Устройство для стабилизации тока магнетрона Советский патент 1983 года по МПК G05F1/56 

..}, Изобретение огносигся к элекгрогех-ч вике и можег быгь применено преимущественно для стабилизации амплитуды импульсов, подаваемых на внешнюю нагрузку ввиЗе , например, магнетрона, используемого в установке для импульсного СВЧ нагрева (в частности, в установке для сварки пластмассовых изделий) Известно устройство для стабилизации анодного тока генераторов СВЧ типа магнетрона, которое содержит импульсйый модулятор, вьшолненный на коммутирукшей элекхронной лампе и накопитепьнам конденсаторе, и усилитель импул сов Cl 3. Недостатками этого устройства является большая мощность рассеяния на ано де к «мутирующей лампы и недостаточная стабильность тока магнетрона во Bpe мя импульсов. Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для стабилизашш тока магнетрона, содержащее коммутирующую электронную лампу, анод Которой через накопительный конджсатор подключен к выводу для . подключения нагру жи, а цепь сетки связана с выходом импупьсвого усилители, выполненного на электр жной шмпе, ввод которой через выходной трансформатор связан с выходом ш шульсного усилителя и с RC-фильтрскм, а сетка соединена с од ним. вывЬдсял .резистора утечкц, генератор импульсов запуска, усилитель постоянного тока, вхрд которого CBSiaaH с tec- точником постоянного опорного напряжения и через делитель нешряжевгяя подклю чен параллельно ковденсатору вС: впьтра импульсного усилителя, транзистор, эмиттер которого соедивэн с общей щнной, а база через диод подключена к выходу усилителя постоянного тока, нагрузочный резистор, стабилитрон, анод которого соединен, с тяяо, куда также подключ а одна из обкладок бпо- . кированного конденсатора, а также источник напряжения смещения 12 1, Недостатками этого устройства являются ведостаточао. высокие КПД и стабильность выходного тока. Целью азофетення является повышевие КПД и стабильяостя тока. ПоставлёвВая цель достигается тем, что в устройстве коллектор травзвстора соединен с плюсовым выводом источника напряжения смешвоия, к минусовому выводу которого подключены вторая обкладка. блокировочного конденсатсфа, другой вывод резистора утечки и один вывод нагрузочного резистора, другой вывод которого соединен с обш шиной, причал катод электронной лампы усилителя им,пульсов соединен с катодом коммутирую -t кицей лампы и через резистор подключен к обшей щяяе, а генератор импульсов запуска подключен к катоду стабилитрона и через введенный :Конденсатор - к сетке;электронной лампы импульсного усилителя. На чертеже представлена пранципиальная элзстрическая схема устройства для стабилизации тока магнетрона. . Устройство содержит импульсный модулятор 1 с частичным накопительного коащенсатора 2 ком(Мутирукяную электронную лампу 3 (напри мер, триод с зашитой сеткой), зарядные резисторы 4 и 5, подключенные последовательно с коВденсаторсм 2 к В1Яходу исТочника напряжения BQ . Одна из о&шадок конденсатора 2 подключена к аноду лампы 3, а другая - к катоду могветрсяа 6, являюш :чх;я нагрузкой модулятора 1. Анод магнетрона соединен с обшей шиной На управлякяцую сетку лампы 3 через резистор 7 подается стабилизированное напряжение ос|шцател1лого cMemeHie Ел и через конденсате в- - импульсы запуска от выхода усилителя 9 импульсов. Усилитель 9 содержит электронную лампу to, в цепи авоаа которой вкпочевы последовательно первичв«и1 обмотка трансформатора It и резистор 12, подключенный одним