Импульсный модулятор Советский патент 1981 года по МПК H03K7/02 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в импульсных передающих устройствах как источник питания СВЧ-генераторов. Известен импульсный модулятор, содержащий последовательно соединенные выпрямитель, зарядные дроссель и диод, накопитель энергии, импульсный трансформатор, вторичная.обмотка которого шунтирована нагрузкой, а управляемый с выхода генератора тактовых импульсов разрядный коммутирую щий элемент включен между входом накопителя энергии и общей шиной модулятора и шунтирован резистившам делителем напряжения, средний вывод которого соединен с одним из входов устройства сравнения, другой вход которого соединен с выходом источник опорного напряжения, цепь из последовательно соединенных резистора и д полнительного коммутирующего элемента , управляющий электрод которого соединен с выходом устройства сравнения l. Недостаток известного импульсного модулятора заключается в низкой надежности из-за перенапряжений в цепи питания. По основному авт.св. № 601815 изйестен также импульсный модуляторр содержащий последовательно соединенные выпрямитель, зарядные дроссель и диод, накопитель энергии, импульс-f ный трансформатор, вторичная обмотка которого шунтирована нагрузкой, а управляемый с выхода генератора тактовых импульсов разрядный коммутирующий элемент включен между входом накопителя энергии и общей шиной модулятора и шунтирован реэистивньо делителем напряжения, средний вывод которого соеди-нен с одним из входов устройства сравнения, другой вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения, цепь йэ последовательно соединенных резистора и дополнительного коммутирующего элемента , управляюцщй электрод которого соединен с выходом устройства сравнения, анод - с.анодом зарядного диода, а один из выводов резистора с выходе накопителя энергии - i2,j. Недостатке этого импульсного модулятора является низкая надежность из-за повторяющихся высоковольтных пробоев в накопителе энергии. Цель изобретения - повшаение Надежности путем исключения повторяю1цихся высоковольтных пробоев в накопителе энергии. Поставленная цель достигается тем, что в импульсный модулятор по авт. св. № 601815 введены два элемента запрета, первые входы которых соединены с шиной тактовых импуль,сов, второй вход первого элемента запрета подключен к выходу резйстизного делителя, а выход соединен с вшсодом элемента сравнения, шиной отключения модулятора и вторым входом второго элемента запрета, выход которого соединен со входом усилител Тактовых импульсов. При пробое в накопителе энергии первый элемент запрета выдает сигнал на включение дополнительного шунтирующего элемента и отключение модул тора, а второй элемент запрета прекращает поступление тактовых импульсов на разрядный коммутирующий элемент. На фиг. 1 изображена схема импул ного модулятора , на фиг. 2 - эпюры напряжения в различных точках схены (а - последовательность тактовых импульсов; 6 - форма напряжения йа накопителе энергии в известном импульсном модуляторе; в - форма напряжения на накопителе энергии в заявленном импульсном модуляторе; г - сигнал отключения модулятора). Импульсный модулятор содержит последовательно соединенные выпрями тель 1, зарядные дроссель 2 и диод накопитель 4 энергии, импульсный трансфррматор 5 с первичной б и вто ричной 7 обмотками, последняя из ко торых шунтирована нагрузкой 8, разр ный коммутирующий элемент 9, включе ный между входом накопителя 4 энергии и общей шиной модулятора и шунт рованный резистивным делителем на резисторах 10 и 11, выход которого соединен с одним из входов элемента 12 сравнения источника опорного нап жения, цепь из последовательно соединенных резистора 13 и дополнитель ного ко1Ф«утирующего элемента 14, управлякщий электрод которого соединен с выходом элемента 12 сравнения. Анод дополнительного коммутирукнцего элемента 14 соединен с анодом зарядного диода 3, а один из выводов резистора 13 - с выходом накопителя 4 энергии. Тактовый импульс усиливается усилителем 15. Первые входы элементов 16 и 17 запр та соединены с шиной тактовых импул сов 16, другой вход соединен с шино 19 источника опорного напряжения эл мента 12 сравнения, второй вход эле мента 16 запрета подключен к выходу реэистивного делителя, а его выход соединён с выходом элемента сравнения, шиной отключения