Стабилизированный источник напряжения смещения электронной лампы

 

О П И С А Н И Е (>976434

ИЗО6РЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советски н

Социалистические

Республик.(61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) 3a saeHo 16. 01. 81 . (21) 3238152/18-21 с присоединением заявки № (23) Приоритет(51)М. Кл.

05 F 1/613

1Ъеударстмнаы6 квинтет

СССР но делаи нзаеретеннй н отнрытнй

Опубликовано 23.11,82. Бюллетень № 43

Дата опубликования описания 23. 11. 82 (53) УДК 621 376..223(088.8) (72) Авторы изобретения

А. В. Лонгинов и С. П. Позднышев (71 ) Заявитель (54) СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ИСТОЧНИК НАПРЯЖЕНИЯ

СМЕЩЕНИЯ ЭЛЕКТРОННОЙ ЛАМПЫ

Изобретение относится к радиотехнике и предназначено для использования при выполнении генераторов и модуляторов на электронных лампах, в частности в системах производства высокочастотной энергии большой мощности.

Известен стабилизированный источник напряжения смещения электронной лампы, содержащий первичный блок пи1О тания в виде аккумуляторной батареи .или сетевого выпрямителя, и подключенный непосредственно к его выходу импульсный стабилизатор постоянного напряжения, выполненный с последовательным регулирующим элементом 1 J.

При практическом применении известного устройства постоянная составляющая сеточного тока электронной лампы проходит через первичный блок питания щ с рассеиванием энергии на отдельных составных элементах. В связи с этим мощность первичного блока питания должна выбираться весьма значительной, 2 что обусловливает высокую стоимость и большие габариты устройства.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является стабилизированный источник напряжения смеще" ния электронной лампы, содержащий сетевой выпрямитель, шунтированный выходным конденсатором, параллельный регулирующий элемент в виде управляемого вентиля, последовательно с которым включен демпфирующий конденсатор, шунтированный цепочкой иэ последовательно соединенных дросселя и резистора, измерите".ьный орган, подключенный к выходу источника, импульсный блок управления, вход которого соединен с выходом измерительного органа, а выход - с управляющим входом управляемого вентиля 2 ).

При импульсном режиме работы электронной лампы, особенно генератора или модулятора большой моцности, частичный разряд выходного конденсатора осуществляется после прохождения импуль9764 са сеточного тока. Это приводит к тому, что для обеспечения малых изменений уровня напряжения смещения необходима значительная величина емкости выходного конденсатора, особенно при больших длительностях импульса сеточного тока электронной лампы.

Кроме того, в известном устройстве существуют жесткие ограничения на длительность пауз между импульсами сеточ-1ф ного тока. Это ограничение вытекает из необходимости надежного восстановления запирающих свойств управляемого вентиля, для чего необходимо обеспечить достаточно малый разрядный ток 15 демпфирующего конденсатора. Очевидно, что применение подобного устройства в генераторе или модуляторе системы производства высокочастотной энергии, работающей в стационарном режиме, во- обще оказывается невозможным.

Целью изобретения является повышение качества стабилизации напряжения смещения как при импульсном, так и при стационарном режимах электронной 25 лампы.

Поставленная цель достигается тем, что в стабилизированном источнике напряжения смещения электронной лампы, содержащем сетевой выпрямитель, шунтирозанный выходным конденсатором, параллельный регулирующий элемент в виде управляемого вентиля, последова- . тельно с которым включен демпфирующий конденсатор, шунтированный цепочокой из последовательно соединенных дросселя и резистора, измерительный орган, подключенный к выходу источника, импульсный блок управления, вход которого соединен с выходом измерительного органа, а выход - с управляющим входом управляемого вентиля, между управляемым вентилем и демпфирующим конденсатором включен дополнитель ный дроссель.

