Импульсный модулятор

Союз Соеетскнк Соцналнстнческнв Республнк(22) Заявлено 040575 (21) 2130791/18-21с присоединением заявки Но//Н 03 К 3/57 Государственный коинтет СССР. но делам нзобретеннй н открытнй(72) Авторы изобретения В. Л. Ауслендер, Р. М. Лапик и А. А. фабрик Институт ядерной физики Сибирского отделенияАН СССР(54) ИМПУЛЬСНЫЙ МОДУЛЯТОР Изобретение относится к импульсной технике, может быть использовано при разработке импульсных высокочастотных генераторов.Известны модуляторы, содержащие 5 источник. питания, индуктивный накопитель энергии, управляемые ключевые элементы, генератор тактовых импульсов, элемент задержки импульсов, формирующие линии и импульсный трансформатор 11 .Недостаток известных модуляторов низкий КПД.Наиболее близким по технической сущности является импульсный моду лятор, содержащий источник питания, индуктивный накопитель энергии, зарядный ключевой элемент, искусственную формирующую линию, разрядный клю. чевой элемент, выходной импульсный 20 трансформатор и нагрузку 2)Недостаток этого модуЛятора также заключается в его низком КПД,Цель изобретения - повышение КПД - . достигается тем, что в известный 25. модулятор, содержащий основной источник питания, с положительным полюсом которого соединен первый вывод основной бмотки индуктивного накопителя энергии, второй вывод которой 30 соединен с соответствующими электродами ключевого элемента и первогозарядного ключевого элемента, соответствующий электрод которого соединен со входом первой формирующей искусственной линии, первый разрядныйключевой элемент, первый электродкоторого соединен с первым выводомпервичной обмотки выходного имйульсного трансформатора, вторичная обмотка которого шунтирована нагрузкой,введены второй зарядный и вторОй разрядный ключевые элементы, резисторы,дополнительный источник питания,вторая формирующая искусственная линия генератор тактовых импульсов,регулируемый элемент задержки, а индуктивный накопитель энергии снабжендополнительной обмоткой, причем первый вывод дополнительной обмотки индуктивного накопителя энергии соединен с отрицательным полюсом основного источника питания, второй вывод соединен с соответствующими электродами ключевого элемента и второгозарядного ключевого элемента, соответствующий электрод которого соединен со входом второй формирующейискусственной линии, соединенной последовательно-согласно с первой Фор-.мирующей искусственной линией, междувыходами первой и второй формирующих искусственных линий включены последовательно соединенные дополнительный источник питания и резисторы, соответствующие выводы которых соединены соответственно со вторым электродом первого разрядного ключевогоэлемента непосредственно и со вторь 1 мвыводом первичной обмотки выходногоимпульсного трансформатора через второй разрядный ключевой элемент, выходгенератора тактовых импульсов соединен с управляющим электродом ключевого элемента непосредственно и с управ-ляющими электродами зарядного и раз.рядного ключевых элементов через 15регулируемый элемент задержки.На Фиг. 1 приведена принципиальная схема модулятора; на Фиг. 2временные диаграммы, поясняющие егоработу. ) 20Модулятор содержит, основной источник питания 1, индуктивный накопительэнергии 2 с основной обмоткой 3 и дополнительной обмоткой 4,ключевой элемент 5, зарядные ключевые элементыб, 7, генератор тактовых импульсов.8, регулируемый элемент задержки 9,формирующую искусственную линию 11,состоящую из катушек индуктивности12112 и конденсаторов 13113, формирующую искусственную линию ЗО14, содержащую катушки индуктивности 15, 15 и конденсаторы 16,16 п , дополнительный источник питания 17, резисторы 18, 19, разрядныеключевые элементы 20, 21, выходной 35импульсный трансформатОр 22 с первич-"ной обмоткой 23 и вторичной обмоткой24 и нагрузку (на Фиг. 1 не показана).Модулятор работает следующим об Оразом.В момент =0 генератор тактовых,импульсов 8 включает ключевой элемент5, и к основному источнику питания1 присоедиЧяется индуктивный нанопитель энергии 2, в котором начинает нарастать ток и запасаться энергия в форме энергии магнитного поля.