Стабилизатор для импульсного модулятора

 

Стабилизатор для импульсного модулятора относится к высоковольтным источникам питания. Может быть использован в радиолокации, радиосвязи, радионавигации и других областях техники. Техническим результатом является создание стабилизатора для импульсных модуляторов, позволяющего получить стабильное высокое напряжение в широком диапазоне токов и температур и обеспечить возможность его регулирования. Устройство содержит источник 1 постоянного напряжения, резистор 6 нагрузки, электронную лампу (ЭЛ), катодный резистор 7, конденсатор 9 фильтра, импульсный модулятор (ИМ) 10, изолированный источник 11 питания накала. Для повышения стабильности напряжения между балластным резистором 2 и цепочкой опорных стабилитронов 3 последовательно включают источник тока (ИТ) 4; для повышения уровня высокого напряжения и диапазона его регулирования на выходе стабилизатора для ИМ 10 устанавливают катодный повторитель на ЭЛ 7, управляющая сетка которого подключена к выходу эмиттерного повторителя на транзисторе (Т) 5, а напряжение на его входе регулируется потенциометрическим регулятором 13 напряжения. Эмиттерный повторитель на Т 5 обеспечивает стабильное напряжение в заданном диапазоне токовых нагрузок. 1 ил.

Изобретение относится к высоковольтным источникам питания для импульсных модуляторов. Может быть использовано в радиолокации, радиосвязи, радионавигации и других областях техники.

Известны стабилизаторы компенсационного и параметрического типа [2], [3]. Стабилизаторы компенсационного типа обладают высокой стабильностью, но при импульсной нагрузке их стабильность резко падает вследствие влияния наводок на усилитель постоянного тока. Основными достоинствами параметрических стабилизаторов постоянного напряжения являются их простота и достаточно устойчивая работа в условиях импульсных наводок, а недостатками - большая величина выходного сопротивления, невозможность получения стабильного выходного напряжения при изменении тока нагрузки и окружающей температуры, а также его регулировки.

Наиболее близким к заявляемому стабилизатору для импульсного модулятора является параметрический стабилизатор напряжения с эмиттерным повторителем [1], который и выбран в качестве прототипа. Он наиболее стабилен при изменении тока нагрузки, но обладает недостаточной стабильностью напряжения при изменении окружающей температуры и уровня высокого напряжения.

Техническим результатом заявляемого изобретения является создание стабилизатора для импульсного модулятора, позволяющего получить стабильное высокое напряжение в широком диапазоне токов и температур и обеспечить возможность его регулирования.

Технический результат достигается тем, что с целью повышения стабильности напряжения между балластным резистором и цепочкой опорных стабилитронов последовательно включают источник тока; с целью повышения уровня напряжения и диапазона его регулирования на выходе стабилизатора для импульсного модулятора устанавливают катодный повторитель на электронной лампе, управляющую сетку которого подключают к выходу эмиттерного повторителя на транзисторе, а напряжение на его входе регулируют потенциометрическим регулятором напряжения.

На чертеже представлена схема электрическая принципиальная стабилизатора для импульсного модулятора, где

1 - источник постоянного напряжения;

2 - балластный резистор;

3 - цепочка опорных стабилитронов;

4 - источник тока;

5 - транзистор;

6 - резистор нагрузки;

7 - электронная лампа;

8 - катодный резистор;

9 - конденсатор фильтра;

10 - импульсный модулятор;

11 - изолированный источник питания накала;

12 - защитный диод;

13 - потенциометрический регулятор напряжения.

При этом положительный вывод источника постоянного напряжения 1 соединен с анодом электронной лампы 7, между балластным резистором 2 и цепочкой опорных стабилитронов 3 включен источник тока 4. Потенциометрический регулятор напряжения 13 включен параллельно части цепочки опорных стабилитронов 3, а средний вывод его соединен с базой транзистора 5. Эмиттер транзистора 5 соединен с управляющей сеткой электронной лампы 7 катодного повторителя и через резистор нагрузки 6 с отрицательным выводом источника постоянного напряжения 1, коллектор транзистора 5 подключен к точке соединения балластного резистора 2 и источника тока 4. Катод электронной лампы 7 катодного повторителя подключен к параллельно соединенным катодному резистору 8, конденсатору фильтра 9 и импульсному модулятору 10, второй вывод которых соединен с отрицательными выводами цепочки опорных стабилитронов 3 и источника постоянного напряжения 1. Параллельно управляющей сетке и катоду электронной лампы 7 включен защитный диод 12 положительным выводом к управляющей сетке. Питание накала электронной лампы 7 осуществляют от изолированного источника питания накала 11, один вывод которого соединен с катодом электронной лампы 7.