На фиг. 1 представлена функциональная схема предложенного стабилизированного источника напряжения смещения электронной лампы; на фиг. 2 - временные диаграммы сигналов на выходах от- 50 дельных элементов устройства (цифровые индексы изображенных токов и t.апряжений выбраны совпадающими с позициями тех же элементов на фиг. 1), Устройство содержит задающий гене- 55 ратор 1, выход которого подключен к сеточной цепи электронной лампы 2.

Последовательно с выходной цепью ге34 4 нератора 1 в сеточную цепь лампы включены зарядный диод 3 и сетевой выпрямитель 4. Параллельно диоду 3 и выпрямителю 4 подключены выходной конденсатор 5 и датчик 6 напряжения. В качестве датчика 6 напряжения применен высоковольтный резистивный делитель. Выход датчика 6 соединен с входом порогового блока 7. Последний состоит из последовательно соединенных триггера 8, импульсного усилителя 9 мощности, импульсного трансформатора

10 и вспомогательного блока 11 питания. Параллельно выходному конденсатору 5 подключена также цепочка, состоящая из последовательно соединенных управляемого вентиля 12, дросселя 13 и демпфирующего конденсатора 14.

В качестве управляемого вентиля 12 использован тиристорный коммутатор из трех последовательно соединенных тиристоров. Демпфирующий конденсатор

14 шунтирован цепочкой из последовательно соединенных дросселя 15 и резистора 16. Катод управляемого вентиля 12 подключен к отрицательному выводу выходного конденсатора 5. Выход порогового блока 7 соединен с управляющим промежутком вентиля 12.

Работу предложенного источника удобно рассмотреть на примере стабилизации уровня напряжения смещения лампового усилителя мощности высокоо частотного генератора.

До начала рабочего импульса выходной конденсатор 5 заряжен от сетевого выпрямителя 4 через зарядный диод

3 до напряжения, равного напряжению смещения 0сщ (фиг. 2б)..

Это напряжение прикладывается к промежутку сетка-катод лампы 2 и держит ее в закрытом состоянии. В момент времени t 1 напряжение возбуждения 0 (фиг. 2 а) от задающего генератора 1 поступает на сетку лампы 2. 3а счет протекания постоянной составляющей сеточного тока лампы 2 происходит постепенное повышение напряжения U< на выходном конденсаторе 5 (фиг. 2 б).

При этом диод 3 запирается и тем са-, мым отключает сетевой выпрямитель 4 от цепи заряда конденсатора 5. Одновременно через датчик 6 напряжения напряжение, пропорциональное напряжению на конденсаторе 5, подводится к входу триггера 8 порогового блока 7, где происходит его сравнение с опорным напряжением. При превышении нап5 9764 ряжением 0 максимально допустимого уровня напряжения смещения в момент времени t происходит срабатывание триггера 8. Сформированньй импульс поступает в импульсный усилитель 9 и 5 через импульсный трансформатор 10 ne" редается на управляющий промежуток вентиля 12. Последний включается (фиг. 2 в) и за интервал времени происходит частичный разряд конденса- 1о тора 5. При этом за счет введения дросселя 13 достигается колебательный характер разряда выходного конденсатора 5 до напряжения, равного минимальному уровню напряжения смещения

U ммини заряд демпфирующего конденсм.мин сатора 14 до напряжения U, равного почти двойному значению максимально допустимого уровня напряжения смещения U 20 с(фиг. 2 б). С достижением напряжения на конденсаторе

l4 максимального значения ток 1„ через вентиль 12 становится равным нулю (момент времени t на фиг. 2 в) и, начиная с этого момента времени, к элек-2 тродам управляемого вентиля 12 прикладывается напряжение обратной полярности с амплитудой, равной разности напряжений на конденсаторах 14 и 5. С этого же момента времени начинается щ разряд конденсатора 14 через дроссель

15 и резистор 16.

