Линейный импульсный модулятор Советский патент 1980 года по МПК H03K7/02 

(54) ЛИНЕЙНЫЙ ИМПУЛЬСНЫЙ МОДУЛЯТОР

Изобретение относится к имйульснйй технике и может найти применение преимущественно в импульсных передатчиках СВЧ, а также для питания.генераторов СВЧ в линейньк ускорителях заряженных частиц. Известен импульсный модулятор, содер жащий источник постоянного напряжения, зарядный конденсатор, повышающий транс форматор, параллельно вторичной обмотке которого подключены тиритрон линия формирова ния и нагрузка, ге нера тор nycgCBfiiX импульсов, подмодулятор и элемент задержки, включенный между генератором запускающих импульсов и подмодулятором, к выводам первичной обмотки повышающего трагюформатора подключены тиристс ры, управляющие электроды которых соединеI ны с генератором управляющих импульсов, вход запуска которого соединен с генератором пусковых импульсов, причем анод одного тиристора подключен к попозййтёл& ному полюсу источника питания, а катод другого - к его отрвдательному пойюсу. при 3ToKf зарядный конденсатор образован из двзгх послецоватейьно соединенных кон денсаторов, каждый из которых включен между средней точкой первичной обмотки повышающего трансформатора и выводами источника питания ij. Недостатком такого модулятора являет ся низкая стаёилизедйя зарядного напряженияИзвестен также импульсный модулятор, содержащий источник питания с конденсатором фильтра, повышающий зарядный трансформатор , первичная обмотка которо го первым выводом через зарядный диод и дроссель подключена к положительному ролюсу источника питания, а вторым выводом через перезарядный дроссель и Tfrристо|р - JS oTpHiiiTiijiBbHOMy полюсу, емкьст ной накопитель, включенный между общей точкой соединения зарядного дросселя с первичной обмоткой зарядного трансформаTojpa и отрпцатешэшлм полюсом источника питания, параллельно включенные в цепь вторичной омботки зарядного трансформа-

738140

тора тиратрон, согласующий трансформатор с нагрузкой во вторичной обмотке и последовательно включенную между анодом тиратрона и первичной обмоткой согласующего трансформатора лшию формирования, синхронизатор, к выходам которого подкл1ячены сетка тиратрона и унравляющий электрод - тиристора (2j., Недостаток известного импульсного модулятора заключается в том, что он не обеспечивает стабилизации зарядного напряжения и защиты тиристора при пробоях в цепи вторичной обмотки зарядного трансформатора.

11е.пь изобретения - обеспечение стабич лизации зарядного напряжения и зашиты тиристора при пробоях в цепи вторичной обмотки зарядного трансформатора.

Поставленная цель достигаетсй за счет того, что в линейный импульсный модулятор содержащий источник питания сконденсатором , повнитаюший зарядный трансформатор первичная обмотка которого первым выводом через зарядный

диод и дроссель подключена к .положитель ному полюсу источника питания, а вторы1 выводом через перезарядный дроссель и тиристор - к отрицательному полюсу, емкостной накопитель, включенный между точкой соединения зарядного дросселя с первичной обмоткой зарядного трансформатора и отр1щательнь1М полюсом источника питания, параллельно вКЛюченньгё в цепь вторичной обмотки зарядного трансформатора тиратрон, согласующий трансформатор с нагрузкой во вторичйой обмотке и последовательно включенную анодом тиратрона и первичной обмоткой согласующего трансформатора линию фор- мвровашш, синхронизатор, к выходам которого подключены сетка тиратрона и управляющий электрод Т1фистора, введены вспомогательный источник постоянного напрялсения, дизъюнктор, пороговый элемент, транзистор, датчики зарядного тока и напряжения, дополнительные обмотки за-, pstflHoro трансс{юрматора и перезарядного дросселя, причем отршхательный полюс , вспомогательного источника соединен с анодом тиристора и через резистор - с общей щиной, а положительный полюс под ключен к коллектору, транзистора, база . которого соединена с выходом дкзъюнктора, первый вход которого через пороговый элемент соединен с выходом датчика зарядного тока, включенного между вторичной обмоткой зарядного трансформатора и общей шиной, а второй его вход4