выводсм к Нсточнику жения Е , а другим - к обшей шине через конденсатор 13, Экранная сепса лампы 10 nHTfaeTCH через делитель 14, 15 напряжение с блокировочным «онденсатором 16. В цепи сетки ламШ) Ю имеется стабфштрон 17, резистор 1в утечки подключен одним выводом к сетке лампы 1О, а другим через блокировоч ный конденсатор 19 - к обшей шине, Имеется также транзистор 20, эмиттер которого соединен с шиной, в иепн его коллектора включен нахфузочный резистор 21. Между коллекторам и эмиттером транзистора 20 включен стабилитрон 22. База транзистора связана через диод 23 с выход(ш усилителя 24 постоянн я о тока. Генератор 25 нмпульсов запуска связаа с сеткой лампы Ю. Вход усилителя 24 подключен 1через делитель напряжения (потенциометр) 26 к источнику 27 постонкого оперного напряжения, к Кондевсатору 13 и к катоду диода 28, анод которого 1Юдкл«оч к конденсатору 8. В цепи базы транзистора 2О включен резистор 29. Коллектор транзистора 2О соединен с полюсом источника 30 напряжения смешения, минус которого подключен- к обшей точке соеаинения резистс в 18 и 21 и конденсатфа 19. Катоды ламп 3 и 1О соединены меж1ДУ собой и через вновь введенный резис-г -тор 31 подключены к обшей шине. Выход ген штора 25 зашунТиров Ю стабилитрон 14 17 и через разделительный ко|шевсагор 32 подключен к сетке лампы 1О. Устройство работает следующим образом. Накопительный конденсатор 2 заряжается через последовательно соединенные резисторы 4 и 5 or источника капряжевиц Ед в интервалах между импульсами. Лампа 3 в это время заперта по сетке отрицательным напряжением смешения En. Лампа 10 гакже заперта благодаря падению напряжения на резисторе 21 за . счет протекания через него тока коллектора открытого 1ранзистора 2О, идушего через источник ЗО. Отрицательное напря-. жение or резистора 21 через резистор 18 подается на сетку лшугаы Ю. При.прддче положительных импульсов, от генератора 25 через конденсатор 32 на сетку лампы 1О она отирйегся. Положительные импульсы, образукяциеся на вторичной обмотке трансформатора .11, через конденсатор 8 поступают на сетку лампы 3. Лампа 3 отпирается и Нее и резистор 31 происходит частичный разряд конденсатора 2, так что к катоду магнетрона 6 прикладываются отрицательные импульсы. После окончания им1пульса лампы 3 и Ю вновь запвфаются. Стабилизация тока магнетрона 6 осушествляется путем стабилизации напряжмия Ел смещения на сетке лампы 3 и стабилизации амплитуды импульсов. Последнее достигается путем стабилизашш напряжений, питающих электроды лампы 1О. Ашштуда импульсов запуска 5. 9 ва управлямяп сетке лампы (noctynago-. 1ШХО выхода гекерагора 25) сгабвлиj pyeTca сгабилитроном 17. Напряжение аводного пигания , равное валряже, вшо ва ковдввса1чч е 13, также ста6иля зируехся. Для эгого часть-вапряжедия . свЕмаекя с делктеЛя (потевшкяиег ра) 26 (предварвгепьво происходит .аяге.браическое сложение со стабильвым опорвым вапряжевием источвика 27). Получеввый сигвал рассогласовавия, содержаШВЙ ввформацию о величиве и зваке откловевия вапряжевия задаввого Вомивала, усиливается ннвертрукхцнм усилителем 24 постояввого тока и через ДИОД. 23 подается ва базу травзкстора 2О. , ваприме|, под действием деста билизирующих фактсфов вапряжевие возрастает, то возрастает и сигвал рассогласовавия, что вызывает подзшш{ювие травгшстора 2О. В результате умевьшается напряжевие смещевия лампы tO, обра укщееся при (гротекавии тока коллектора |Травдистора 20 резистор 21. Авод вый ток лампы to в паузах