Устройство для преобразования постоянного напряжения в импульсное напряжение

Изобретение относится к области электротехники. Устройство для преобразования постоянного напряжения в импульсное напряжение содержит последовательно соединенные между собой высоковольтный источник-1 постоянного напряжения, индуктивную нагрузку-2, управляемый ключ-10, электронно-управляемый резистор-33, ограничительный резистор-53, а также управляемый генератор-14 импульсов прямоугольной формы, низковольтный источник-28 постоянного напряжения и два формирователя-17 и -56 управляющих напряжений. Технический результат - получение выходного импульсного напряжения изменяемой величины и снижение электромагнитных потерь. 2 ил.

 

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для создания источников импульсного напряжения изменяемой величины, имеющих пониженный уровень электромагнитных помех, излучаемых в окружающее пространство, а также для расширения арсенала технических средств, преобразующих постоянное напряжение в импульсное напряжение.

Аналогичные технические решения известны, см. заявку на патент США US 20110305048 A1 (опубликована 15 декабря 2011 г.), которая содержит нижеследующую совокупность существенных признаков:

- высоковольтный источник постоянного напряжения;

- низковольтный источник постоянного напряжения, (состоящий из третьей обмотки трансформатора, выпрямительного диода и фильтрующего конденсатора), подсоединенный своим отрицательным выходом к отрицательному выходу высоковольтного источника постоянного напряжения;

- индуктивную нагрузку, подсоединенную одним своим (первым) выводом к положительному выходу высоковольтного источника постоянного напряжения;

- управляемый генератор импульсов прямоугольной формы, подсоединенный своими входами питания к соответствующим выходам низковольтного источника постоянного напряжения;

- формирователь управляющего напряжения, подсоединенный своим выходом к управляющему входу управляемого генератора импульсов прямоугольной формы;

- управляемый ключ, подсоединенный своим первым (основным) выводом к другому (второму) выводу индуктивной нагрузки, своим вторым выводом к отрицательным выходам высоковольтного источника постоянного напряжения и низковольтного источника постоянного напряжения, а своим управляющим входом к выходу управляемого генератора импульсов прямоугольной формы.

Общими признаками предлагаемого технического решения и указанного аналога являются:

- высоковольтный источник постоянного напряжения;

- низковольтный источник постоянного напряжения, подсоединенный своим отрицательным выходом к отрицательному выходу высоковольтного источника постоянного напряжения;

- индуктивная нагрузка, подсоединенная одним своим (первым) выводом к положительному выходу высоковольтного источника постоянного напряжения;

- управляемый генератор импульсов прямоугольной формы, подсоединенный своими входами питания к соответствующим выходам низковольтного источника постоянного напряжения;

- формирователь управляющего напряжения, подсоединенный своим выходом к управляющему входу управляемого генератора импульсов прямоугольной формы;

- управляемый ключ, подсоединенный своим первым (основным) выводом к другому (второму) выводу индуктивной нагрузки и своим управляющим входом к выходу управляемого генератора импульсов прямоугольной формы.

Известно также техническое решение, см. описание микросхемы UCC28810 (опубликовано, например, на сайте www.ti.com) которое выбрано в качестве ближайшего аналога (прототипа), и которое содержит нижеследующую совокупность существенных признаков:

- высоковольтный источник постоянного напряжения;

- низковольтный источник постоянного напряжения (состоящий из второй половины первичной обмотки трансформатора, выпрямительного диода и фильтрующего конденсатора), подсоединенный своим отрицательным выходом к отрицательному выходу высоковольтного источника постоянного напряжения;

- индуктивную нагрузку, подсоединенную одним своим (первым) выводом к положительному выходу высоковольтного источника постоянного напряжения;

- управляемый ключ, подсоединенный одним своим (первым) выводом к другому (второму) выводу индуктивной нагрузки;

- ограничительный резистор, подсоединенный одним своим (первым) выводом к второму выводу управляемого ключа, а другим своим (вторым) выводом подсоединенный к отрицательному выходу высоковольтного источника постоянного напряжения;

- управляемый генератор импульсов прямоугольной формы, подсоединенный своим выходом к управляющему входу управляемого ключа, а своими входами питания к соответствующим выходам низковольтного источника постоянного напряжения;

- формирователь управляющего напряжения, подсоединенный своим выходом к управляющему входу управляемого генератора импульсов прямоугольной формы.