с выходом схемы сравнения, вход которой подключен к точке соединения резисторов датчика зарядного напряжения, включенного параллельно вторичной обмотке зарядного трансформатора и датчику зарядного тока, а между датчиком зарядного напряжения и анодом тиратрона последовательно с линией формирования включен диод, при этом дополнительные обмотки зарядного трансформатора и перезарядного дросселя соединены между собой согласно и последовательно и через диод подключены к положительному и отрицательному источника питания соответственно.

На чертеже показана схема линейного импульсного модулятора.

Линейный модулятор содержит источник 1 питания с конденсатором 2 фильтра, к которому подключены соединенные последовательно зарйдный диод 3, зарядный дроссель 4 и емкостной накопитель 5. Параллельно емкостному накопителю присоединены включенные последовательно первичная обмотка повышающего зарядно-

го трансформатора 6, основная обмотка перезарядного дросселя 7 и тиристор 8г В цепь вторичной обмотки трансформатора 6 включены линия 9 формирования и нагрузка 10 с согласующим трансформатором 11, а также тиратрон 12, синхронизатор 13 подключен к общей щине, а к его выходам подключены сетка тиратрона 12 и управляющий электрод тиристора 8. Параллельно вторичной обмотке транс-

форматора 6 подключен датчик зарядного папржкения на резисторах 14, 15. Последовательно со вторичной обмоткой трансформатора 6 .включен резистивный датчик 16 тока заряда линии 9. Общая точка резисторов 14, 15 соединена со входом устройства 17 сравнения, выход которого сое-. дйнён с первь1м входом дизъюнктора 18. Второй вход дидъюнктора 18 через пороговый элемент - стабилитрон 19, соединен с датчиком 16

К выходу дизъюнктора 18 подключена

база транзистора 20, к коллектору которого присоединен плюс вспомогательного источника 21 литания, минус этого источника подкшочен к аноду тиристора 8 и к общей шине через высокоомный резистор 22.

