Линейный импульсный модулятор

 

-оюз,,. „ 1яя

"анко сg а ° г.

" еэ4

Союз Советских

Социалистических

Республик (, 738140

К АВТОРСКОМУ СВИДЙ ЕЛЬСТВУ (6I ) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 31.01.78 (2l ) 2573390/18-21 с присоединением заявки ЭЙ(5 l ) M. Кл.

Н 03 К 7/02

Государственный комитет (23) Приоритет (53) УДК 621.376;.53 (088.8) Опубликовано 30.05. 80. Бюллетень № 20

so делам изобретений и открытий

Дата опубликования описания 02.06.80 (72) Авторы изобретения

В. С. Уманский и A. Г. Жуков (71) Заявитель (54) ЛИНЕЙНЫЙ ИМПУЛЬСНЫЙ М ОЙУЛЯТОР

Изобретение относится к имйульсной технике и может найти применение преимущественно в импульсных передатчиках

СВЧ, а также для питания генераторов

СВЧ в линейных уокорителях заряженных частиц.

Известен импульсный модулятор, содержащий источник постоянного напряжения, зарядный конденсатор, повышающий транс-. форматор, параллельно вторичной обмотке

10 которого подключены тиритрон линия форс мирования и нагрузка, генератор пусковйх импульсов, подмодулятор и елемент задержки, включенный между генератором запускающих импульсов и подмодуляторому 1> к выводам первичной обмотки повышающего трансформатора подключены тиристбры, управляющие апектроды которых соединены с генератором управляющих импульсов, вход запуска которого соединен с генератором пусковых импульсов, причем анод одного тйристора подключен к полоткйтель:-»" ному полюсу источника питания, а катод другого - к его отрицательному полюсу, 2 при amour зарядный конденсатор образован из двух последовательно соединенных кон- " денсаторов, каждый из которых включен между средней точкой первичной обмотки повышающего трансформатора и выводами источника питания (1) .

Недостатком такого модулятора являет ся низкая стабилизация зарядного напряжения, Известен также импульсный модулятор, 0 содержащий источник питания с конденсатором фильтра, повышающий зарядный трансформатор; первичная обмотка которого первым выводом через зарядный диод и дроссель подключена к положительному полюсу источника питания, а вторым выводом через перезарядный дроссель и тиристор — к 6трицательному йолюсу,- емкос ной накопитель, включенный между обшей точкой соединения зарядного дросселя с первичной обмоткой зарядного трансформатора и отрицательным полюсом источнияа питания, параллельно включенные в цепь вторичной омботки зарядного трансформа3 73

814

15 . которому подключены соединенные послетора тиратрон, согласующий трансформатор с нагрузкой во вторичной обмотке и последовательно включенную между анодом тиратрона и первичной обмоткой согласующего трансформатора линию формирования, скжронизатор, к выходам которого подключены сетка тиратрона и управляющий электрод- тиристора (2).Недостаток известного импульсного модулятора заключается в том, что он не обеспечивает стабилизации зарядного напряжения и защиты тиристора при пробоях в цепи вторичной обмотки зарядного трансформатора.

Кель изобретения — обеспечение стаби лизации зарядного напряжения и защиты

:тиристора при пробоях в цепи вторичной обмотки зарядного трансформатора.

Поставленная цель достигается за счет того, что в линейный импульсный модулятор содержащий источник питания с конденсатором фильтра, повьппающий зарядный трансформатор, первичная обмотка

Ф которого первым выводом через зарядный диод и дроссель подключена к положитель ному полюсу источника питания, а вторы выводом через перезарядный дроссель и тиристор - к отрицательному полюсу, емкостной накопитель, включенный между точкой соединения зарядного дросселя с первичной обмоткой зарядного трансформатора и отр щательным полюсом источника питания, параллельно включенные в цепь вторичной обмотки зарядного трансформатора тиратрон, согласующий трансформатор с нагрузкой во вторичйой обмотке и последовательно включенную между анодом тиратрона и первичной обмоткой согласующего трансформатора линйю формирования, синхронизатор, к выходам которого подключены сетка тиратрона и управляющий электрод тиристора, введены вспомогательный источник постоянного напряжения, дизъюнктор, пороговый элемент, транзистор, датчики зарядного тока и напряжения, дополнительные обмотки за рядного трансформатора и перезарядного дросселя, причем отрицательный полюс вспомогательного источника соединен с анодом тиристора и через резистор - с общей шиной, а положительный полюс под ключен к коллектору. транзистора, база . которого соединена с выходом дизъюнкто-ра, первый вход которого через пороговый элемент соединен с въиодом датчика зарядного тока, включенного между вторичной обмоткой зарядного трансформатора и общей шиной, а второй его вход/