Общими признаками предлагаемого технического решения и прототипа являются:

- высоковольтный источник постоянного напряжения;

- низковольтный источник постоянного напряжения, подсоединенный своим отрицательным выходом к отрицательному выходу высоковольтного источника постоянного напряжения;

- индуктивная нагрузка, подсоединенная своим первым выводом к положительному выходу высоковольтного источника постоянного напряжения;

- управляемый ключ, подсоединенный своим первым выводом к второму выводу индуктивной нагрузки;

- ограничительный резистор;

- управляемый генератор импульсов прямоугольной формы, подсоединенный своим выходом к управляющему входу управляемого ключа, а своими входами питания к соответствующим выходам низковольтного источника постоянного напряжения;

- формирователь управляющего напряжения, подсоединенный своим выходом к управляющему входу управляемого генератора импульсов прямоугольной формы.

Технический результат, который невозможно достичь ни одним из выше охарактеризованных аналогичных технических решений, заключается в получении выходного импульсного напряжения изменяемой величины, что расширяет арсенал технических средств, реализующих свое назначение в виде устройств преобразования постоянного напряжения в импульсное напряжение, и снижает уровень электромагнитных помех, излучаемых в окружающее пространство

Причиной невозможности достижения вышеуказанного технического результата является то, что до настоящего времени вопросам, связанным с получением импульсного напряжения изменяемой величины, должного внимания не уделялось. Поэтому появилась острая необходимость в усовершенствовании ранее известных аналогичных технических решений.

Учитывая характеристику и анализ известных аналогичных технических решений, можно сделать вывод, что задача создания устройств, преобразующих постоянное напряжение в импульсное напряжение изменяемой величины, является актуальной на сегодняшний день.

Технический результат, указанный выше, достигается тем, что в известное устройство для преобразования постоянного напряжения в импульсное напряжение, содержащее высоковольтный источник постоянного напряжения, низковольтный источник постоянного напряжения, подсоединенный своим отрицательным выходом к отрицательному выходу высоковольтного источника постоянного напряжения, индуктивную нагрузку, подсоединенную своим первым выводом к положительному выходу высоковольтного источника постоянного напряжения, управляемый ключ, подсоединенный своим первым выводом к второму выводу индуктивной нагрузки, ограничительный резистор, управляемый генератор импульсов прямоугольной формы, подсоединенный своим выходом к управляющему входу управляемого ключа, а своими входами питания к соответствующим выходам низковольтного источника постоянного напряжения и формирователь управляющего напряжения, подсоединенный своим выходом к управляющему входу управляемого генератора импульсов прямоугольной формы введены электронно-управляемый резистор, включенный последовательно с вторым выводом управляемого ключа, с ограничительным резистором и с отрицательным выходом высоковольтного источника постоянного напряжения, и второй формирователь управляющего напряжения, подсоединенный своим выходом к управляющему входу электронно-управляемого резистора, а своими входами питания к соответствующим выходам низковольтного источника постоянного напряжения.

Введение второго формирователя управляющего напряжения и электронно-управляемого резистора с их подсоединениями позволяет, в ходе подачи импульсов прямоугольной формы с выхода управляемого генератора импульсов прямоугольной формы на управляющий вход управляемого ключа, осуществить процесс регулирования амплитуды тока, протекающего через индуктивную нагрузку по цепи: высоковольтный источник постоянного напряжения - индуктивная нагрузка - управляемый ключ, соединенный последовательно с электронно-управляемым резистором и ограничительным резистором.

