Импульсный генератор

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскмк

Соцмапмстмческмк республик (1)938385

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6! ) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 30.07.80 (2!) 2965448/!8-2! с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 23.06.82. Бюллетень ¹ 23 (5l }М. Кл.

Н 03 К 7/02 фкударстеенны4 комитет

CCCP

Ilo ленам нза4ретеннй и открытнй

Р3) МK 62!.373 (088.8).

Дата опубликования описания 23.06,82 (72) Авторы изобретения

Г.M.Êóïåðìàí, И.Г.Уманский и Е.А.Займовс

/

F (7l ) Заявитель (54 ) ИИПУЛЬСНЫЙ ГЕНЕРАТОР

Изобретение относится к мощной импульсной технике и может быть использовано, например в радиофизической аппаратуре при работе импульсных устройств на переменную нагрузку.

Известны импульсные генераторы, работакщие на.нагрузку, изменяющуюся в широких пределах, причем в ряде случаев диапазон изменения нагрузки может меняться в процессе

ФО эксплуатации в зависимости от конкретных условий (например, в генераторах сильноточных ускорителей при изменении тока пучка или в импульсных генераторах, в которых диапазон

15 изменения нагрузки определяется ве роятностными характеристиками ). В этих случаях для обеспечения оптимального режима нмпулвсного генера«. тора используются управляемые или неуправляемые балластные устройстsa (!).

Недостатками указанных устройств является низкий КПД.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является импульсный генератор, содержащий источник питания, зарядное устройство,. накопитель энергии, содержащий tl формирующих линий, разрядные коммутирующие элементы и нагрузку. При этом волновое сопротивление формирующих линий р в и раз больше сопротивления нагрузки й®, т.е. число линий и= (2). .У

"н

Недостатком известного устройства также является низкий КПД при изменении нагрузки в широких пределах как за счет рассогласования накопителя энергии с нагрузкой, так и sa счет неоптимального режима нагрузочного устройства.

Цель изобретения - повышение КПД импульсного генератора при работе на переменную нагрузку, Поставленная цель достигается тем, что в импульствяй генератор, содержа3 938385 щий последовательно включенные источник питания и зарядное устройство, накопитель энергии, состоящий из ш формирующих линий, п1 разрядных коммутаторов, включенных между общей шиной и первыми звеньями катушек индуктивностей Формирукицих линий, нагрузочное устройство, первый зажим которого подключен к общей шине, состоящее из импульсного трансформатора, параллельно вторичной обмотке которого подключен. ВЧ усилитель, к выходу которого подключена нагрузка, коммутаторы среза импульсов подключенные, например, между первыми звеньями катушек индуктивностей формирующих линий и шинами, соединяющими конденсаторы, цепь снятия перераряда Формирущцих линий, включенную между вторым зажимом нагруэочного уст.

20 ройства,и зарядным устройством, дополнительно введено коммутационное устройство, через которое общие точки катушек индуктивностей и конденсаторов последних звеньев фор2$ мирующих линий подключены к зарядному устройству, а шины, соединяющие конденсаторы этих линий — к второму зажиму нагрузочного устройства, причем число подключенных формирующих линий определено из соотношения

30 (а,5, (al

У

"III4X III < где и — число подключенных Формирующих aHImA

Я -- волновое сопротивление фор. 3 < ливийцы

Я „,Йп.,„- соответственно максимальное и минимальное сопротивлеиия ВЧ усилителя по постоянному току.

glIH автоматического обеспечения соотношения 1,1 ) коммутационное устройство может быть выполнено в виде блока, содержащего датчик сопротивления высокочастотного усилителя, усилитель по постоянному току, фиксатор экстремумов сопротивления, решающее устройство и исполнительные

50 элементы, причем выход датчика сопротивления ВЧ усилителя по постоянному току соединен с входом фиксатора экстремумов сопротивления, выход которого соединен с входом решакщего устройства, а выход..последдеео-.l;II.:входом исполнительных элементов.

На фиг. 1 представлена функциональная схема импульсного генератора; на фиг. 2 - функциональная схема коммутационного устройства.

Импульсный генератор содержит последовательно соединенные источник

1 питания и зарядное устройство 2, накопитель 3 энергии, состоящий из

m Формирующих линий 4, m разряд коммутаторов 5, . включенных. между общей шиной 6 импульсного генератора и индуктивностями первых звеньев формирующих линий 4, нагрузочное устройство 7, первый зажим которого подключен к общей шине, состоящее из импульсного трансформатора 8I параллельно вторичной обмотке которого подключен ВЧ усилителя 9, к выходу которого подключена нагрузка 10 коммутаторы 11 среза импульсов, цепь

12 снятия перезаряда формирующих линий 4, включенную между вторым зажимом нагрузочного устройства 7 и зарядным устройством 2. Общие точки катушек 13 индуктивности и конденсаторов 14 последних звеньев формирующих линий 4 через коммутационное устройство 15 подключены к зарядному устройству 2, а шины, соединяющие конденсаторы этих формирующих линийчерез коммутационное устройство 15 ко второму зажиму нагрузочного устройства 7.

Коммутационное. устройство (Фиг.2) содержит датчик сопротивления ВЧ усилителя 16 по постоянному току, подключенный к входу фиксатора 17 экстремумов сопротивления, выход которого соединен с входом решающего устройства 18, а.выход последнего подключен к положительи м элементам 19.

