Генератор импульсов Советский патент 1980 года по МПК H03K3/53 

(54) ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ

1

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в мощных радиолокационных передатчиках, ускорителях элементарных частиц, экспериментальной физике и т. п.

Известны генераторы импульсов со стабилизацией напряжения заряда емкостного накопителя, содержащие источник постоянного напряжения, зарядную цепь, состоящую из дросселя и диода, емкостный накопитель, коммутаторы тиратронного типа и нагрузку 1 и 2.

Стабилизация напряжения емкостного накопителя, а следовательно, и выходных импульсов в указанных генераторах импульсов осуществляется прерыванием в необходимый момент резонансного заряда накопителя путем замыкания зарядного дросселя через дополнительный коммутатор на балластную омическую нагрузку или на дополнительный емкостный накопитель с последующим возвратом накопленной в нем энергии в источник питания.

Во всех приведенных устройствах в момент замыкания зарядного дросселя потребление энергии от источника питания прекращается.

В случае генераторов импульсов большой мощности и низкой частоты повторения (частота повторения импульсов ниже частоты питающей сети) прлучающиеся при использовании указанного метода стабилизации напряжения накопителя максимумы и паузы в потреблении энергии от питающей сети вызывают паразитную модуляцию сетевого напряжения частотой циклов заряда, что затрудняет или делает невозможным использование общей питающей сети для

10 других потребителей.

Ближайшим по технической сущности к изобретению является генератор импульсов, содержащий источник постоянного напряжения; один из выводов которого подсоединен к общей шине, а к другому подсоединен

5 одним концом зарядный дроссель, последовательно соединенные диод, емкостный накопитель и первичную обмотку импульсного трансформатора, другой конец которой подсоединен к общей шине, нагрузку, подсоединенную ко вторичной обмотке импульсного трансформатора, первый коммутатор, включенный между входом емкостного накопителя и общей шиной, управляющий электрод которого подключен к выходу генератора

актовых импульсов, второй коммутатор, упавляющий электрод которого подключен к ыходу порогового устройства сравнения, дин вход которого подсоединен к - общей очкесоединения зарядного дросселя и диоа, а другой вход- к источнику опорного J напряжения 3.

Описанный генератор импульсов может аботать в режиме стабилизации напряжеия емкостного накопителя, причем в момены переключения тока заряда накопителя с прмощью дополнительного коммутатора на ю балластное омическое сопротивление потребение тока сети продолжается, что устраняет паразитную модуляцию напряжения сети частотой циклов заряда. , ,

Однако этот генератор имеет существенный недостаток - заниженный КПД генератора в связи с потерей мощности в виде теплового рассеивания на балластном омическом сопротивлений.

Целью предлагаемого изобретения являются уменьшение неравномерности потреб- zo ления тока источника питания в течение рабочего цикла и повыщение КПД.

Поставленная цель достигается тем, что в генераторе импульсов, содержащем источник постоянного напряжения, один из выводов которого подсоединен к общей щине, а к другому подсоединен одним концом зарядный дроссель, последовательно соединенные диод, емкостный накопитель и первичную обмотку импульсного трансформатора, другой конец которого подсоединен к общей JQ щине, нагрузку, подсоединенную ко вторичной обмотке импульсного трансформатора, первый коммутатор, включенный между входом емкостного накопителя ,и общей щиной, управляющий электрод которого подключен к выходу генератора тактовых им- 35 пульсов, второй коммутатор, управляющий электрод которого подключен к выходу порогового устройства сравнения, один вход которого подсоединен к общей точке соединения зарядного дросселя и диода, а другой вход - к источнику опорного напряжения, диод подключен к промежуточному выводу обмотки зарядного дросселя, а второй коммутатор включен между другим концом обмотки зарядного дросселя и точкой соединения емкостного накопителя и первичной 4f обмотки импульсного трансформатора.

На чертеже представлена принципиальная схема генератора импульсов.