В момент времени й импульс с вы- Охода регулируемого элемента задержки 9 включает зарядные ключевые элементы б, 7. При этом ключевой элемент5 запирается напряжением на Формирующих искусственных линиях 11, 14, иток индуктивного накопителя энергии2 замыкается через Формирующие искусственные линии 11, 14, перезаряжаяих. После резонансного заряда Формирующих искусственных линий 11,14 вся энергия индуктивного накопи- Щтеля .энергии 2 за вычетом потерьв зарядной цепи оказывается сосредоточенной в конденсаторах 131,13,16,16 соответствующих Формирующих искусственных линий 11, 14. 65 В момент ср включаются разрядные ключевые элементы 20, 21, и Формирующие искусственные линии 11, 14 через выходной импульсный трансформатор 22 разряжаются на нагрузку. После разряда формирующих искусственных линий 11, 14 они вновь медленно заряжаются до небольшого обратного напряжения от дополнительного источника питания 17 через резисторы 18, 19.величина напряжения дополнительного источника питания 17 выбирается из условия обеспечения достаточного времени на выключение ключевого элемента 5.Для нормальной работы модулятора необходимо, чтобы время заряда формирующих искусственных линий 11, 14 превосходило их характерное время в несколько раз. Величина получаемого на Формирующих искусственных линиях 11, 14 напряжения зависит от времени накопления (времени включенного состояния ключевого элемента 5), поэтому, регулируя с помощью регулируемого элемента задержки 9 момент включения зарядных ключевых элементов б, 7, можно изменять величину напряжения на конденсаторах 13 13 п, 161 бп соответствующих формирующих искусственных линий 11, 14. При времени накопления, много меньшем постоянной времени индуктивного накопителя энергии 2, заряд формирующих искусственных линий 11, 14 осуществляется с КПД, близким к единице.формула изобретенияИмпульсный модулятор, содержащий основной источник питания, с положительным полюсам которого. соединен первый вывод основной обмотки индуктивного накопителя энергии, второй вывод которой соединен с соответствующими электродами ключевого элемента и первого зарядного ключевого эле мента, соответствующий электрод которого соединен со входом первой искусственной формирующей линии, первый разрядный ключевой элемент, первый электрод которого соединен с первым выводом первичной обмотки выходного импульсного трансформатора, вторичная обмотка которого шунтирована нагрузкой, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения КПЛ, в него введены второй зарядный и второй разрядный ключевые элементы, резисторыдополнительный источник питания, вторая формирующая искусственная линия, генератор тактовых импульсов, регулируемый элемент задержки, а индуктивный накопитель энергии снабжен дополнительной 1 обмоткой, причем первый вывод дополнительной обмотки ин769726 но и со вторым выводом первичной обмотки выходного импульсного трансформатора через второй разрядный ключевой элемент, выход генератора тактовых импульсов соединен с управляющим электродом ключевого элементанепосредственно и с управляющими электродами зарядного и разрядного ключевых элементов - через регулируемый элемент задержки. дуктивного накопителя энергии соединен с отрицательным полюсом основного источника питания, второй выводсоединен с соответствующими электродами ключевого элемента и второгозарядного ключевого элемента, соответствующий электрод которого соединен со входом второго формирующейискусственной линии, соединеннойпоследовательно-согласно спервойформирующей искусственной линией,между выходами первой и второй формирующих искусственных линий включены последовательно соединенные дополнительный источник питания и резисторы, соответствующие выводы которых соединены соответственно совторым электродом первого разрядного ключевого элемента непосредстве Ю Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Статья В. Г. Абдульманова и др,Импульсный модулятор мощностью 5 МВТс большой частотой повторения. - ПТЭ,15 У 3, 1975.2. Патент Великобритании М 1033565,н- . кл. Н 3 Р, 1962 (прототип). каз 7549/1дписное И илиал ППП Патент.,