Импульсный модулятор Советский патент 1980 года по МПК H03K3/53 H03K7/02 

(54) ИМПУЛЬСНЫЙ МОДУЛЯТОР

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для управления СВЧ-генератора в передающих устройствах СВЧ. Известен импульсный модулятор, содержащий коммутатор, генератор запускающих импульсов, последовательно со единенные источник питанзщего напряжения, первую обмотку зарядного дрос селя, зарядный диод,формирующий двухпэлюсник и нагрузку, источник упраля ющего напряжения, состоящий из после довательно .соединенных второй обмотки зарядного дросселя и выпрямителя Недостатком этого устройства является низкая надежность его работы, обусловленная тем, что при крат овременном коротком замыкании в нагрузке (искрение е генераторе) блока модулятора попадают под повышенное напряжение. . Известен также импульсный модулятор, содержащий последовательно соединенные генератор запускающих . импульсов, источник питающего напряжения, первичную обмотку зарядного дросселя, зарядный диод, формирующий двухполюсник и нагрузку, включенный между входом формирующего двухпо- . люсника и общей шиной коммутатор, . вход которого подключен к выходу генератора запускающихимпульсов, последовательно соединенные блок опорного напряжения, блок сравнения, блок импульсно-фазового управления, а . также диод, анод которого соединен с общей шиной, конденсатор, первый вывод которого соединён с общей йиной, тиристор, управляющий электродкоторого подключен к первому -выходу блока импульсно-фазового управления, резисторы и |ключ . Недостатком этого модулятора является низкая надежность его работы. Цель изобретения - повышение нанадежностй работы импульсйого модулятора. . . Поставленная цель достигается тем, что в импульсный модулятор, содержащий генератор запускающих .импульсов, последовательно соединенные источник питающего.напряжения, первичную обмотку зарядного дросселя, зарядный диод, формирующий -двухполюсник и нагрузку, включенный между входом формирующего двухполюсника: и общей шиной коммутатор, вход которого подключен к выходу генератора запускающих импульсов, последовательно соединенные блок опорного напряжения, блок сравнения, блок импульсно-фазового управления, а также диод, анод которого соединен с общей шиной, конденсатор, первый выход которого соединен с общей шиной, тиристор, управляющий электрод которого подключен к первому выходу блока . мпульсно-фазового управления, резисторы и ключ, параллельно вторичной обмотке зарядного дросселя подключены две цепи, первая из которых с : стоит из последовательно соединенных первого резистора и ключа, управ ляющий вход которого соединен со вторым выходом блока импульсно-фазового управления, вторая-, цепь состоит из последовательно соединенных переменного и аторого резисторов, причем второй вывод конденсатора соединен с первыми выводами вторичной обмотки зарядного дросселя и переменного резистора, второй вывод которого соединен с катодом диода, другим входом блока сравнения и анодом тиристора, катод которого подключен к общей шине.

На фиг, 1 представлена блок-схема импульсного модулятора на фиг. 2 временные диаграммы, поясняющие его работу.

Импульсный модулятор содержит коммутатор 1, генератор 2 запускающих импульсов, после доват.ельно .соединенные источник 3 питающего напряжения, Обмотку 4 зарядного дросселя, заряд ный диод 5, формирующий двухполюсник б и нагрузку 1, обмотку 8 зарядного дросселя, блок 9 опорного напряжения блок 10 сравнения и блок И импульсно-фазового управления, диод 12, конденсатор 13, резисторы 14 - 16, тиристор 17 и ключ 18, сигнальный вход .которого соединен через резистор 14 р концом обмотки 8 зарядного дросселя , а выход с началом обмотки 8, управляющий вход ключа. 18 соединен с выходом 19 блока 11, вход которого соединен с выходом блока 10, вход 20 которого соединен с выходом блока 9, сигнальный вход коммутатора 1 соединен со входом формирующего двухполюсника б, выход коммутатор соединен с общей шиной, управляющий вход коммутатора 1 соединен с выходом генератора 2, первая обкладка конденсатора 13, катод тиристора 17 и анод диода 12 соединен с общей шиной, вторая обкладка конденсатора 13 соединена с концом обмотки 8 зарядного дросселя, и с первым выводом резистора 16, анод тиристора 17 соединен со вторым и третьим выводами резистора 16. Через резистор 15 с начсшом обмотки 8 зарядного дросселя, с катодом диода 12 и со входом 21 блока 10, управляющий вывод тиристора 17 соединен с выходом 22 блока 11.

Импульсный модулятор работает следуюдам образом.

Резонансный заряд формирующего двухполюсника б производится током, протекающим от источника 3 через обмотку 4 зарядного дросселя, зарядный диод 5 и нагрузку 7.

Напряжение на формирующем двухполюснике при заряде изменяется по экспоненциальному Закону

1Л

UWg J-EoCl-e-Wcosy),

где - текущая фаза резонансного

заряда;.