Питание схемы стабилизатора для импульсного модулятора осуществляют от источника постоянного напряжения 1. В состав стабилизатора для импульсного модулятора также входит параметрический стабилизатор, состоящий из балластного резистора 2, подключенного к положительному выводу источника постоянного напряжения и цепочки опорных стабилитронов 3. Для повышения стабильности опорного напряжения между балластным резистором и цепочкой опорных стабилитронов включен источник тока 4. В качестве источника тока может быть использован транзисторный каскад. Эмиттерный повторитель выполнен на транзисторе 5. Для увеличения тока стабилизатора для импульсного модулятора и повышения его стабильности может быть использован как обычный, так и составной эмиттерный повторитель. Питание на коллектор транзистора 5 подают через балластный резистор 2, на эмиттер - через резистор нагрузки 6. С эмиттера транзистора 5 сигнал поступает на вход катодного повторителя на электронной лампе 7. С катодного резистора 8, шунтированного конденсатором фильтра 9, снимается стабилизированное напряжение, подаваемое на импульсный модулятор 10, который служит выходной нагрузкой. Напряжение накала на электронную лампу 7 поступает от изолированного источника питания накала 11. Один из выводов цепи накала соединен с цепью катода. Для защиты цепи сетка-катод электронной лампы от пробоя при включении источника постоянного напряжения между сеткой и катодом включен защитный диод 12. Защитный диод выравнивает потенциалы между сеткой и катодом в момент, когда катод электронной лампы еще не успел прогреться. При прогретой электронной лампе защитный диод закрывается за счет смещения напряжения между сеткой и катодом. Выходное напряжение регулируется в заданном диапазоне с помощью потенциометрического регулятора напряжения 13, подключенного к части опорных стабилитронов.

Вместо катодного повторителя на электронной лампе может быть использован эмиттерный повторитель на транзисторе, однако лампы могут работать при более высоких напряжениях, чем транзисторы, и отдают большую мощность в нагрузку, выдерживают электрические пробои в импульсном модуляторе. Использование эмиттерного повторителя позволяет работать при малых токах, снимаемых с цепочки опорных стабилитронов. А это позволяет использовать слаботочные прецизионные стабилитроны. Источник тока обеспечивает прохождение стабильного тока через опорные стабилитроны, а следовательно, и стабильное опорное напряжение. Эмиттерный повторитель обеспечивает стабильное напряжение в заданном диапазоне токовых нагрузок. В целом данная схема позволяет получить стабильное высокое напряжение в широком диапазоне токов и температур и обеспечить возможность его регулирования.

Источники информации

1. Д.Э. Фишер, Х.Б. Гетланд. Электроника - от теории к практике. - М.: Энергия 1980, с.269.

2. Источники электропитания на полупроводниковых приборах. Проектирование и расчет. - М.: Советское радио, 1969, с.79, 130.

3. Авторское свидетельство на изобретение №421004, БИ №11 от 25.03.74.

Формула изобретения

Стабилизатор для импульсного модулятора, содержащий источник постоянного напряжения, транзистор, эмиттер которого через резистор нагрузки соединен с отрицательным выводом источника постоянного напряжения, конденсатор фильтра, импульсный модулятор и параметрический стабилизатор, состоящий из балластного резистора, подключенного к положительному выводу источника постоянного напряжения, и цепочки опорных стабилитронов, отличающийся тем, что положительный вывод источника постоянного напряжения соединен с анодом электронной лампы, между балластным резистором и цепочкой опорных стабилитронов включен источник тока, потенциометрический регулятор напряжения включен параллельно части цепочки опорных стабилитронов, средний вывод потенциометрического регулятора соединен с базой транзистора, эмиттер которого соединен с управляющей сеткой электронной лампы, коллектор транзистора подключен к точке соединения балластного резистора и источника тока, катод электронной лампы подключен к параллельно соединенным катодному резистору, конденсатору фильтра и импульсному модулятору, второй вывод которых соединен с отрицательным выводом цепочки опорных стабилитронов и источника постоянного напряжения, параллельно управляющей сетке и катоду электронной лампы включен защитный диод положительным выводом к управляющей сетке, питание накала электронной лампы осуществляется от изолированного источника питания накала, один вывод которого соединен с катодом электронной лампы.

РИСУНКИ

Рисунок 1