Импульсный модулятор Советский патент 1978 года по МПК H03K3/53 

(54) ИМПУЛЬСНЫЙ МОДУЛЯТОР

Изобретение относится к импульсной эпектроэнергетике, а именно к импу.пьоным модудяторам с индуктивным накопи- гепем энергии.

Известно усгройсгво формирования вьрсоковопьгных импупьсов, использующее в качестве накопителя энергии индуктивные накопитепи l . Высоковопьгные импупьсы на нагрузке формируются при полном разряде индуктивного накопнтепя.

Недостатком устройства явпяется ппо кие параметры выходного импульса,

Известен импульсный модунягор, выполненньШ too :схеме с частичным разрядом индуктивного накопителя. Для коммут&ции энергии индуктивного накопителя применен высо1Лвольтный импульсный экситрон с вентильными свойствами. Для вььключения экситрона используется модуляь торная электронная лампа, в катодной ц&пи которой включен комму,тирующий конденсатор 2J.

Недостатком устройства является большой вес и габариты, связанные с наличием дополнительного высокочастотного иоточника напряжения для заридки кмлмутвн рующего конденсатора.

Цель изобретения - уменьшение веса и габаритов модулятора.

Для этого в импульсный модулятор, содержащий соединенные последовательно источник Тика, индуктевный наксяштвпь и коммутатор,-параллеяь«о которому вкпгчены нагрузка н цепь из последовательно соединенных упр1авляемого коммутатора и конденсатора, к катоду управляемого коммутатора, подключен один вЬшод дросселя, введен управляемый вентиль, анод которого соединен со вторым выводом дросселя.

На чертеже дана принципиальная схема предлагаемого модулятора.

Источник 1 тока, индуктивный накопитель 2 и коммутатор 3 образуют главный контур. Параллельно коммутатору. 3 включены нагрузка 4 и ветвь, содержащая последовательно соединенные управляемый коммутатор 5 (электронную лампу) и коммутирующий конденсатор 6. Параллельно конденсатору 6 включена цепь из соединенных поспедовагепьно дроссегш 7 и управпяемого венгипя 8. Импупьсный модулятор работает в два На первом этапе коммутирующий кон,денсагор 6 предварительно заряжается до требуемого высокого напряжения от низковопьтнога источника 1путем резонансного перезаряда коммутирующего конденсатора. В первый момент, когда в коммутирующем конденсаторе 6 нет запа сенной энергии, а коммутатор 3 выкшочен вкшочается управляемый коммутатор 5. При этом конденсатор 6 заряжается от источника 1 через индуктивный накопитепь 2 по колебательному закону до амплитуды, равной двойнсЛ величине напр$ьженяя UQ источника 1 (за ш 1четом падения напряжения на проводниках и коммутаторе). При этом ток в индуктавном наксдантеле ограничен волновым сопротивлением колебательного контура и составгшег всего нескольжо процентов ог амшиь гуды тока в рабочем режиме. По окончеьнии заряда конденсатора в (попярносгь напряжения показана на схеме в скобках) комму.тагор 5 выключается. Затем включается управляемый вентиль 8, и конденсатор 6 перезаряжается через дроссель 7 и вентиль 8 по колебагепьному закону до той же амплитуды напряжения, но обратной полярности (за вычетом падения напряжения на проводниках и на вентиле, которое, достаточно мало). Полярность напряжения на конденсаторе 6 после этого цикла псжазана на схеме без ско- бок. Затем снова включается коммутатор 5и конденсатор 6 перезаряжается через цепь, содержащую источник 1. напряжения и индуктивный накотигель 2, после чиго коммутатор5 выключается. При sTWvi напряжение на конденсаторе станет равным сумме напряжений нсгочника и конденсатора (за вычетом потерь при nepe3apswe) но поменяет знак. После выключения коммутатора 5 включается управляемый вентиль 8 и конденсатор в перезаряжавх ся через дроссель 7. Далее процесс, мно гократно повторяется. С каждым циклом перезаряда напряжение на ко(денсаторе 6возрастает на величину Uo .Перезарядка повторяется до тех пор, пока напряжение на конденсаторе 6 не достигне нужного уровня при указанной на схеме без скобок полярности; На атом процесс, зарядки кондеисатора 6 заканчивается.. На втором этапе модулятор работает в режиме формирования высоковольтных импульсов на нагрузке 4. В исходном состоянии индуктивный н 1кститель 2 обео точен, а коммутирующий конденсатор 6 заряжен до требуемого ьапряжения. Коммутаторы 3, 5 и вентипь 8 закрыты. Вначале включается коммутатор 3, и индуктивный накопитель 2 начинает заряжаться от источника 1. При достижеющ током индуктивного накопителя требуемого уровня, намного превыщающего амплитуду тока в режиме предварительной зар{1дки конденсатора 6, открывается ляемый коммутатор 5 и коммутирующий конденсатор 6 полностью разряжается через открытый вентильный коммутатор 3, обесточивая его и вызывая тем самым его вьтлючение. После этого вьислючаерся коммутатор 5, в результате чего ток индуктивного накопителя течет в нагрузку 4, формируя на ней высоковольтный импульс напряжения. При этом ток в индуктивном накопителе уменьщается на некоторую величину. Прекращение импульса на нагрузке в требуемый момент осуществляется включением коммутатора 5. Ток индуктивного накопителя 2 начинает заряжать конденсатор 6. Поскольку ам1 литуда тока индуктивного накопителя в рабочем режиме намного превыщает ампл туду тока в режиме предварительной заряккя конденсатора 6, зарядка ксжденсатора 6 до требуемого уровня в данном случае пр(Я1сходит очень быстро (за неоколысо микросекунд), после чего Ьключается коммутатор 3 и одновременно выключается управляек1ый коммутатор 5., Через коммутатор 3 от источника 1 происходит нарастание гока в индуктиэном накопите ле от оставщегося значения до требуемого уровня. После выключения коммутатора 5 включаете управляемый вентиль 8 и конденсатор6 перезаряжается через дроссель 7 и управляемый вентиль 8, меняя свою полярность. После окончания, перепопюсовки конденсатора 6 вентиль 8 выключается и конденсатор 6 готов к следующему, циклу. После нарастания тока в индукпшном накопителе 2 до требуемого уровня (включается управл мый коммутатор 5, конденсатор 6 разряжает ся на коммутатор 3, обесточивая и выключая его. Далее процесс повторяется в ранее описанном порядке. .Формула изобретения Импульснь1й модулятор, содержащий соединенные последовательно источник ,тока, индуктивный накопитель и коммутатор, параллельно которому включены нагрузка и цепь из последовательно соединенных управляемого кс 1Мутатора и конденсатора, к катоду управляемого крммуттатора. подключен один вывод дроссетш, отличающийся тем, что, с 5G1070 цепью уменьшения веса и габаритов модулятора, в него введен управпяек ый вентиль, анод которого соединен со вторым выводом дросселя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 9 1.Авторское свидетопьство СГ-ССР № 414643, кп. Н О1 Н 33/OU, О5.02.74. 2.Электронная техника . Сер. 4. Электровакуумные и газоразрядные приборы , 1974, вып. 6.