Импульсный генератор работает следующим образом.

После включения импульсного генератора на реапьную нагрузку, например антенну или резонатор, определяются максимальное и минимальное сопротивления ВЧ генератора по постоянному току и с помощью коммутационного устройства 15 подключается и < m Формирукицих линий 4 в соответствии с соотношением (1 ).

В паузе между импульсами от источника I питания через зарядное устройство 2 и коммутационное устройство 15 происходит заряд конденсаторов и Формирующих линий 4. После подачи запускающих импульсов на уп85 6

,ретения в условиях переменной нагрузки позволяет снизить потери на аноде ламп оконечного каскада ВЧ усилителя, что способствует повышению надежности их работы.

Формула изобретения

1. Импульсный генератор, содержащий последовательно включенные источник питания и зарядное устройство, накопитель энергии, состоящий иэ m формирующих линий, е разрядных коммутаторов, включенных между общей шиной и первыми звеньями катушек иидуктивностей формирующих ливий, нагрузачное устройство, первый зажим которого подключен к общей шине, состоящее из импульсного трансформатора, параллельно вторичной обмотке которого подключен высокояастотжй усилитель, к выходу которого подключена нагрузка, коммутаторы среза импульсов подключенные, например, между первыми звеньяма катушек индуктивностей формирующих линий и шинами, соединяющими конденсаторы, цепь снятия перезаряда формирующих линий, включенную между вторым зажимом нагрузочного устройства и зарядным,устройством, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения КЦД импульсного генератора при работе на переменную нагрузку, допол-. нительно введено коммутационное устройство, через которое общие точки катушек индуктивностей и конденсаторов последних звеньев формирующих линий подключены к зарядному устройству, а шины, соединяющие конденсаторы этих линий - ко второму зажиму иагрузочиого устройства, причем чис- . ло подключенных формирукщих линий определено иэ соотношения

f3 40,5

aalalt el15 где и —,число подключенных формирующих линий

- волновое сопротивление формирующих линий

РПН „,Я, - соответеввенно максимальное и минимальное сопротивления высокочастотного усилитепя по постоянному току °

2е Генератор по и„ 1 ° О т л к ч а ю шийся тем,,что коваиута5 9383 равляющив электроды разрядках комму таторов 5 происходит разряд конденсаторов rl формирующих линий через д разрядным коммутаторов и коммутационное устройство 15 на нагруэочное устройство 7. При этом через импульсный трансформатор 8 обеспечивается импульсное питание ВЧ усилителя 9, .работаницего на нагрузку

l0. На срезе импульса (запуск 2) 1р включаются коммутаторы 11 среза импульса, обеспечивая перезаряд конден саторов формирующих линий 4. Для снятия перезаряда формирующих. линий после обеспечения восстановления

И электрической прочности коммутаторов

5 и 11 служит цепь 12.

В случае изменения диапазона варьирования нагрузки с помощью коммутационного устройства 15 изменяется число формирующих линий 4 в соответствии с соотношением.

При выполнении коммутационного. устройства 15 в соответствии с фиг.2 обеспечивается также .и автоматичес/ кий выбор числа линий и, включаемых для поддержания соотношения.

При этом с датчика сопротивления

ВЧ усилителя 16 по постоянному току, включенного в цепь анодного питания ВЧ .усилителя на вход фиксатора 17 экстремумов сопротивления поступает сигнал, пропорциональный величине сопротивления ВЧ генератора по постоянному току. В фиксаторе экстремумов определяются (фиксируются ) величины максимального и минимального сопротивления, соответствующие данньак конкретным условиям работы ВЧ генератора. Сигналы, пропорциональные максимальному и миниФ мальному значениям сопротивления, с выхода фиксатора 17 экстремумов сопротивления поступают на вход режакщего устройства 18 в котором по алгоритму, соответствунщему соотноше43 нию, определяется число формирукщих линий и. Сигнал с выхода решающего устройства 18 поступает при этом на входы исполнительных элементов

l9 которые обеспечивают подключение требуемого числа формирующих линий 4.

0cHoBHblM положителыым эффектом, достигаемам в результате применения предлагаемого изобретения, являет ся повышение КЦЦ импульсного генератора в условиях его работы на переменную нагрузку. Использование изоб

938385 циоиное устройство выполнено в виде блока, содержащего датчик сопротивления высокочастотного усилитвля, усилитель по постоянному току, фиксатор экстремумов сопротивления, решакщев устройство и исполнительные элементы, причем выход датчика сопротивления ВЧ усилителя но постоянному току соединен с входом фиксатора экстремумов сопротивления, выход в которого соединен с входом решающего устройства, а выход последнего соединеН с входами исполнительных элементов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Мурин Б.П. Стабилизация и ре-., гулирование высокочастотных полей в линейных ускорителях ионов. И., Атомиэдат, 197I, с. 255, 258.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 566341, кл. Н 03 K 7/02, l977.

8 цюь анодмао лелеют

Составитель В. Седов

Редактор Г.Ус Техред С;,Иигунова Корректор Л Бокиан

Заказ 4479 78 Тираж 959 Подписное

ВНИИПИ Государственного .кощатета СССР по делам изобретений и открытий

1l3035, Иосква, 3-35, Рауаская иаб., д. 4/5

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