Генератор содержит источник 1 прстоянного напряжения, зарядный дроссель 2, пороговое устройство 3 сравнения, источник 4 Опорного напряжения, диод 5, второй коммутатор 6, генератор 7 тактовых импульсов, первый коммутатор 8, емкостный накопитель 9, импульсный трансформатор 10 и нагрузку II. Один вывод источника 1 постоянного напряжения соединен с общей щиной, а другой соединен с последовательной цепью из зарядного дросселя 2, диода 5, емкостного накопителя 9 и первичной обмоткиитйпульсного трансформатора 10, ко вторичной обмотке которого подсоединена нагрузка 11, первый коммутатор 8 включен между входом емкостного накопителя 9 и общей щиной, а второй коммутатор 6 включен между концом обмотки зарядного дросселя 2 и точкой соединения емкостного накопителя 9 и первичной обмотки импульсного трансформатора 10.

Генератор импульсов работает следующим образом.

От источника I постоянного напряжения через основную часть обмотки зарядного дросселя 2 (между началом обмотки зарядного дросселя и ее промежуточным выводом) и V диод 5 производится линейный заряд накопителя 9. Когда напряжение накопителя достигает необходимого уровня, срабатывает пороговое устройство 3 сравнения и запускает второй коммутатор 6, который, открьгваясь, замыкает цепь: источник 1 постоянного напряжения 1, обмотка зарядного дросселя 2, первичная обмотка импульсного трансформатора 10, общая щина. В результате этого напряжение на аНоде диода 5 уменьщается и последний запирается, прекращая даль-нейщим заряд емкостного накопителя 9.

С прекращением заряда емкостного накопителя 9 ток через обмотку зарядного дросселя 2 продолжает проходить, зарядный дроссель при этом работает как индуктивный накопитель. Благодаря подключению дополнительного индуктивного сопротивления второй части обмотки зарядного дросселя величина тока при этом не отличается от среднего тока заряда емкостного накопителя 9. После подачи на управляющий электрод первого коммутатора 8 запускающего импульса первый коммутатор 8 открывается и производится разряд емкостного накопителя 9 с формированием импульса в нагрузке 11. Напряжение на аноде второго коммутатора 6 скачком понижается до нуля, и последний закрывается. После разряда емкостного накопителя 9 начинается новый цикл его заряда. Зарядный дроссель 2 проводит ток заряда, отдавая при этом и часть энергии, накопленную во время открытого состояния второго коммутатора 6. Заряд емкостного накопителя 9 повторяется с последующим эффектом стабилизации напряжения посредством нового включения второго коммутатора 6, а ток источника питания в течение всего цикла работы генератора сохраняет почти неизменную величину.

Таким образом, в описанном генераторе импульсов после окончания заряда емкостного накопителя прекращение тока источника постоянного напряжения не наступает (как это наблюдается в аналогичных извест ных устройствах), поэтому отсутствует паразитная модуляция сетевого напря йения частотой циклов заряда.

Благодаря накоплению энергии в зарядном дросселе во время паузы в заряде емкостного накопителя с последующей отдачей ее в виде дополнительного тока заряда емкостного накопителя КПД генератора повышается. Формула изобретения Генератор импульсов, содержащий источник постоянного напряжения, один из выводов которого подсоединен к общей щине, а к другому подсоединен одним концом зарядный дроссель, последовательно соединённые диод, емкостный накопитель и первичную обмотку импульсного трансформатора, другой конец которой подсоединен к общей щийе, нагрузку, подсоединеннук) ко вторичной обмотке, импульсного трансформатора, первый коммутатор, включенный между входом емкостного накопителя и общей шиной, управляющий электрод которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов, второй коммутатора, управляющий электрод которого подключен к выходу порогового устройства сравнения, один вход которого подсоединен к общей точке соединения зарядного дросселя и диода, а другой вход - к источнику опорного напряжения, отличающийся тем, что, с целью уменьшения неравномерности потребления тока источника питания в течение рабочего цикла и повышения КПД, диод подключен к промежуточному выводу обмотки зарядного дросселя, а второй коммутатор включен между другим концом обмотки зарядного дросселя и точкой соединения емкостного накопителя и первичной обмотки импульсного трансформатора, Источники информации, Принятые во внимание при экспертизе 1.Патент Великобритании № 1089797, кл. Н 3 Р, 196,5. 2.Патент Великобритании № 1089902, кл. Н 3 Р, 1966. 3.Авторское свидетельство СССР № 601815, кл. Н 03 К 7/02, 1977 (прототип).