, соединенных последовательно через диоды 9i- . Одни обкладки конденсаторов 8i-8,1 соединены через дроссели lOi-lOn-i, а другие через диоды lli-Ип-ь катоды которых соединены с анодом соответствующего диода

цепи 7 органичения. Обкладка конденсатора 8п соединена с выходом высоковольтного выпрямителя 1, вторая обкладка - с общей шиной модулятора.

Импульсный модулятор работает следующим образом.

При включении высоковольтного выпрямителя 1 через дроссели lOi-10« на правые обкладки конденсаторов 8)-8и цепи 7 ограничения подается положительное напряжение смещения. Заряд конденсаторов 8i-8„ происходит через диоды И -lln-i и вторичную обмотку 5 импульсного трансформатора 4. Диоды 9i-9n i закрыты приложенным к пим обратным напряжением.

При формировании импульсов напряжения генератором импульсов 2 на вторичной обмотке 5 импульсного трансформатора 4 и на нагрузке 6 появляется импульс напряжения положительной полярности. Величина коэффициента трансформации импульсного трансформатора 4 выбирается такой, что амплитуда напряжения на нагрузке 6 кратна величине напряжения на высоковольтном выпрямителе 1. При формировании импульсов на вторичной обмотке 5 импульсного трансформатора 4 диоды 111-Пп-1 закрываются, и процесс формирования протекает далее без их участия.

Импульсное папряжепие, приложенное к последовательно соединенным дросселям lOi-1671-1, равномерно делится между ними.

Когда амплитуда напряжения на дросселе, например 102, превысит величину напряжения смещения на конденсаторе 82, то диод 92 откроется. Таким же образом откроются и другие диоды, а напряжение па нагрузке 6 будет зафиксировано за счет шунтирования нагрузки 6 через конденсаторы 8i-871 и открытые диоды 9i-9n-i по цепи: диод 9i конденсатор 82, диод 92, конденсатор 8з, диод конденсатор 8п на уровне, кратном напряжению высоковольтного выпрямителя 1. Таким образом, вершина импульса напряжения на нагрузке 6 становится плоской, а амплитуда от импульса к импульсу стабильной.

Во время длительности импульса через открытые диоды 9i-9n-i происходит подзаряд конденсаторов 8i-8п. По окончании длительности импульса напряжения иа нагрузке 6 диоды 9i-9n-i закрываются, а за счет накопленной энергии в сердечнике импульсного трансформатора 4, на его вторичной обмотке 5 формируется импульс напряжения обратного выброса отрицательной полярности, который шунтируется диодами Hi-lin-iВ период между формированием импульсов подзаряженные конденсаторы разряжаются через дроссели lOi-10«-i на высоковольтный выпрямитель 1.

Таким образом, модулятор является устройством рекуперативного типа, так как энергия, заключенная в неравномерности вершины, возвращается обратно в высоковольтный выпрямитель 1. Высокий КПД обеспечивается также выбором индуктивиостей дросселей lOi-lOn-i так, чтобы нарастание импульса тока, проходящего через «их, составляло 1- 1,5% от импульса тока нагрузки.

Формула изобретения

Импульсный модулятор, содержащий последовательно соединенные высоковольтный выпрямитель и генератор импульсов, выход

которого шунтирован первичной обмоткой импульсного трансформатора, параллельно вторичной обмотке которого, соединенной с обпюй шипой модулятора, включены нагрузка и цепь ограничения амплитуды выходного импульса, состоящая из последовательно соединенных через диоды конденсаторов, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД модулятора при низкой скважности вь1ходных импульсов, одни одноименные обкладки конденсаторов цепи ограничения соединены через дроссели, а другие - через дополнительные диоды, катод каждого из которых соединен с анодом соответствующего диода цепи ограничения, причем обкладка

конденсатора цепи ограничения, другая обкладка которого соединена с общей шиной модулятора, соединена с выходом высоковольтного выпрямителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Патент США № 3119069, кл. 328-69, 1964 (аналог).

2.Авт. св. СССР № 337928, кл. Н ОЗК 7/02, 1970 (аналог).

3.Авт. св. СССР JYo 363197, кл. Н ОЗК 7/02, 1971 (прототип).

J