Зо

З5

О ф с выходом схемы сравнения, вход которой подключен к точке соединения резисторов датчика зарядного напряжения, включенного параллельно вторичной обмотке зарядного трансформатора и датчику зарядного тока, а между датчиком зарядного напряжения и анодом тиратрона последовательно с линией формирования включен диод, при этом дополнительные обмотки зарядного трансформатора и перезарядного дросселя соединены между собой согласно и последовательно и через диод подключены к положительному и отрицательному полюсам источника питания соответственно.

На чертеже показана схема линейного импульсного модулятора.

Линейный модулятор содержит источник

1 питания с конденсатором 2 фильтра, к довательно зарядный диод 3, зарядный дроссель 4 и емкостной накопитель 5, Параллельно емкостному накопителю присоединены включенные последовательно первичная обмотка повышающего зарядноro трансформатора 6, основная обмотка перезарядного дросселя 7 и тиристор 8»

В цепь вторичной обмотки трансформатора 6 включены линия 9 формирования и нагрузка 10 с согласующим трансформатором 11, а также тиратрон 12, синхронизатор 13 подключен к обшей шине, а к его выходам подключены сетка тиратрона

12 и управляющий электрод тиристора 8.

Параллельно вторичной обмотке трансформатора 6 подключен датчик зарядного напряжения на резисторах 14, 15, Последовательно со вторичной обмоткой трансформатора 6 включен резистивный датчик

16 тока заряда линии 9. Общая точка резисторов 14 15соедйнена со входом устройства 17 сравнения, выход которого соединен с первым входом дизъюнктора 18, Второй вход дизъюнктора 18 через пороговый элемент — стабилитрон 19, соединен с датчиком 16.

К выходу дизъюнктора 18 подключена база транзистора 20, к коллектору кото» рого присоединен плюс вспомогательного источника 21 питания, минус этого источника подключен к аноду тиристора 8 и к общей шине через высокоомный резистор

22.

Трансформатор 6 и дроссель 7 снабжены дополнительными обмотками 23, 24, соединенными согласно и последовательно и подключенными параллельно конденсатору 2 через диод 25, Между датчиком на резисторах 14, 15 и анодом тиратрона 12 включен диод 26.

5 7381

Линейный импульсный модулятор раоотает следующим образом.

От источника 1 с напряжением Е через диод 3 зарядный дроссель 4 происходит резонансный заряд емкостного накопителя 5. Величина его емкости выбирается из условия накопления в ней энергии, рав . ной энергии выходного импульса. В процессе заряда тиристор 8 заперт, напряжение на емкостном накопителе 5 достигает >0 примерно 2Е,, после чего диод 3 запирается. При годаче от синхронизатора 13 положительного импульса на управляющий электрод тиристора 8 емкостной накопитель 5 через зарядный трансформатор 6 и перезарядный дроссель 7 полностью перезаряжается на - линию 9 формирования.

Процесс перезаряда емкостного накопителя 5 имеет колебательный характер. Ток перезаряда, протекающий через тиристор 20

8, имеет форму полусинусоиды из-еа наличия перезарядного дросселя 7, В момент окончания процесса перезаряда, когда напряжение Ц, на линии 9 формирования достигло заданной номинальной 15 величины LI> „ тиристор 8 запирается, После этого йа сетку тиратрона 12 от синхронизатора 13 подается положительный импульс поджига, в результате чего через него происходит разряд линии 9 фор-ЗОмирования и на нагрузке 10 формируется выходной. импульс.

Во время процесса перезаряда емкостного накопителя 5 суммарное напряжение, на обмотках 23 и 24 должно быть мень- 35 шим, чем Ео, поэтому диод 25 заперт, напряжение на его катоде равно Е„. Йля этого отношение чисел витков дополнительных обмоток 23 и 24 к числу витков соответствующих первичных обмоток не 40 превышает 1/2.