Регулирование амплитуды тока, протекающего через индуктивную нагрузку, производится путем подачи управляющего напряжения с выхода второго формирователя управляющего напряжения на управляющий вход электронно-управляемого резистора, при этом амплитуда тока может меняться в широких пределах. Действительно, значение сопротивления электронно-управляемого резистора устанавливается с помощью выходного напряжения второго формирователя управляющего напряжения. Это значение может меняться (под воздействием изменения управляющего напряжения с выхода второго формирователя управляющего напряжения) в пределах от нуля (и тогда амплитуда тока определяется в основном сопротивлением ограничительного резистора и является максимальной амплитудой тока), до значений, в несколько (до десяти и более) раз, превышающих сопротивление ограничительного резистора. Тогда амплитуда тока становится в несколько (до десяти и более) раз меньше амплитуды тока при нулевом сопротивлении электронно-управляемого резистора (и является минимальной амплитудой тока). Соответственно, величина импульсного напряжения, получаемого в индуктивной нагрузке, уменьшается пропорционально амплитуде тока, протекающего через индуктивную нагрузку (при увеличении сопротивления электронно-управляемого резистора) и увеличивается пропорционально амплитуде тока, протекающего через индуктивную нагрузку (при уменьшении сопротивления электронно-управляемого резистора).

Таким образом, благодаря введению второго формирователя управляющего напряжения и электронно-управляемого резистора с их подсоединениями, в процессе изменения амплитуды тока, протекающего через индуктивную нагрузку, в устройстве для преобразования постоянного напряжения в импульсное напряжение достигается получение выходного импульсного напряжения изменяемой величины, в чем и проявляется достижение вышеуказанного технического результата.

Проведенный анализ известных технических решений показал, что ни одно из них не содержит как всей совокупности существенных признаков, так и отличительных признаков, что позволило сделать вывод о соответствии предлагаемого технического решения критериям "новизна" и "изобретательский уровень".

Предлагаемое устройство для преобразования постоянного напряжения в импульсное напряжение поясняется нижеследующим описанием и чертежами, где на фиг. 1 представлена функциональная схема устройства для преобразования постоянного напряжения в импульсное напряжение, а на фиг. 2 представлены диаграммы, поясняющие работу предлагаемого устройства.

Предлагаемое устройство для преобразования постоянного напряжения в импульсное напряжение, согласно схеме фиг. 1, содержит, например:

- высоковольтный источник-1 постоянного напряжения;

- индуктивную нагрузку-2, выполненную, например, в виде обмотки на магнитопроводе и представляющую собой первичную обмотку-3 трансформатора-4 на ферромагнитном сердечнике-5, к вторичной обмотке-6 которого, например, подсоединен выпрямитель-7 со своей нагрузкой (на схеме не показана), причем индуктивная нагрузка-2 подсоединена одним своим (первым) выводом-8 к положительному выходу-9 высоковольтного источника-1 постоянного напряжения;

- управляемый ключ-10 (выполненный, например, в виде "МОП"-транзистора-11), подсоединенный своим первым (основным) выводом-12 (стоком "МОП"-транзистора-11) к другому (второму) выводу-13 индуктивной нагрузки-2;

- управляемый генератор-14 импульсов прямоугольной формы, подсоединенный своим выходом-15 к управляющему входу-16 управляемого ключа-10 (к затвору "МОП"-транзистора-11);

- первый формирователь-17 управляющего напряжения, выполненный, например, в виде источника-18 постоянного напряжения и переменного резистора-19, подсоединенного своим первым выводом-20 к положительному выходу-21 источника-18 постоянного напряжения, своим вторым выводом-22 к отрицательному выходу-23 источника-18 постоянного напряжения (который является первым выводом-24 первого формирователя-17 управляющего напряжения), своим третьим выводом-25 (который является вторым выводом-26 первого формирователя-17 управляющего напряжения) к управляющему входу-27 управляемого генератора-14 импульсов прямоугольной формы;

