Стабилизированный источник напряжения смещения электронной лампы Советский патент 1982 года по МПК G05F1/613 

Изобретение относится к радиотехнике и предназначено для использования при выполнении генераторов и модуляторов на электронных лампах, в частности в системах производства высокочастотной энергии большой мощноети. Известен стабилизированный источник напряжения смещения электронной лампы, содержащий первичный блок питания в виде аккумуляторной батареи или сетевого выпрямителя, и подключен ный непосредственно к его выходу импульсный стабилизатор постоянного напряжения, выполненный с последователь ным регулирующим элементом С 1 . . При практическом применении извест ного устройства постоянная составляющая сеточного тока электронной лампы проходит через первичный блок питания с рассеиванием энергии на отдельных составных элементах. В св:язи с этим мощность первичного блока питания дол жна выбираться весьма значительной, что обусловливает высокую стоимость и большие габариты устройства. Наиболее близким техническим решением к изобретению является стабилизированный источник напряжения смещения электронной лампы, содержащий сетевой выпрямитель, шунтированный выходным конденсатором, параллельный регулирующий элемент в виде управляемого вентиля, последовательно с которым включен демпфирующий конденсатор, шунтированный цепочкой из последовательно соединенных дросселя и резистора, измерите ьный орган, подключенный к выходу источника, импульсный блок управления, вход которого соединен с выходом измерительного органа, а выход - с управляющим входом управляемого вентиля 2J. При импульсном режиме работы электронной лампы, особенно генератора или модулятора большой моц,ности, .частичный разряд выходного конденсатора осуществляется после прохождения импуль са сеточного тока. Зто приводит к тому, что для обеспечения малых изменений уровня напряжения смещения необходима значительная величина емкости выходного конденсатора, особенно при больших длительностях импульса сеточного тока электронной лампы. Кроме того, в известном устройстве существуют жесткие ограничения на дли тельность пауз между импульсами сеточ ного тока. Это ограничение вытекает и необходимости надежного восстановления запирающих свойств управляемого вентиля, для чего необходимо обеспечить достаточно малый разрядный ток демпфирующего конденсатора. Очевидно, что применение подобного устройства в генераторе или модуляторе системы производства высокочастотной энергии. работающей в стационарном режиме, вообще оказывается невозможным. Целью изобретения является повышение качества стабилизации напряжения смещения как при импульсном, так и при стационарном режимах электронной лампы. Поставленная цель достигается тем, что в стабилизированном источнике налряжения смещения электронной лампы, содержащем сетевой выпрямитель, шунтирозанный выходным конденсатором, параллельный регулирующий элемент в виде управляемого вентиля, последовательно с которым включен демпфирующий конденсатор, шунтированный цепоч ой из последовательно соединенных дросселя и резистора, измерительный орган, подключенный к выходу источника, импульсный блок управления, ,-вход которого соединен с выходом измёрительного органа, а выход - с управляющим входом управляемого вентиля, меж ду управляемым вентилем и демпфирующим конденсатором включен дополнитель ный дроссель. На фиг. 1 представлена функциональ ная схема предложенного стабилизированного источника напряжения смещения электронной лампы; на фиг. 2 - времен ные диаграммы сигналов на выходах отдельных элементов устройства (цифровые индексы изображенных токов и напряжений выбраны совпадающими с позициями тех же элементов на фиг. 1). Устройство содержит задающий генератор 1, выход которого подключен к сеточной цепи электронной лампы 2. Последовательно с выходной цепью генёратора 1 в сеточную цепь лампы включены зарядный диод 3 и сетевой выпрямитель 4. Параллельно диоду 3 и выпрямителю 4 подключены выходной конденсатор 5 и датчик 6 напряжения. В качестве датчика 6 напряжения применен высоковольтный резистивный делитель. Выход датчика 6 соединен с входом порогового блока .7. Последний состоит из последовательно соединенных триггера 8, импульсного усилителя 9 мощности, импульсного трансформатора . 10 и вспомогательного блока 11 питания. Параллельно выходному конденсатору 5 подключена также цепочка, состоящая из последовательно соединенных управляемого вентиля 12, дросселя 1 3 и демпфирующего конденсатора И. В качестве управляемого вентиля 12 использован тиристорный коммутатор из трех последовательно соединенных тиристоров. Демпфирующий конденсатор }k шунтирован цепочкой из последовательно соединенных дросселя 15 и резистора 16. Катод управляемого вентиля 12 подключен к отрицательному выводу выходного конденсатора 5. Выход порогового блока 7 соединен с управляющим промежутком вентиля 12. Работу предложенного источника удобно рассмотреть на примере стабилизации уровня напряжения смещения лампового усилителя мощности высокочастотного генератора. До начала рабочего импульса выходной конденсатор 5 заряжен от сетевого выпрямителя через зарядный диод 3 до напряжения, равного напряжению смещения UCM. (фиг. 26).. Это напряжение прикладывается к промежутку сетка-катод лампы 2 и держит ее в закрытом состоянии. В момент времени t,, напряжение возбуждения U (фиг. 2 а) от задающего .генератора 1 поступает на сетку лампы 2. За счет протекания постоянной составляющей сеточного тока л.