Импульсный модулятор Советский патент 1982 года по МПК H03K3/53 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах формирования мощных прямоугольных импульсов.

Известен импульсный модулятор, содержащий зарядное устройство, разрядный коммутатор и формирующую линию, подсоединенную к нагрузке, причем каждое из последующих звеньев формирующей линии состоит из конденсатора и вариометра с двумя катушками 11 .

Недостаток известного импульсного модулятора заключается в отиосительио низком КПД из-за рассеяния значительной доли .мсяцности на корректирующих элементах.

Известен также импульсный модулятор, содержащий зарядный блок, парашлельно которому подключен разрядный коммутатор, соединенный катодом с общей шиной, цепь разряда конденсаторов , формирующий двухполюсник, содержащий две LC-цепи, одна из которых состоит из п а вторая из п-1 последовательно включенных катушек индуктивности, к выводам которых подключены первые выводы конденсаторов, причем первая катушка индуктивности первой ис-цепи подключена

первым выводом к аноду разрядного коммутатора, а вторые выводы конденсаторов обоих LC-цепей объедис йены,при этом объединенные выводы

перврй LC-цепи через нагрузку, а второй непосредственно подключены к общей шине 2..

.Недостатком данного импульсного

л модулятора также является относительно низкий КПД из-за рассеяния значительной доли мощности на корректирующих элементах и сложность схекы модулятора из-за сложности выполнения цепи разряда конденсаторов.

Цель изобретения - повышение КПД и упрацение модулятора.

Поставленная цель достигается за счет того, что в импульсном моду20ляторе, содержащем нагрузку, блок разряда конденсаторов, формирующий двухполюсник, выполненный на двух LC-цепях, первая из которых состоит из п а вторая из п-1 последовательно включенных катушек индуктивности, к выводам которых первыми выводаьет подключены конденсаторы, кроме первого вывода катушки индуктивности первой ЬС-цепи, который через параллельно соединенные зарядный блок

и разрядный коммутатор подключен к общей шине, вторые выводы конденсаторов второй Ьс-цепи через нагрузку подключены к рбщей шине, вторые выводы конденсаторов первой ЦС-цепи подключены соответственно к первым выводам конденсаторов второй ЬС-цепи, а первые выводы последних конденсаторов обеих LC-цепей и вторые выводы конденсаторов второй ЬС-цепи подключены через соответствующие входы блока разряда конденсаторов к общей шине.

На чертеже показана функциональная схема импульсного модулятора.

Импульсный модулятор содержит параллельно включенные зарядный блЬ 1, разрядный коммутатор 2 и цепь, состоящую из формирующего двухполюсника 3 и нагрузки 4.

Формирукнций двухполюсник 3 содержит две Ьс-цепи 5 и б, каждая из которых состоит из последовательно включенных катушек индуктивности, соответственно 7-1, ,... и , ,..., выводы которых (кроме одного из выводов первой катушки индуктивности 7 1 первойUC-цпи 5) подключены к первым выводам соответствующих конденсаторов, а именно к выводам катушек индуктивности первой LC-цепи 5 , ,.. подключены первые выводы конденсаторов , ,..., первой LC-цепи 5, к.: выводам катушек индуктивности , ,..., второй ис-цепи б г первые выводы конденсаторов , ,..., этой LC-цепи. Один из выводов катушки индуктивности подключен к аноду коммутатора 2, вторые выводы конденсаторов 10 1, , «. , второй LC-цепи б подключены к нагрузКе 4. Вторые выводы конденсаторов ,,i.., первой LC-цепи 5 подключены к катушкам индуктивности ,,..., второй LC-цепи б К двум последовательно включенным конденсаторам, например, , , подключен блок 11 разряда конденсаторов.

Импульсный модулятор работает следующим образом.