- низковольтный источник-28 постоянного напряжения, подсоединенный своим положительным выводом-29 к первому входу питания-30 управляемого генератора-14 импульсов прямоугольной формы и своим отрицательным выводом-31 к отрицательному выходу-32 высоковольтного источника-1 постоянного напряжения;

- электронно-управляемый резистор-33, подсоединенный своим первым выводом-34 к другому выводу-35 управляемого ключа-10 (к истоку "МОП"-транзистора-11) и выполненный, например, в виде МОП-транзистора-36 (сток которого является первым выводом-34 электронно-управляемого резистора-33), добавочного резистора-37 (сопротивление которого равно R_доб), подсоединенного одним своим выводом-38 к стоку МОП-транзистора-36, а также подсоединенного другим своим выводом-39 к истоку МОП-транзистора-36 и к второму выводу-40 электронно-управляемого резистора-33, операционного усилителя-41, подсоединенного своим выходом-42 к затвору МОП-транзистора-36, источника-43 напряжения смещения, подсоединенного своим положительным выходом-44 к неинвертирующему ("+") входу-45 операционного усилителя-41 и своим отрицательным выходом-46 к отрицательному выходу-32 высоковольтного источника-1 постоянного напряжения, а также последовательно соединенные первый-47 и второй-48 резисторы, задающие коэффициент передачи операционного усилителя-41, причем один (первый) вывод-49 первого резистора-47 подсоединен к вьгходу-42 операционного усилителя-41, другой (второй) вывод-50 второго резистора-48 является управляющим входом-51 электронно-управляемого резистора-33, а точка соединения первого-47 и второго-48 резисторов подсоединена к инвертирующему ("-") входу-52 операционного усилителя-41;

- ограничительный резистор-53, подсоединенный одним своим (первым) выводом-54 к второму выводу-40 электронно-управляемого резистора-33, а другим своим (вторым) выводом-55 к отрицательному выходу-32 высоковольтного источника-1 постоянного напряжения;

- второй формирователь-56 управляющего напряжения, подсоединенный своим первым входом-57 к первому выходу-58 выпрямителя-7, своим первым выходом-59 подсоединенный к второму выходу-60 выпрямителя-7, своим вторым входом-61 подсоединенный к положительному вьгходу-29 низковольтного источника-28 постоянного напряжения, своим вторым выходом-62 подсоединенный к управляющему входу-51 электронно-управляемого резистора-33, своим третьим выходом-63 подсоединенный к отрицательному выходу-32 высоковольтного источника-1 постоянного напряжения, а также к второму выводу-24 первого формирователя-17 управляющего напряжения и к второму входу питания-64 управляемого генератора-14 импульсов прямоугольной формы.

При этом второй формирователь-56 управляющего напряжения может быть выполнен, например, по схеме, содержащей последовательно соединенные токоограничивающий резистор-65, первый-66 и второй-67 резисторы делителя напряжения, а также регулятор тока-68, оптрон-69 и резистор питания-70, причем первый вывод-71 токоограничивающего резистора-65 подключен к первому-72 входу оптрона-69, точка соединения токоограничивающего резистора-65 и первого-66 резистора делителя напряжения является первым входом-57 второго формирователя-56 управляющего напряжения, точка соединения первого-66 и второго-67 резисторов делителя напряжения соединена с управляющим входом-73 регулятора тока-68, первый вывод-74 которого подсоединен к второму-75 входу оптрона-69, а второй вывод-76 второго-67 резистора делителя напряжения подсоединен к второму выводу-77 регулятора тока-68 и является первым выходом-59 второго формирователя-56 управляющего напряжения. В то же время первый выход-78 оптрона-69 подсоединен к первому выводу-79 резистора питания-70 и является вторым выходом-62 второго формирователя-56 управляющего напряжения, второй вывод-80 резистора питания-70 является вторым входом-61 второго формирователя-56 управляющего напряжения, а второй выход-81 оптрона-69 соединен с третьим выходом-63 второго формирователя-56 управляющего напряжения.