модулятора 20 и вторым входом второго элемента 17 запрета, выход которого соединен со входом усилителя тактовых импульсов . Импульсный модулятор работает следующим образом. При нормальной работе (отсутствие пробоев в накопителе 4 энергии) на выходе первого элемента 16 запрета, сигнал отсутствует, так как тактовые импульсы поступают на это устройство раньше, чем отрицательные импульсы со средней точки реэистивного делитея на резисторах 10 и 11 в моменты времени О, t; (фиг. 2в) и запрещают формирование выходного сигнала. Тактовые импульсы проходят через второй элемент 17 запрета на усилитель 15 тактовых импульсов и включают в требуемые моменты времени разрядный элемент 9. В дальнейшем процессы разряда и заряда, накопителя энергии повторяются. Пусть в момент времени tg произошел пробой,, например, в одном из конденсаторов накопителя энергии.Отрицательный импульс с резистивного делителя на резисторах 10 и 11 приводит к формированию приходящего раньше очередного тактового импульса выходного сигнала элемента 16 запрета. Этот сигнал поступает на вход шины устройства отключения модулятора 20 и включает дополнительный коммутирующий элемент 14, вследствие чего накопитель энергии не может зарядиться ввлше напряжения выпрямителя 1. Одновременно выходной сигнгш элемента 16 запрета запрещает прохождение тактовых импульсов через элемент 17 запрета и делает невозможным включение разрядного коммутирующего элемента 9 в моменты времени t, tj, t . Это необходимо для того, чтобы исключить разряд накопителя энергии и,следовательно, появление напряжения отрицательной полярности в моменты времени t, t tj, так как это напряжение закроет дополнительный кo yтиpyющий элемент 14, и начнется вчный заряд накопителя энергии до следукицего пробоя в момент времени t4 (t g). Таким образом, при высоковольтном пробое в накопителе 4 энергии напряжение на нем ограничивается величиной напряжения источника питания, которое примерно вдвое меньше рабочих значений напряжений накопителя энергии и не вызывает повторяющихся пробоев его элементов, при этом модулятор отключается. В известном устройстве после пробоя в момент времени tg начинается обычный заряд накопителя энергии (фиг. 26). В времени t накопитель энергии разряжается и начинает вновь заряжаться до очередного пробоя в момент: времени t4 Далее процессы повторяются. Вследствие того, что не появляются условия для срабатывания защиты, это может продолжаться бесконечно долго. Так как при этом перенапряжения не возн кают, защита от перенапряжений не сработает. Токовая защита не сработает, потому что потребление тока н превышает установленного уровня . Повторяющиеся пробои происходят в произвольные моменты времени, всле ствие чего напряжение на накопителе 4 энергии в моменты времени t t, имеет небольшую величину,а напряжение обратной полярности недоста точно для закрывания разрядного коммутирующего элемента 9, при этом весь ток выпрямителя 1 идет через от крытые зарядный диод 3 и разрядный коммутирующий элемент 9,.в результате чего они выходят из строя. Следует учитывать,что в высоковоль ных модуляторах зарядный диод 3 и разрядный коммутирующий элемент. 9 состоят из нескольких десятков после довательно включенных диодов и тиристоров, что отказ (пробой) одного из элементов накопителя энергии приводит к выходу из строя других элеме тов модулятора, а также несоответствию его параметров заданньш требованиям. Э 5 Таким образом, предлагаемое техническое решение исключает воэможность выхода из строя других элементов модулятора при пробоях в , накопителе энергии, следовательно, имеет более высокую иащежность. Формула изобретения Импульсный модулятор по авт.св. 601815, отличающийся тем, что, с целью повьшения надеж- : ности исключения повторяпцихся высоковольтных пробоев в накопителе энергии, в него введены два элемента запрета, первые входы соединены с пшной тактовых импульсов j, второй вход первого элемента запрета подключен к выходу резистивяого делителя, а выход соединен с выходом элемента сравнения, шиной отключения модулятора и вторым входом второго элетиента запрета, выход которого соединен со входом усилителя тактовых импульсов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент Англии 1089797, кл. Н 3 Р, 1975. 2.Авторское свидетельство СССР №601815, кл. Н 03 К 7/02, опублик. 05.04.78 (прототип).

13 Фиг. I