В паузе между импульсами от зарядного блока 1 происходит заряд конденсаторов,,,...,, 10 1,,... , LC-цепей 5 и б формирующего двухполюсника 3. После срабатывания разрядного коммутатора 2 упомянутые конденсаторы разряжаются нерез катушки индуктивности , ,...,, ,,...,, а также разрядный коммутатор 2, формируя- на нагрузке 4 выходной импуль модулятора.

Так как ток в катушках индуктивности ,,..., существенно (более чем в 10 раз) меньше, чем в

катушках индуктивности ,,..., , а Их добротность достаточно высока, то потери в них составляют доли процента мощности, рассеивае мой в нагрузке, т.е. практически не влияют на КПД модулятора.

В случае необходимости доступа в помещение, шкаф или блок, где установлены высоковольтные конденсаторы, эти конденсаторы предварительно разряжаются с помощью блока 11 разряда конденсаторов.

При изменении индуктивности катушек ,,...,,изменяется переходное сопротивление формирующего двухполюсника 3 и, следовательно, регулиру-ется форма напряжения на нагрузке. Известно, что функция чувствительности выходного напряжения линейного модулятора к изменё0 нию и иду к тив ноет ей () обратно пропорциональны квадрату величины этой индуктивности

(р). и (p)R/Eb, где и- (р) - преобразованное по Лап5ласу напряжение на

варьируемой индуктивности;

R - сопротивление нагрузки; Е - напряжение заряда кон0денсаторов искусственных

линий.

Таким образом, выбирая, номингш. индуктивности катушек ,,...,8 п-1, можно получить достаточно . точную регулировку вершины импульса.

Так как & импульсном модуляторе коррекция вершины импульса может осуществляться с помощью элементов, потери в которых пренебрежимо малы, то выигрьаи КПД по сравнению с известным устройством в большинстве случаев составляет 5-10%. При этом, как показала, зкспериментальная проверка, эффективность коррекции в импульсном модуляторе в ряде случаев выше, чем в известном устройстве.

Отметим, что повышение КПД мощных импульсных модуляторов на 10%, например, при модернизации радио50. технической аппаратуры дает значительную экономию за счет экономии электроэнергии.

Импульсный модулятор выгодно отличает сравнительная простота устройства разряда конденсаторов, в частности разъединителя механической блокировки (РМБ), который в ряд случаев имеет значительные габариты и размещается в отдельном шкафу или

60 вне шкафов на специальных изолятора Так, например, при шестнадцатизвенной искусственной линии с последовательно включенными конденсаторами в каждом звене количество высоковольтных ножей в РМБ в предлагаемом импульсном модуляторе по сравнению с известными уменьшается в 4 раза; с 20 до 5. Соответственно уменьшает ся -также количество контактов в замыкателях, связанных с дверями в ограждениях или шкафах, где размещаются конденсаторы искусственных линий. Формула изобретения Импульсный модулятор, содержащий нагрузку, блок разряда конденсатот ров и формирующий двухполюсник, выполненный на двух ис-цепях, первая из которых со стоит из п, а вторая из п-1 последовательно включенных катушек индуктивности, к выводам ко торых первыми выводами подключены конденсаторы, кроме первого вывода катушки индуктивности первой LC-ц пи, который через параллельно соединенные зарядный блок и разрядный коммутатор подключен к общей шине, вторые выводы конденсаторов второй UC-цепи через нагру-зку подключены к общей шине, отличающийс я тем, что, с целью повышения КПД и упрощения модулятора, вторые выводы конденсаторов первой LC-цепи подключены соответственно к первым выводам конденсаторов второйЧ 1с-цепи, а первые выводы последних конденсаторов обеих LC-цепей и вторые выводы конденсаторов второй Lc-цепи подключены через соответствующие входы блока разряда конденсаторов к общей шине. Источники информации, принятые во внимание при .экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 575760, кл. Н- 03 К 3/53, 1977. 2.Авторское свидетельство СССР № 327579, кл. Н 03 К 3/53, 1972 (прототип).

1

4

7-/

7-/7

7-/

9-1

SZ

9п-1

9-п

S-f

S-n-l

он

Ю-2

Ю