Представленные на фиг. 2 временные диаграммы напряжений, действующих в устройстве, отображают (см. также фиг. 1):

2а) выходное напряжение U₀ высоковольтного источника-1 постоянного напряжения;

2б) импульсы U_упр на управляющем входе-16 управляемого ключа-10;

2в) линейно-нарастающий ток, протекающий в цепи питания индуктивной нагрузки-2 при максимальном сопротивлении электронно-управляемого резистора-33 и достигающий к концу импульса Uупр минимальной величины I_0мин;

2г) высоковольтное импульсное напряжение U_мин между выводом-13 индуктивной нагрузки-2 и отрицательным выходом-32 высоковольтного источника-1 постоянного напряжения при максимальном сопротивлении электронно-управляемого резистора-33;

2д) линейно-нарастающий ток, протекающий в цепи питания индуктивной нагрузки-2 при минимальном сопротивлении электронно-управляемого резистора-33 и достигающий к концу импульса Uупр максимальной величины I_{0 макc};

2е) высоковольтное импульсное напряжение U_макс между выводом-13 индуктивной нагрузки-2 и отрицательным выходом-32 высоковольтного источника-1 постоянного напряжения при минимальном сопротивлении электронно-управляемого резистора-33.

Предлагаемое устройство, реализующее заявляемое техническое решение, работает следующим образом (см. фиг. 1).

При поступлении постоянного напряжения с выводов-29 и -31 низковольтного источника-28 постоянного напряжения на входы питания-30 и -64 управляемого генератора-14 прямоугольных импульсов, последний начинает вырабатывать импульсы прямоугольной формы (см. временную диаграмму фиг. 2б), скважность которых определяется величиной управляющего напряжения (поступающего на управляющий вход-27 управляемого генератора-14 прямоугольных импульсов с выхода-26 первого формирователя управляющего напряжения-17).

Изменение управляющего напряжения на выходе-26 первого формирователя управляющего напряжения-17 достигается, например, посредством перемещения движка-25 переменного резистора-19, подсоединенного своими выводами-20 и -22 к положительному выходу-21 и к отрицательному выходу-23 источника-18 постоянного напряжения соответственно.

Таким образом, происходит формирование последовательности управляющих импульсов прямоугольной формы с регулируемой скважностью импульсов.

Импульсы прямоугольной формы с выхода-15 управляемого генератора-14 прямоугольных импульсов поступают на управляющий вход-16 управляемого ключа-10 (на затвор "МОП"-транзистора-11), в результате чего управляемый ключ-10 открывается, и через него начинает течь импульсный ток по цепи: положительный вывод-9 высоковольтного источника-1 постоянного напряжения (см. временную диаграмму фиг. 2а) - первый вывод-8 индуктивной нагрузки-2 - второй вывод-13 индуктивной нагрузки-2 - управляемый ключ-10 - электронно-управляемый резистор-33 - ограничительный резистор-53 - отрицательный вывод-32 высоковольтного источника-1 постоянного напряжения.

Таким образом, с помощью последовательности управляющих импульсов обеспечиваются периодические подключения индуктивной нагрузки-2 к выходам высоковольтного источника-1 постоянного напряжения и формируется импульсный ток, протекающий через индуктивную нагрузку-2, величина которого ограничивается посредством ограничительного резистора-53.