Стабилизация зарядного напряжения UIl происходит следующим образом.

Напряжение, пропорциональное Ор, поступает от датчика зарядного напряжения 45 на резисторах 14, 15 íà вход устройст- . ва 17 сравнения. На его выходе формируется импульс, временное положение кото рого относительно начала процесса заряда линии 9 зависит от величины отклоне 5О ния значения И от 0 q»

Выходной импульс от устройства 17 проходит через дизъюнктор 18 на базу транзистора 20 и отпирает его. При этом

55 к аноду тиристора 8 прикалывается отри:цательное напряжение от источника 21, Тиристор 8 и диод 26 запираются, процесс перезаряда емкостного накопителя 5 прекращается, напряжение фиксируется на заI данном уровне.

Энергия, накопленная в магнитных полях сердечников зарядного трансформатора 6 и перезарядного дросселя 7 к моменту залирания тиристора 8, через обмотки

23, 24 и диод 25 возвращается в конден-сатор 2 фильтра источника 1 питания.

Б случае возникновения пробоя в цепи, вторичной обмотки зарядного трансформатора 6 падение напряжения на датчике 16 резко увеличивается. Стабилитрой 19 от пирается и напряжение от его анода пода ется через дизъюнктор 18 на базу тран зистора 20. Транзистор открывается, а тиристор 8 запирается аналогично описанному выше. Таким образом обеспечивается зашита тиристора 8.

Технико-экономический эффект от ис- пользования предлагаемого модулятора со стоит в повышении стабильности зарядного напряжения на линии формирования при: колебаниях питающего напряжения, а также в обеспечении защиты перезарядного тиристора при пробоях элементов схемы.

Формула изобретения .!

Линейный импульсный модулятор, содержащий источник питания с конденсатором фильтра, повышающий зарядный трансформатор, первичная обмотка которого первым выводом через зарядный диод и дроссель подключена к положительному полюсу источника питания, а вторым выводом через перезарядный дроссель и тиристор— к отрицательному полюсу, емкостной накопитель, включенный между точкой соединения зарядного дросселя с первичной обмоткой зарядного трансформатора и отрицательным полюсом источника питания, параллельно включенные в,цепь вторичной обмотки зарядного. трансформатора тиратрон, согласующий трансформатор с нагрузкой во втс ричной обмотке и последовательно включенную между анодом тиратрона и первичной обмоткой согласующего трансформатора линию формирования, синхронизатор, к выходам которого подключены сетка тиpaTpoIIa и управляющий электрод тиристора, отличающийся тем, что, с целью обеспечения стабилизации зарядного напряжения и защиты тиристора при пробоях в цепи вторичной обмотки зарядного трансформатора, в него введены вспо- могатепьййй источник постоянного напряжения, дизъюнктор, пороговый элемент, 738140

7 транзистор, датчики зарядного тока и на- пряжения, дополнительные обмотки зарядного трансформатора и перезарядного дрос селя, причем отрицательный полюс вспомо гательного источника соединен с анодом тиристора и через резистор - с общей ши ной, а положительный полюс подключен к коллектору транзистора, база которого сое динена с выходом дизъюнктора, первый вход которого через пороговый элемент 1О соединен с выходом датчика зарядного то ка, включенного между вторичной обмоткой зарядного трансформатора и общей шиной, а второй его вход - с выходом схе: "мы"сравнения, вход которой подключен к 15 точке соединения резисторов датчика за- рядного напряжения, включенного параллельно вторичной обмотке зарядного трансформатора и датчику зарядного тока, а между датчиком зарядного напряжения и анодом тиратрона последовательно с линией формирования включен диод, при этом дополнительные обмотки зарядного транс форматора и перезарядного дросселя согласно и последовательно соединены между собой и через диод подключены к по ложительному и отрицательному полюсам источника питания соответственно.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 467458, an, Н 03 К 7/02, 15. 04.75.

2. Авторское свидетельство СССР № 301833э кл Н 03 К 3/53в

2 1.04.7 1.

Составитель Д. Ходырев

Редактор С. Тимохина Texpep H. Бабурка Корректор. Е. Папп Заказ 2574/10 Тираж 995 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж -35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент», г. Ужгород, ул, Проектная, 4