Трансформатор в и дроссель 7 снабжены дополнительными обмотками 23, 24,

соединенными согласно и пбследовательно и подключенными параллельно конденсатору 2 через диод 25. Между датчиком на резисторах 14, 15 и анодом тиратрона 12 включен диод 26, 573 Линейный импульсный модулятор работает следующим образом, От источника i с напряжением Q че- рез диод 3 зарядный дроссель 4 происхо- дит резонансный заряд емкостного накопителя 5, Величина его емкости выбирается из условия накопления в ней энергии, равной энергии выходного импульса. В процессе заряда тиристор 8 заперт, напряжение на емкостном накопителе 5 достигает примерно 2Ej5, после чего диод 3 запираетс51. При подаче от синхронизатора 13 положительного импульса на управляющий электрод тиристора 8 емкостной накопитель 5 через зарядный трансформатор 6 и перезарядный дроссель 7 полностью перезаряжается на линию 9 формирования. Процесс перезаряда емкостного накопителя 5 имеет колебательный характер Ток перезаряда, протекающий через тиристор 8, имеет форму полусинусоиды из-за наличия перезарядного дросселя 7, В момент окончания процесса перезаря да, когда напряжение U« на линии 9 фор- мирования достигло заданной номинальной величины и.,, тиристор-8 запирается. После этого на сетку тиратрона 12 от синхронизатора 13 подается положительный импульс поджига, в результате чего через него происходит разряд линий 9 фбр мирования и на нагрузке 10 формируется выходной-импульс, Во время, процесса перезаряда емкостного Накопителя 5 суммарное напряжение, на обмотках 23 к 24 должно быть меньшим, чем EJ,, поэтому диод 25 заперт, напряжение на его катоде равно Е. Для этого отношение чисел витков дополнительных обмоток 23 и 24 к числу витков соответствующих первичных обмоток не превышает 1/2. Стабилизация зарядного напряжения Уд происходит следующим образом. Напряжение, пропорциональное ид поступает от датчика зарядного напряжения на резисторах 14, 15 на вход устройст- ва 17 сравнения. На его выходе формируется импульс, временное положение которого относительно начала процесса заря,-.„ „„ да линии 9 зависит от величины отклоне- ния значения U от Uft.MDM. Выходной импульс от устройства 17 проходит через дизъюнктор 18 на базу транзистора 20 и отпирает его. При этом S аноду тиристора 8 прикалывается отридательное напряжение от источника 21. Тиристор 8 и диод 26 запираются, процес перезаряда емкостного накопителя 5 пре0 .6 .кращается, напряжение фиксируется на за- данном уровне. Энергия, накопленная в магнитных полях сердечников зарядного трансформато Р б и перезарядного дросселя 7 к моментту запирания тиристора 8, через обмотки 23, 24 и диод 25 возвращается в кондеин сатор 2 филыра источника 1 питания. В случае возникновения пробоя в цепи, вторичной обмотки, заряд ного трансформатора 6 падение напряжения на датчике 16 резко увеличивается. Стабилитрон 19 от1пирается и напряжение от его анода подается че:рез дизъюгшТбр 18 на базу транзистора 20. Транзистор открывается, а Тиристор 8 запирается аналогично описа№ному выше. Таким образом обеспёчивает|- ся защита тиристора 8. Г Технико-экономический эффект от использования предлага1емогь модулятора со стоит в повьглений стабильности зарядно- го напряжения на линии формирования при колебаниях питающего напряжения, а так обеспечении защиты перезарядного тиристора при пробоях элементов схемы. Формула изобретения Линейный импульсный модулятор, содержащий источник питания с конденсаа-ором фильтра, повьпнающий зарядный трансформатор, первичная обмотка которого nefjвым выводом череззарядный диод и дроссель подключена к пбпожитвгл йбму полкюу источника питания, а вторым вьгоодом через перезарядный дроссель и тиристор к отрицательному полюсу, емкостной нако„.„ питель, включенный между точкой соединения J зарядного дросселя с первичной обмоткой зарядного трансформатора и отрицательном полюсом источника питания, параллельно включенные в.цепь вторичной обмотки зарядного, трансформа тора тиратрон, согласу- ющий трансформатор с нагрузкой во вторичной обмотке и последовательно включенную между анодом тиратрона и первичной обмоткой согласующего трансформатора линию формирования, синхронизатор, к -г г г- гft выходам которого подключены сетка тиратрона и управляющий электрод тиристора, отличающийЬя тем, что, с целью обеспечения стабилизации зарядного напряжения и защиты тиристора при пробоях в цепи вторичной обмотки зарядного трансформатора, в него введены вспоМо1 ат:ёйьнь1й источник постоянного напряжения, дизъюнктор, поро1х)вый элемент.

транзистор, датчики зарядного тока и напряжения, дополнительные обмотки зарядного трансформаТо{эа и: пёрезарвдндЛ)дроо селя, причем отрицательный полюс вспомо-, гательнрго источника Соединен с анодом Тиристора и через резистор - с общей ши-п liofi, а Крлржитёльный полюс подключен к коллектору транзистора, база которого сое, динена с выходом Двзъюнктора, первый вход которого через пороговый элемент соединен с выходом датчика зарядного тoка, вкшоченного межод вторичной обмоткой зарядного трансформатора и дбщей шиной, а второй его вход - с выходом схеЩГСраВнёнйя, вход которой подключен к точйе соединения резисторов датчика за рядного напряжения, включенного параллельно иторичной обмотке зарядного транс25

форматора и датчику зарядного тока, а. между датчиком зарядного напряжения и анодом тиратрона последовательно с линией формирования включен диод при этом дополнительные обмотки зарядного трансформатора и перезарядного дросселя согласно и последовательно соединены между собой и через диод подключены к пот ложительному и отрицательному полюсам источйика питания соответственно.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Авторское свидетельство СССР № 301833, кл. Н ОЗ К 3/53, 21.04.71.