Возникающая при этом в индуктивной нагрузке-2 ЭДС самоиндукции препятствует мгновенному изменению тока в указанной цепи, из-за чего ток в течение импульса прямоугольной формы нарастает по линейному закону (см. временные диаграммы фиг. 2в, 2д), и в момент окончания импульса прямоугольной формы достигает заранее заданного значения I₀ (либо I_{0 мин} для временной диаграммы фиг. 2в, либо I_{0 макс} для временной диаграммы фиг. 2д). При этом величина высоковольтного импульсного напряжения между выводом-13 индуктивной нагрузки-2 и отрицательным выходом-32 высоковольтного источника-1 постоянного напряжения пропорциональна значению I₀. Однако, амплитуда тока I₀ определяется в том числе и активными сопротивлениями элементов указанной цепи, т.е.

где К₁ - первый коэффициент пропорциональности,

R_тp - сопротивление управляемого ключа-10 в открытом состоянии (сопротивление канала открытого "МОП"-транзистора-11),

R_огр - величина сопротивления ограничительного резистора-53,

R_эур - величина сопротивления электронно-управляемого резистора-33.

В силу малости R_тр<<R_огр, формула (1) может быть приведена к виду:

Поэтому амплитуда тока I₀, а, следовательно, и величина высоковольтного импульсного напряжения между выводом-13 индуктивной нагрузки-2 и отрицательным выходом-32 высоковольтного источника-1 постоянного напряжения могут быть заданы путем изменения величины сопротивления электронно-управляемого резистора-33.

Такое изменение достигается при изменении выходного напряжения выпрямителя-7 между его первым-58 и вторым-60 выходами (например, вследствие изменения сопротивления нагрузки выпрямителя-7). Это изменяющееся напряжение поступает на первый вход-57 второго формирователя-56 управляющего напряжения и через токоограничивающий резистор-65 передается на первый вход-72 оптрона-69. В результате чего через оптрон-69 протекает изменяющийся ток, амплитуда которого зависит и от напряжения на первом входе-72 оптрона-69, и от параметров первого-66, второго-67 резисторов делителя напряжения и регулятора тока-68. Соответственно, на выходе-78 оптрона-69 (и на первом выводе-79 резистора питания-70, второй вывод-80 которого через второй вход-61 второго формирователя-56 управляющего напряжения подключен к положительному выводу-29 низковольтного источника-28 постоянного напряжения) также возникает изменяющееся напряжение, которое передается на второй выход-62 второго формирователя-56 управляющего напряжения.

При изменении напряжения на втором выходе-62 второго формирователя-56 управляющего напряжения, происходит подача управляющего напряжения (которое поступает с второго выхода-62 второго формирователя-56 управляющего напряжения на управляющий вход-51 электронно-управляемого резистора-33) через первый резистор-48 на инвертирующий вход-52 ("-") операционного усилителя-41, выполняющего функцию усилителя постоянного напряжения. При этом режим работы операционного усилителя-41 задается напряжением на положительном выходе-44 источника-43 напряжения смещения, которое подается на неинвертирующий ("+") вход-45 операционного усилителя-41. В результате на выходе-42 операционного усилителя-41 формируется сигнал управления (величина которого определяется соотношением первого-47 и второго-48 резисторов, задающих коэффициент передачи операционного усилителя-41), поступающий на затвор МОП-транзистора-36. При нулевом сигнале управления МОП-транзистор-36 закрыт и не оказывает шунтирующего действия на величину сопротивления R_доб добавочного резистора-37, поэтому величина сопротивления электронно-управляемого резистора-33 максимальна и составляет

а амплитуда тока I₀ минимальна и равна

Минимальному току I_{0 мин}, протекающему в цепи питания индуктивной нагрузки-2 при R_эур=R_дoб (см. временную диаграмму фиг. 2в) соответствуют минимальное значение высоковольтного импульсного напряжения между выводом-13 индуктивной нагрузки-2 и отрицательным выходом-32 высоковольтного источника-1 постоянного напряжения (см. временную диаграмму фиг. 2г), а также и минимальная величина импульсных электромагнитных помех, излучаемых в окружающее пространство.

