Импульсный модулятор Советский патент 1981 года по МПК H03K7/02 

(54) ИМПУЛЬСНЫЙ МОДУЛЯТОР

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в радиолокационных передающих системах и ускорителях элементарных частиц. Известен импульсный модулятор, содержащий источник питания, зарядный дроссель, коммутатор накопитель и устройство, стабилизирующее напряжение заряда накопителя, состоящее из ключевого регулятора и,схемы сравнения, состоящей из последовательно соединенных лавинного диода и резистора и подключенной параллельно накопителю, причем катод диода соединён с анодом коммутатора, а вход ключевого регулятора включен параллельно резистору схемы сравнения 1. Недостаток известного импульсного модулятора заключается в низкой стабильности амплитуды выходных импульсов из-за неравномерности потребления тока питающей сети и низком КПД в результате потери мощности на внутреннем сопротивлении ключевого регулятора. Известен также импульсный модулятор, содержащий источник постоянного тока, генератор запускающих импульсов, балластный конденсатор, зарядную цепь, включающую первичную и вторичную обмотки зарядного дросселя и управляемый коммутатор, управляющий электрод которого соединен с генератором запускающих импульсов, ключевой элемент, катод которого подключен ко входу накопителя, анод - к общей щине, а управляющий электрод к первой схеме сравнения, второй вход которой соединен с делителем, включенным между выходом зарядной цеди и общей Ц1иной; вспомогательная цепь заряда балластного конденсатора, подключенная параллельно этому конденсатору и состоящую из последовательно соединенных управляемого коммутатора и первичной обмотки, причем балластный конденсатор включен между положительным полюсом источника постоянного тока и первичной обмоткой зарядного дросселя и щунтирован диодом 2. Недостатком этого модулятора также является низкая стабильность амплитуды выходных импульсов из-за неравномерности потребления тока питающеТй сети и низкий КПД. Цель изобретения - повыщение КПД и стабильности амплитуды выходных импульсов путем уменьшения неравномерности потребления тока питающей сети. Поставленная цель достигается за счет того, что в импульсный модулятор, содержащий источник постоянного напряжения, между положительным полюсом которого и общей щиной включены последовательно соединенные зарядная цепь, состоящая из дросселя и диода, формирующая линия и нагрузка, первый коммутирующий элемент, включенный между входом формирующей линии и общей щиной, а управляющим электродом подключен к выходу генератора тактовых импульсов; второй коммутирующий элемент, подключенный управляющим электродом к выходу элемента сравнения, один из входов которого соединен с выходом делителя напряжения, включенного между анодом зарядного диода и общей щиной, а другой - с источником опорного напряжения, параллельнозарядному диоду включена цепь, состоящая из последовательно соединенных между собой дополнительных дросселя и диода, а второй коммутирующий элемент включен между объединенными выводами дополнительного диода и дросселя и общей щиной. На чертеже представлена принципиальная схема импульсного модулятора. Импульсный модулятор содержит последовательно соединенные источник 1 постоянного напряжения, зарядную цепь, состоящую из дросселя 2 и диода 3, формирующую линию 4 и нагрузку 5, генератор 6 тактовых импульсов, первый коммутирующий элемент 7, второй коммутирующий элемент 8, управляющий электрод которого подключен к выходу элемента 9 сравнения. Один вход элемента 9 сравнейия через резистивный делитель (резисторы 10 и 11) подключен к аноду зарядного диода 3, а второй вход элемента сравнения подключенк источнику 12 опорного напряжения. Параллельно зарядному диоду 3 подключена цепь из последовательно соединенных между собой дросселя 13 и диода 14. Второй коммутирующий элемент 8 подключен между общей щиной и точкой соединения дросселя 13, с диодом 14. Импульсный модулятор работает следующим образом. При включении источника 1 постоянного напряжения через зарядную цепь (дроссель 2 и диод 3) и нагрузку 5 производится заряд формирующей линии 4. Когда напряжение на формирующей линии достигает необходимого уровня, срабатывает элемент 9 сравнения, подключенный своим входом через делитель на резисторах 10 и 11 и диод 3 к формирующей линии (при заряде формирующей линии перепад напряжения на открытом диоде 3 незначителен). Элемент 9 сравнения выделяет импульс, поступающий на у1 равляющий электрод коммутирующего элемента 8. Последний, открываясь, замыкает цепь, состоящую из дросселей 2 и 13, на общую щину..В результате этого напряжение на аноде диода 3 становится меньше напряжения на его катоде, и диод 3 запирается, прекращая дальнейщий заряд формирующей линии 4. С прекращением заряда формирующей линии ток от источника 1 продолжает протекать через дроссели 2 и 13, при этом дроссель 13 выполняет роль индуктивного накопителя, ток источника питания в этом случае не отличается от среднего тока заряда накопителя, в результате чего достигается уменьщение неравномерности потребления тока источника питания. После подачи на управляющий электрод коммутирующего элемента 7 тактового импульса от генератора 6, коммутирующий элемент открывается, и производится разряд формирующей линии 4 с формированием импульса напряжения в нагрузке 5. После разряда формирующей линии коммутирующие элементы 7 и 8 закрываются остаточным «минусовым напряжением частичного перезаряда, и начинается новый цикл заряда формирующей линии 4. Дроссель 13, накопивщий магнитную энергию, индуктирует перепад напряжения с полярностью, обозначенной на чертеже в скобках. Зарядный диод 3 под влиянием этого перепада напряжения запирается, и в начальный момент заряд формирующей линии происходит через дроссели 2 и 13 и диод 14. После размагничивания дросселя 13 и израсходования его энергии диод 3 вновь открывается, -и дальнейщий заряд формирующей линии происходит через дроссель 2 и диод 3. По достижении необходимого уровня напряжения на формирующей линии, элемент 9 сравнения снова срабатывает, и рабочей цикл устройства продолжается согласно описанному выше. Таким образом, досле окончания заряда формирующей линии ток потребления от источника питания не прекращается, а переключается на индуктивный накопитель, в результате чего достигается более равномерное потребление тока и отсутствует паразитная модуляция сетевого напряжения частотой циклов заряда. Благодаря отсутствию в схеме модулятора балластных омических нагрузок, КПД модулятора повышается. Использование предлагаемого изобретения позволяет получить стабильную амплитуду выходных импульсов, уменьщение неравномерности потребления тока питающей сети и повышение КПД устройства, этим самым расширяются технические возможности и область применения импульсных модуляторов. Формула изобретения Импульсный модулятор, содержащий источник постоянного напряжения, между положительным полюсом которого и общей шиной включены последовательно соединенные зарядная цепь, состоящая из дросселя и диода, формирующая линия и нагрузка, первый коммутирующий элемент, включенный между входом формирующей линии и общей щиной, а управляющим электродом подключен к выходу генератора тактовых импульсов; второй коммутирующий элемент, подключенный управляющим электродом к выходу элемента сравнения, один из входов которого соединен с выходом делителя напряжения, включенного между анодом зарядного диода и общей щиной, а другой - с источником опорного напряжения, отличающийся тем, что, с целью повыщения КПД

и стабильности амплитуды выходных импульдов путем уменьшения неравномерности потребления тока питающей сети, параллельно зарядному диоду включена цепь, состоящая из последовательно соединенных между собой дополнительных дросселя и диода, а второй коммутирующий элемент включен между объединенными выводами дополнительного диода и дросселя и общей щикой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

№ 493012, кл. Н 03 К 7/02, 1975 (прототип).

гЛ7