Магнитный импульсный модулятор Советский патент 1981 года по МПК H03K3/53 

Изобретение относится к юлпульсной технике и может быть использован дляполучения импульсов напряжения и тока большой мощности с целью модуля ции электровакуумных и твердотельных генераторов СВЧ и оптичесокго диапазонов в малогабаритных устройствах. Известен магнитный импульсный модулятор, содержащий генератор напряжения прямоугольной формы, выполненный на кристалических триодах и насы щакяцемся трансформаторе, зарядный и насыпающийся дроссели, насыдающийся автотрансформатор, подключенный параллельно насыцакяцемуся дросселю, второй насыпающийся дроссель, включенный последовательно в цепь первичной обмотки импульсного трансформатора, формирующий двухполюсник, подк.л10ченный параллельно насыщающемуся автотрансформатору и нагрузку, подключенную параллельно вторичной обмотке импульсного трансформатора fl Недостатком известного магнитного импульсного модулятора является низкие КПД и надежность из-за потерь в зарядном дросселе, и управляемом ключе, которые работают в напряженны электрическом и тепловом режимах. Наиболее близок к предлагаемому импульсный модулятор, содержащий генератор импульсов, подключенный ко входу управляемого ключа, насыцакидийся трансформатор, состоящий из первичной и двух вторичных обмоток, линейный дроссель, подключенный первьм выводом к шине питания и к первому выводу первичной обмотки насыщающегося трансформатора, а вторым через первую вторичную обмотку насыщающегося трансформатора - к общей шине, первый вывод, второй вторичной обмотки насьвдающегося трансформатора через накопительный конденсатор первого звена сжатия, а второй через накопительный , конденсатор второго звена сжатия и последовательно соединенные насьщающийся дроссель второго звена сжатия, формирующий двухполюсник и первичную обмотку импульсного трансформатора подключены к общей шине, а параллельно ВТОРИЧНОЙ обмотке импульсного трансформатора подключена нагрузfeat -. Недостаток этого магнитного импуль ного модулятора заключается в низких КПД и надежности из-з потерь в заряднсм дросселе и управляемом ключе.

изобретения - повышение КПД и надежности.

Поставленная цель достигается за счет того, что в магнитный импульсный модулятор, содержащий генератор импульсов, подключенный ко входу управляемого ключа, насыщающийся трансформатор, состоящий из первичной и двух вторичных обмоток, линейный дроссель подключенный первым выводом к шине питания и первому выводу первичной обмотки насыщающегося трансформатора, а вторым через первую вторичную обмотку насыщающегося трансформатора - к общей шине, первый вывод второй вторичной обмотки насыщающегося трансформатора через HSKSfTfffSffSfiSS конденсатор первого звена сжатия, а второй через накопительный конденса тор второго звена сжатия и параллельные конденсатору последовательно соединенные насыщающийся дроссель второ го звена сжатия формирующий двухполюсник и первичную обмотку импульсного трансформатора подключен к общей шине, а параллельно вторичной обмотке импульсного трансформатора подключена нагрузка, введен дополнительный линейный дроссель, подключенный первым выводом к выходу управляемого ключа, а вторым - ко второму выводу первичной обмотки насыщающегося трансформатора.

На чертеже показана функциональная схема магнитного импульсного модулятора .

Магнитный импульсный модулятор со держит генератор 1 импульсов, к выходу которого подключен управляемый ключ 2, насыщающийся трансформатор 3 состоящий из первичной и двух вторичных обмоток, накопительный конденсатор 4 первого звена сжатия, подключенный между первым выводом второ вторичной обмотки насыщающегося трансформатора 3 и общей шиной, накопительный конденсатор 5 второго звена сжатия, подключенный между общей шиной и BTopfcM выводом второй вторичной обмотки насыщающегося.трансформатора 3, к которому подключены последовательно соединенные насыщающийся дроссель 6 второго звена сжатия, формирующий двухполюсник 7 и первичная обмотка импульсного трансформатора 8, соединенная с общей шиной, а параллельно вторичной обмотке импульсного трансформатора 8 подключена нагрузка 9, линейный дроссель 10, первой вывод которого подключен к источнику питания и к первому выводу первичной обмотки насыдающегося трансформатора 3, а второй через первую вторичную обмотку насыщающегося трансформатора 3 - к общей шине, дополнительный линейный дроссель 11, подключенный первьм выводом к выходу управляемого ключа 2, а вторым - ко второму выводу

ной обмотки насыщающегося трансформатора 3.

Магнитный импульсный модулятор работает следующим образом.

При поступлении на вход управляемого ключа 2 синхроимпульса от генератора 1 импульсов, ключ 2 открывается, через дополнительный линейный дроссель 11 и первичную обмотку насыцающегося трансформатора 3 начинает протекать ток, который вызывает падение напряжения на ней. Это напряжение заряжает накопительный конденсатор 4, подключенный к вторичной обмотке насыщающегося трансформатора 3

Режим работы управляемого ключа 2 величина напряжения источника питания, коэффициент трансформации выбираются такими, чтобы накопительный конденсатор 4 за время открытого состояния управляемого ключа 2 полностью заряжался -до требуемой амплитуды.

Под действием напряжения на накопительном конденсаторе 4 насыщающийся трансформатор 3 насыпается, индуктивное сопротивление его резко падает и накопительный конденсатор 4 разряжается на накопительный конденсатор 5 второго магнитного звена.

Под действием напряжения на накопительном конденсаторе 5 насьлцающий-ся трансформатор 3 выходит из насыщения, предотвращая тем самым обратный разряд накопительного конденсатора 5 на накопительный конденсатор 4, дроссель 6 насыщается и накопительный конденсатор 5 разряжается через формирующий двухполюсник 7 и первичную обмотку импульсного трансформатора 8

В результате этого формируется импульс необходимой мощности и длительности, который с требуемыми амплитудой и полярностью прикладывается к нагрузке 9, подключенной к вторичной обмотке импульсного трансформатора 8 .

Под действием напряженности магнитного поля, создаваемого током, протекающим через Линейный дроссель 10 по обмотке подмагничивания насыщающегося трансформатора 3, магнитное состояние сердечника возвращается в исходное состояние к началу следующего открытого сс стояния управляемого ключа.

Линейный дроссель 10 служит для предотвращения шунтирования вторичной обмотки насыщающегося трансформатора 3 внутренним сопротивлением источника питания во время заряда и разряда накопительных конденсаторов ,

Величина индуктивности дополнительного линейного дросселя 11 находится из выражения (.1) и (2).

и е(Л

ммн

макс