между импульсами возрастает. В результате во шставия па-, девиа яеапряткеазяя ва pe icTope 12 велвчива умевьшаётся до тех пор, пока ве достигвет задаввся о вомивала. Одвовре-. мевво таким путем достигается и стабияьвость вапряжевия ва экраввой сетке лампы to, что также способствует стабилизации амплитуды импульсов ва сетке лампы 3. Ум п шевиевестабильвости аводвого тока магветрова 6, вызваввое вариациями вазфяжевия Eg , а также разряде ковдевсатора: 2 во время импу7 Ьсов, обес печивается действием резистора 3t связи. Так, вапример, при умевьшевии тока , : через лампу 2 (раввото току магветро ва 6) вследстше разряда ковдй1са« ра 2 умекьшаетсяпадсяиевапряжениява резне то ре 31, плюсом прикладываемое к кагюду ламЪы to. Последвяя; приоткрывается и амп литуда импульса ва ceixe лампы 3 возрастает, что тфодолжается-до тех itop пока ток пампы 3 и мегветрова 6 ве стаВет раввым задаввсялу вс 4ивалу. Роль опорвого вапряжевия выполвяе {омиульс ва сетке лампы Ю, амплитуда которого стабилизщювава с стабилитро« ва 17.,

Таким образом, достигается увеличевие КПД и сгабильвости аводвохН тока магветрова 6 во время импульсов за счет ксмпевсаоии разряда вакопитепьводивев с плюсовым выводсм источвика вапряж ия смешевия, к миВусовому вывходу которого подключевы вторая «вкладка блркировочвого ковдевсатора, другой вывод резисто| а утечки и одвв вывод вагрузочв яч резвсгора, другой вывод которого соепивек с общей шивой, цпчем катод электрсжвой лампы усилителя импульсов соедивев с катодом коммутирую- - .. щей лампы и через бведеввый резистор подключав к общей щиве, а гевервтор ° . импульсов запуска подключев к катоду стабилитрова и через введеввый ковд г926го ко1х&енсв1ч ра 2 умейьшевнем падеввя вапря&еявя ва лампе 3, Стабнлизаавв аводвого тока магве фова 6 ве требует прв этом вспольэоваввяг лампы 3 обязатепьво в ведовапрякяввом режиме. Ова может использоваться в режиме, бляваойл к критическому. Это позволяет сушеств шо умевьшить падегаЕе. вапряжевия ва открытой лампе 3 во время импульса и самь1М повысить КПД устройства. Диод 28 предотвраща ет перевапряжевия ва сетке лампы 3 при ,пробояхь , Формула и 3 о б р е т е в я я Устройство для стабилизации тока магветрова, содержащее ксммутируюшую электроввую лампу, авод которой через вакопительвый ковдевсатор поЛсгаочев к выводу для подключения вагрузки, а цгаш сетки связава с выходом ик вуяьсвого усилителя, выполвеввого ва электроввой лампе, авод которой выэсодвой травсформатсф связав с выходом импульсвого усилителя и с , а сетка соедивева с одвим выводом резистора утечки, гевератор импульсов за|. цуска, усилитель посюявшя о тока, вход которого связав с источвиком посто гаво ; го вапряжевия и через делитель вапряжевия подкдпоч с п фаллёпьво ков- девсатору 1С ильтра имвульсвого .усилителя, травзистор, эмиттер которого соедивеп с шивоЙ, а баге через диод подключева к выходу усилителя шютояввого тока, вагрузрчвьЛ резистсф, стабшштров, авод которсяч соедивев с обшей.шивх, куда также Цолключедса одва из обкладок баокировочвого ковдевсатора, а также напряжевия смешевия о-т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с. иел повыщевия КПД и стабильвоститока, коллектор травзистора сое7сагор - к сегке электронной лампы имдульсного усилигепя. Источники информации, прюгагые во внимание при экспертизе 991392g I. Авюрское свидегельсгво СССР по заявке № 2980366/24-.О7, кл. G О5 F 1/56, 197О. 2. Авторское сввдегельсгво СССР , №547746, кл. G 05 F 1/56, 1975.