Q - добротность зарядной цепи; U - резонансная частота зарядной цепи.

Во время заряда формирующего двухполюсника (фиг. 2Q) на обмотке 8 зарлдного дросселя наводится напряжение, равное

U.-l e IacoSy,

тде п - отношение числа витков обмоток 4 и 8 зарядного дросселя..

В первоначальный момент диод 12 открыт, и производится быстрый заряд конденсатора 13 (фиг. 2S) током, протекающим по цепи диод 12, резистор 15 обмотка 8 до напряжения и. , равного

Е„ R.

Mb

Ц

с 15 h

Как только ток через резистор 16 станет равным.току через резистор 15, диод 12 закроется и напряжение на нем будет равно разности напряжений на конденсаторе 13 и резисторе 16.

Так как напряжение на резисторе 16 .йЭ меняется (фиг. 2Ь) в соответствии с выражением

R.b -;f-lHrR; -e2«cosij,

U

то напряжение на диоде будет изменяться (фиг. 21) в соответствии с выражением.

A.

То есть напряжение на диоде 12 по форме повторяет напряжение на формирующем двухполюснике. Напряжение с диода 12 подается на вход 21 блока 10, где оно сравнивается с напряжением, поступающим из блока 9 опорного напряжения.

В момент равенства опорного напряжения и напряжения на диоде 12 блок 11 открывает клйч 18. Вследствие этого в цепь резонансного заряда формирующего двухполюсника .6 вносится дополнительное затуханием и резонансный заряд его прекращается. Зарядный диод 5 препятствует .заряду формирующего двухполюсника после прекращения резонансного заряда. Разряд форк1ирующего двухполюсника на нагрузку произ водится при срабатывании коммутатора 1 при поступлении с генератора 2 запускающего импульса. , Перед новым зарядным циклом закрывается ключ 18 и кратковременно открывается тиристор 17, разряжающий конденсатор 13. При кратковременном коротком эаьллкании в нагрузке 7 (искрения в СВЧ генерато&е) происходит перезаряд . формирующего двухполюсника 6. Следующий после короткого замыкания в нагрузке заряд формирующеТо двухполюсника б происходит при ненулевых начальных условиях. Известно, что в этом случае падение напряжения на обмотке 4 зарядного дросселя описывается выражениемЧЛ jn Цд. (5) {ЕО cosjTU2(o)p е aQ.s.nir, где остаточное напряжение на формирующем двухполюсникеt (о) - ток в индуктивности зарядного дросселя при / K-rtn -Р Сфд. характеристическое сопротивление зарядной цепи;индуктивность зарядного дрорселя; суммарная емкость формирующего двухполюсника. Так как.Ъ рассматриваемом модулятр ре на конденсаторе 13 фиксируется амплитуда напряжения, пропорциональная начальному уровню падения напряжения на обмотке 4 зарядного дросселя, на вход 21 блока 10 сравнения подается напряжение, равное U,l M5CT-(e-ico.r e- 3inff)} , Из этого выражения видно, что напряжение на диоде 12 станет равно опор ному напряжению раньше чем при отсутствии короткого замыкания в нагруз ке, т.е. при меньшем напряжении на формирующем двухполюснике б, Таким образом формируемые напряжения на диоде 5, двухполюснике б и коммутаторе 1 импульсного модулятора после короткого замыкания в нагрузке 7 уменьшаются, что предотвращает перенапряжение на этих блоках и, следовательно, выход их из строя. Формула изобретения Импульсный модулятор, содержащий генератор запускающих импульсов, последовательно соединенные источник питающего напряжения, первичную обмотку зарядного дросселя, зарядный диод, формирующий двухполюсник и нагрузку, включенный между входом формирующего двухполюсника и общей шиной коммутатор, вход которого подключен к выходу генератора запускающих импульсов, последовательно соединенные блок опорного напряжения, блок сравнения, блок импульсно-фазового управления, а также диод, анод которого соединен с общей шиной, тиристор, управляющий электрод которого подключен к первому выходу блока импульсно-фазового управления, резисторы и ключ, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, параллельно вторичной обмотке зарядного дро селя подключены две цепи, первая из которых состоит из последовательно соединенных первого Iрезистора и ключа,. управляющий вход которого соединен со вторым выходом блока, импульсно-фазового управления, вторая цепь состоит из последовательно соединенных перемедного и второго резисторов, причемвторой вывод конденсатора соединен с первыми выводами, вторичной обмотки зарядного дросселя и переменного резистора, второй вывод которого соединен с катодом диода, другим входом блока сравнения и аиодом тиристора, катод которого подключай к общей шине. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 414718, кл. Н 03 К 3/80, 10.08.72. 2.Авторское свидетельство СССР W 350148, кл. Н 03 К 3/53, 12.10.70 (прототип).

748816