Процесс запирания вентиля 12 длится в течение времени выравнивания напряжений, прикладываемых к его элект- )З родам со стороны конденсаторов 5 и 14 (интервал времени t -t ) на фиг. 2 б, в )

Параметры дросселя 15 и резистора 16 выбраны такими, чтобы процесс разряда конденсатора 14 носил почти колебате- 1о льный характер. Это позволяет получить достаточно быстрый разряд конденсатора 14 при одновременном обеспечении весьма большого времени для запирания вентиля 12, в течение которого на его электродах поддерживается напряжение обратной полярности. Одновременно с разрядом конденсатора 14 начинается линейный заряд конденсатора 5 за счет протекания через него постоянной составляющей сеточного тока лампы 2 и частично тока сетевого выпрямителя 4 через открывшийся диод 3 (момент времени на фиг. 2 б). При достижении напряжения на конденсаторе 5 величи$5 ны максимально допустимого уровня напряжения смещения U св момент времени t (фиг. 2 б, в) процессы повторяются.

34 6

Отношение величин емкостей конденсаторов 5 и 14 выбираются из условия получения допустимого изменения уровня напряжения смещения

«А1)см» )сммс)кс 1.1сммин " 14 . (1) ñó И 2с где С+, С. - величины емкостей конденсаторов 14 и 5 соответственно.

Величина емкости конденсатора 5 выбирается из условий получения допу стимого изменения уровня напряжения смещения за интервал времени t>-t ) т. е. за время разряда конденсатора

14, включающее в себя время h,t<< восстановления запирающих свойств вентиля 12 (t+-t4 ) и время л и нарастания напряжения на конденсаторе 5 от величины U до 0сммс)) с (t< "Q при заряде см его током, равном сумме токов лампы 2 и выпрямителя 4 () (!

С

11с))), мОкс с.м мин

Таким образом, подключение управляющего промежутка вентиля 12 через пороговый блок 7 и датчик 6 напряжения к выходному койденсатору 5 дает возможность производит ь в ключе ние вентиля 12, а следовательно, и осуществлять сброс заряда выходного конденсатора 5 периодически в течение всего рабочего импульса. Наличие порогового блока 7 позволяет производить включение вентиля 12 в моменты времени, когда напряжение на выходном конденсаторе 5 превышает максимально допусти" мое значение напряжения смещения лампы 2.

Благодаря введению дополнительного дросселя 13, включенного последовательно в разрядную цепь выходного конденсатора 5, достигается колебательный характер разряда последнего.

Это позволяет обеспечить в момент окончания частичного разряда выходного конденсатора 5 приложение к электродам вентиля 12 напряжения обратной полярности, чем достигается быстрое восстановление запирающих свойств вентиля 12 при одновременно происходящем быстром разряде демпфирующего конденсатора 14 через шунтирующие его последовательно соединенные дроссель

15 и резистор 16. При этом период повторения такого процесса становится достаточно малым, что позволяет обеспечить высокое качество стабилизации

9764 напряжения смещения лампы 2 как при импульсном, так и при стационарном режиме, а также значительно уменьшить емкость обоих используемых в источнике конденсаторов. 5

Формула изобретения

Стабилизированный источник напряжения смещения электронной лампы, содержащий сетевой выпрямитель, шунтированный выходным конденсатором, параллельный регулирующий элемент в виде управляемого вентиля, последовательно с которым включен демпфирующий кон-, денсатор, шун1ированный цепочкой из последовательно соединенных дросселя

34. 8 и резистора, измерительный орган, подключенный к выходу источника, импульсный блок управления, вход которого соединен с выходом измерительного органа, а выход — с управляющим входом управляемого вентиля, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения качества стабилизации как при импульсном, так и при стационарном режимах электронной лампы, между управляемым вентилем и демпфирующим конденсатором включен дополнительный дроссель.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

11 338974, кл. H 02 И 1/08, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР и 443464, кл. Н 03 K 3/53, 1972.

976434

Рие.2

Составитель Л. Морозов

Редактор Т. Кугрышева Техред 3.Палий корректор ". Демчик

Заказ 9003/75

by мин. исм. c ì мпКС

Тираж 914 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д. 4/5

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