По мере изменения выходного напряжения второго формирователя-56 управляющего напряжения (что происходит, например, при уменьшении выходного напряжения выпрямителя-7) сигнал управления, поступающий на затвор МОП-транзистора-36, увеличивается и открывает МОП-транзистор-36. В результате через МОП-транзистор-36 начинает течь ток, и сопротивление канала МОП-транзистора-36 начинает уменьшаться, что оказывает шунтирующее действие на величину сопротивления R_доб добавочного резистора-37, поэтому результирующее сопротивление электронно-управляемого резистора-33 начинает уменьшаться. В пределе, когда сигнал управления, поступающий на затвор МОП-транзистора-36, настолько велик, что МОП-транзистор-36 оказывается полностью открытым, он полностью шунтирует добавочный резистор-37, величина сопротивления электронно-управляемого резистора-33 становится близка к нулю, а амплитуда тока I₀ становится максимальной и равной

I_{0 макс}=К₁/R_огр (5).

Максимальному току I_0макс, протекающему в цепи питания индуктивной нагрузки-2 при R_эур=0 (см. временную диаграмму фиг. 2д), соответствуют максимальное значение высоковольтного импульсного напряжения между выводом-13 индуктивной нагрузки-2 и отрицательным выходом-32 высоковольтного источника-1 постоянного напряжения (см. временную диаграмму фиг. 2е), а также максимальная величина импульсных электромагнитных помех, излучаемых устройством в окружающее пространство.

Таким образом, с помощью изменения величины сопротивления электронно-управляемого резистора-33 при изменении выходного напряжения второго формирователя-56 управляющего напряжения, в предлагаемом техническом решении оказывается возможным изменять амплитуду тока, протекающего по ранее указанной цепи, в пределах от I_{0 мин} до I_{0 макс⋅} и задавать тем самым величину высоковольтного импульсного напряжения между выводом-13 индуктивной нагрузки-2 и отрицательным выходом-32 высоковольтного источника-1 постоянного напряжения.

В аналогичных технических решениях, включая прототип, производится изменение скважности импульсов (например, с помощью первого формирователя управляющего напряжения-17 и управляемого генератора-14 прямоугольных импульсов).

Однако при изменении скважности импульсов амплитуда тока I₀ остается неизменной и равной I_{0 макс} (а, следовательно, и величина высоковольтного импульсного напряжения между выводом-13 индуктивной нагрузки-2 и отрицательным выходом-32 высоковольтного источника-1 постоянного напряжения остается неизменной).

При этом в течение импульса происходит излучение в окружающее пространство части импульсной мощности

где К₂ - второй коэффициент пропорциональности.

Излучение в окружающее пространство части импульсной мощности порождает импульсные электромагнитные помехи, мешающие функционированию близкорасположенных радиоэлектронных устройств и негативным образом влияет на их работоспособность; кроме того, электромагнитное излучение в окружающее пространство приводит к ухудшению экологической обстановки в среде обитания человека.

В предлагаемом техническом решении производится изменение величины тока I₀ в пределах I_{0 макс}…I_{0 мин} посредством управления величиной сопротивления электронно-управляемого резистора-33. Поэтому импульсные электромагнитные помехи максимальной мощности Ризл=K₂I_{0 макс}² создаются только при номинальной величине высоковольтного импульсного напряжения между выводом-13 индуктивной нагрузки-2 и отрицательным выходом-32 высоковольтного источника-1 постоянного напряжения. При уменьшении величины тока I₀ мощность импульсных электромагнитных помех падает пропорционально квадрату тока I₀, благодаря чему снижается их влияние на функционирование близкорасположенных радиоэлектронных устройств и на состояние экологической обстановки в среде обитания человека.

Таким образом, предлагаемое устройство, реализующее заявляемое техническое решение, выполняет те же функции, что и ранее известные устройства, отличаясь от них возможностью изменять не только скважность управляющих импульсов прямоугольной формы, но и величину высоковольтного импульсного напряжения между выводом-13 индуктивной нагрузки-2 и отрицательным выходом-32 высоковольтного источника-1 постоянного напряжения.

