Импульсный модулятор Советский патент 1982 года по МПК H03K3/53 H03K3/57 

(З) ИМПУЛЬСНЫЙ МОДУЛЯТОР

1 Изобретение относится к импульсной

технике и может быть использовано в радиолокационной технике, ускорителях элементарных частиц и других системах для питания мощных СВЧ-гёнера торов и усилителей высоковольтных импульсов большой длительности.

Известен импульсный модулятор, содержащий источник питания, шунтированный конденсатором, между выходом которого и общей шиной последовательно соединены зарядная цепь и коммутирующий элемент, управляющий электрод которого подключен к генератору импульсов запуска, параллельно коммутирующему элементу включены после.довательно соединенные формирующая линия и первичная обмотка импульсного трансформатора, вторичная обмотка которого соединена с нагрузкой. Отвод вторичной обгютки через диод подключен к выходу выпрямителя Cl .

Недостатками указанного устройства.являются ограниченные функциональные возмомности вследствие коррекции вершины выходных импульсоа только при положительной полярности импульсов на выходе импульсного трансформатора, а также подъем плоской части вершины выходных импульсов.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является импульсный модулятор, содержащий источник постоянного напряжения,между выходом которого и общей шиной последовательно соединены зарядная цепь и коммутирующий элемент, параллельно которому подключены последовательно соединенные формирующая линия и первичная обмотка импульсного трансформатора, ко вторичной обмотке которого подключена нагрузка, генератор импульсов запуска, выход которого соединен с управляющим входом коммутирующего элемента, конденсатор, подключенный между потенциальным выводом первичной обмотки импульсного трансформатора и объединенными выво397дами катода первого диода и анода второго диода. Анод первого диода соединен с общей шиной, а катод второго диода - с выходом источника постоянного .напряжения Г 2 . Недостатками известного импульсного модулятора являются спад плоской части вершины импульсов и низкий КПД Цель изобретения - улучшение формы импульсов и повышение КПД устройства, Поставленная цель достигается тем что в импульсный модулятор, содержащий источник постоянного напряжения, между выходом которого и общей шиной последовательно соединены зарядная цепь и коммутирующий элемент, параллельно которому подключены последовательно соединенные формирующая линия и первичная обмотка импульсного трансформатора, к вторичной обмотке которого подключена нагрузка, генератор импульсов запуска, выход которого соединен,с управляющим входом коммути рующего элемента, конденсатор, подключенный между потенциальным выводом первичной обмотки импульсного трансформатора и объединенными выводами катода первого диода и анода второго диода, введены дроссель, резистор, клипперный диод, причем последовательно соединенные дроссель и резистор включены между анодом первого диода и общей шиной, клипперный диод включен параллельно формирующей линии, а зарядная цепь выполнена в виде последовательного соединения зарядного диода и зарядного дросселя, к отводу которого подключен катод второго диода. На фиг, 1 изображена электрическая принципиальная схема импульсного модулятора; на фиг. 2 - эпюры токов в цепях модулятора. Импульсный модулятор содержит источник 1 постоянного напряжения, зарядный дроссель 2, зарядный диод 3, формирующую линию t, импульсный транс форматор 5. нагрузку 6, коммутирующий элемент 7, генератор 8 импульсов запуска, конденсатор 9 первый диод 10 второй диод 11, резистор 12, дроссель 13 и клипперный диид 14. К выходу источника 1 постоянного напряжения последовательно подключены зарядный дроссель 2, зарядныйдиод 3, формирующая линия , шунтированная клипперным диодом 1, и первичная обмотка импульсного трансформато ра 5, ко вторичной обмотке которого 4 подсоединена нагрузка 6. Коммутирующий элемент 7 включен между объединенными выводами катода зарядного диода 3 и формирующей линии k, К выходу формирующей линии k через конденсатор 9 подключены первый диод 10 и второй диод 11. Лнод первого диода 10 через дроссель 13 и резистор 12 соединен с общей шиной, а катод второго диода 11 подключен к отводу зарядного дросселя 2. Импульсный модулятор работает следующим образом. При включении источника 1 постоянного напряжения через зарядный дроссель 2, зарядный диод 3 и первичную обмотку импульсного трансформатора 5 производится резонансный заряд формирующей линии Ц, После окончания заряда от генератора 8 на вход коммутирующего элемента 7 подается импульс запуска, в результате чего элемент 7 открывается, и на нагрузке 6 формируется высоковольтный импульс напряжения. Для устранения спада плоской части импульса напряжения (тока) в нагрузке б (форма общего тока о5щ Р ряда формирующей линии через коммутирующий элемент 7 изображена на фиг. 2а) в предлагаемом устройстве параллельно первичной обмотке импульсного трансформатора 5 подключена корректирующая цепь, состоящая из последовательно включенных конденсатора 3, первого диода 10, резистора 1 2 и дросселя 13. При прохождении через первичную обмотку импульсного трансформатора 5 тока разряда формирующей пинии 4 часть тока ответвляется, проходя по корректирующей цепи. При этом в начале импульса ток корректирующей цепи будет максимальным, а к концу импульса, по мере заряда конденсатора 9 ток становится минимальным (фиг. 26). Благодаря наличию в корректирующей цепи резистора 12 и дросселя 13 достигается почти линейное уменьшение ее тока и стабилизация в течение импульса тока нагрузки .11ц(5(гр (фиг.2в) Стабилизация напряжения плоской части импульса в нагрузке происходит без увеличения длительности фронтов импульса. Часть энергии, накопившаяся к концу импульса на конденсаторе 9, в начале.последующего заряда форпирующей линии 4 через второй диод 11, и часть обмотки зарядного дросселя 2 переходит в формирующую линию 4. Оставшаяся часть энергии конденсатора 9 создает запирающее напряжение для первого диода 10, которое при новом разряде формирующей ли нии действует как ограничивающее ток корректирующей цепи. Клипперный диод 1k через открытый коммутирующий элемент 7 снимает с нагрузки послеимпульсный выброс напряжения обратной полярности, обусловленный накоплением магнитной энергии в магнитопроводе импульсного трансформатора. Таким образом, применение предлагаемой схемы импульсного модулятора позволяет получит , в нагрузке ,,. длинные импульсы улучшенной формы, без спада вершины импульсов. Повышение КПД устройства достигается за счет подключения второго диода 11 к формирующей линии через часть обмотки зарядного дpQCceля 2. Формула изобретения Импульсный модулятор, содержащий источник постоянного напряжения, меж ду выходом которого и общей шиной последовательно соединены зарядная цепь и коммутирующий элемент, параллельно которому подключены последовательно соединенные формирующая линия и первичная обмотка импульсного транс форматора, к вторичной обмотке которого подключена нагрузка, генератор, импульсов запуска, выход которого соединен с управляющим входом коммутирующего элемента, конденсатор, подключенный между потенциальным выводом первичной обмотки импульсного трансформатора и объединенными выводами катода первого диода и анода второго диода, отличающий с я тем, что, с целью улучшения формы импульсов и повышения КПД, в него введены дроссель, резистор, клипперный диод, причем последовательно соединенные дроссель и резистор включены между анодом первого диода и общей шиной, клипперный диод включен параллельно формирующей линии, а зарядная цепь выполнена в виде последовательного соединения зарядного диода и зарядного дросселя, к отводу которого подключен катод второго диода. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Евтянов С.И., Редькин Г.Е. Импульсные модуляторы с искусственной линией. М., Сов. радио, 1973, с. 206, рис. 8.22. 2.Патент США № ЗП9069, кл. 328-69, 1962.

норр

7

Jnaep

фае.г