эмпы 2 происходит постепенное повышение напряжения U на выходном конденсаторе 5 (фиг. 26). При этом диод 3 запирается и тем са-, мым отключает сетевой выпрямитель k от цепи заряда конденсатора 5- Одновременно через датчик 6 напряжения напряжение, пропорциональное напряжению на конденсаторе 5 подводится к входу триггера 8 порогового блока 7. где происходит его сравнение с опорным напряжением. При превышении нэпряжением Ur- максимально допустимого уровня напряжения смещения в момент времени tа происходит срабатывание триггера 8. Сформированный импульс поступает в импульсный усилитель 9 и через, импульсный трансформатор 10 передается на управляющий промежуток вентиля 12. Последний включается (фиг. 2 в) и за интервал времени происходит частичный разряд конденсатора 5- При этом за счет введения дросселя 13 достигается колебательный характер разряда выходного конден сатора 5 до напряжения, равного минимальному уровню напряжения смещения см.ллин заряд демпфирующего конденсатора 14 до напряжения U, равного почти двойному значению максимально допустимого уровня напряжения смещения .( 2 б). С ДОСтижением напряжения на конденсаторе k максимального значения ток через вентиль 12 становится равным нулю (момент времени t« на фиг. 2 в) и, начиная с этого момента времени, калек тродам управляемого вентиля 12 прикла дывается напряжение обратной полярности с амплитудой, равной разности напряжений на конденсаторах 14 и 5- С этого же момента времени начинается разряд конденсатора 14 через дроссель 15 и р.езистор 16. Процесс запирания вентиля 12 длится в течение времени выравнивания напряжений, прикладываемых к его электродам со стороны конденсаторов 5 и И (интервал времени tj-t/на фиг. 2 б, в Параметры дросселя 15 и -резистора 16 выбраны такими, чтобы процесс разряда конденсатора 14 носил почти колебательный характер. Это позволяет получит достаточно быстрый разряд конденсатора 14 при одновременном обеспечении весьма большого времени для запирания вентиля 12, в течение которого на его электродах поддерживается напряжение обратной полярности. Одновременно с разрядом конденсатора 14 начинается линейный заряд конденсатора 5 за счет протекания через него постоянной соетавляющей сеточного тока лампы 2 и частично тока сетевого выпрямителя 4 через открывшийся диод 3 (момент времени t на фиг. 2 б). При достижении напряжения на конденсаторе 5 величины максимально допустимого уровня напряжения смещения Ucyi jwoKc момент вре мени tc (фиг. 26, в) процессы повторяются. Отношение величин емкостей конденсаторов 5 и 14 выбираются из условия получения допустимого изменения уровня напряжения смещения сw см ллокс САЛАЛИН . 14 CN4 -5 где С,., С - величины емкостей конденсаторов 14 и 5 соответственно. Величина емкости конденсатора 5 выбирается из условий получения допу стимого изменения уровня напряжения смещения за интервал времени , т. е. за время разряда конденсатора 14, включающее в себя время At восстановления запирающих свойств вентиля 12 (ц-lu.) и время At нарастания напряжения на конденсаторе 5 от величины и до ( при заряде его током, равном сумме токов лампы 2 и выпрямителя 4 (J/L-i-J4)(u-t-n.+A-fcg . Ci) сллwOKC -слл мин Таким образом, подключение управляющего промежутка вентиля 12 через пороговый блок 7 и датчик 6 напряжения к выходному конденсатору 5 дает возможность производить включение вентиля 12, а следовательно, и осуществлять сброс заряда выходного конденсатора- 5 периодически в течение всего рабочего импульса. Наличие порогового блока 7 позволяет производить включение вентиля 12 в моменты времени, когда напряжение на выходном конденсаторе 5 превышает максимально допустимое значение напряжения смещения лампы 2. Благодаря введению дополнительного дросселя 13, включенного последовательно в разрядную цепь выходного конденсатора 5, достигается колебательный характер разряда последнего. Это позволяет обеспечить в момент окончания частичного разряда выходно го конденсатора 5 приложение к электродам вентиля 12 напряжения обратной полярности, чем достигается быстрое восстановление запирающих свойств вентиля 12 при одновременно происходящем быстром разряде демпфирующего конденсатора 14 через шунтирующие его последовательно соединенные дроссель 15 и резистор 16. При этом период повторения такого процесса становится достаточно малым, что позволяет обеспечить высокое качество стабилизации напряжения смещения лампы 2 как при импульсном, так и при стационарном режиме, а также значительно уменьшить емкость обоих используемых в источнике конденсаторов. Формула изобретения Стабилизированный источник напряжения смещения электронной лампы, содержащий сетевой выпрямитель, шунтированный выходным конденсатором, параллельный регулирующий элемент в виде управляемого вентиля, последовательно с которым включен демпфирующий конг денсатор, шунтированный цепочкой из последовательно соединенных дросселя A. и резистора, измерительный орган, подключенный к выходу источника, импульсный блок управления, вход которого соединен с выходом измерительного органа, а выход - с управляющим входом управляемого вентиля, отличающийся тем, что, с целью повышения качества стабилизации как при импульсном, так и при стационарном режимах электронной лампы, между управляемым вентилем и демпфирующим конденсатором включен дополнительный дроссель. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 33897, кл. Н 02 М 1/08, 19б9. 2.Авторское свидетельство СССР N , кл. Н 03 К 3/53, 1972.

а