Функциональные блоки, входящие в состав описанного выше устройства, могут быть реализованы различным образом.

Например, управляемый генератор-14 прямоугольных импульсов может быть выполнен в виде микросхемы, выполняющей функции широтно-импульсного модулятора (допустим, UCC2813QDR-5Q1 фирмы Texas instruments), или же в виде микросхемы, выполняющей функции частотно-импульсного модулятора (допустим, FAN-6300H фирмы Fairchild Semiconductor), или по любой другой схеме, обеспечивающей изменение скважности импульсов прямоугольной формы.

Первый формирователь управляющего напряжения-17 может быть выполнен либо в виде, показанном на фиг. 1, либо любым иным преобразованием управляющего воздействия в управляющее напряжение, в том числе с использованием цепей обратной связи.

Второй формирователь управляющего напряжения-56 может быть выполнен: либо в виде, показанном на фиг. 1; либо с использованием стандартных источников опорного напряжения и операционных усилителей; либо любым иным преобразованием управляющего воздействия в напряжение, управляющее электронно-управляемым резистором, в том числе с использованием цепей обратной связи.

В качестве регулятора тока-68, показанного на фиг. 1, может быть использована микросхема TL 431 или ее аналоги.

Транзистор управляемого ключа-10 может быть и биполярным, и МОП-транзистором, и БТИЗ-транзистором; сам же ключ может содержать дополнительные схемы, повышающие качество его работы.

Низковольтные источники питания-18, -28, и -43, входящие в состав устройства в целом, а также в состав первого формирователя управляющего напряжения-17 и электронно-управляемого резистора-33 могут быть преобразованы, например, в один низковольтный источник питания, снабженный соответствующими резистивными делителями.

Электронно-управляемый резистор-33 может быть выполнен в виде, показанном на схеме фиг. 1, или по схеме, приведенной в http://zpostbox.ru/az10.htm, или по любой другой схеме, обеспечивающей изменение сопротивления участка цепи практически от нуля до величины, сравнимой с величиной сопротивления R_oгр.

Все остальные элементы, входящие в состав описанного устройства, широко известны и опубликованы в различных источниках информации по импульсной технике и радиоэлектронике.

При любом варианте выполнения функциональных блоков, входящих в состав описанного устройства, обеспечивается возможность изменения величины тока, протекающего через индуктивную нагрузку, а, следовательно, и изменение выходного импульсного напряжения и, соответственно, достигается снижение уровня импульсных электромагнитных помех, излучаемых в окружающее пространство, то есть достигается технический результат, соответствующий заявленному.

Устройство для преобразования постоянного напряжения в импульсное напряжение, содержащее высоковольтный источник постоянного напряжения, индуктивную нагрузку, подсоединенную одним своим выводом к положительному выходу высоковольтного источника постоянного напряжения, низковольтный источник постоянного напряжения, управляемый ключ, подсоединенный своим первым выводом к другому выводу индуктивной нагрузки, ограничительный резистор, управляемый генератор импульсов прямоугольной формы, подсоединенный своим выходом к управляющему входу управляемого ключа, а своими входами питания к соответствующим выходам низковольтного источника постоянного напряжения, и первый формирователь управляющего напряжения, подсоединенный своим выходом к входу управляемого генератора импульсов прямоугольной формы, отличающееся тем, что оно снабжено электронно-управляемым резистором, включенным последовательно с вторым выводом управляемого ключа, с ограничительным резистором и с отрицательным выходом высоковольтного источника постоянного напряжения, и вторым формирователем управляющего напряжения, подсоединенным своим выходом к управляющему входу электронно-управляемого резистора, а своими входами питания к соответствующим выходам низковольтного источника постоянного напряжения.