Линейный импульсный модулятор

(51) М. Кл. Н 03 К 7/02 с присоединением заявки ЭЙГосударственный комитетОпубликовано 30,05.80, Бюллетень20 ао делам изобретений и открытий Дата опубликования описания 02.06.80(54) ЛИНЕЙНЫЙ ИМПУЛЬСНЫЙ МОДУЛЯТОР 1Изобретение относится к имйульснбй 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 трансформатор, параллельно вторичной обмотке10 которого подключены тиритрон линия формирования и нагрузка, генератор пусковйх импульсов, подмодулятор и елемент задержки, включенный между генератором запускающих импульсов и подмодулятором, 1 к выводам первичной обмотки повышающего трансформатора подключены тиристбры, управляющие апектроды которых соедине ны 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,2при этоЬ зарядный конденсатор образован из двух последовательно соединенных кон- " денсаторов, каждый из которых включен между средней точкой первичной обмотки повышающего трансформатора и выводами источника питания Щ.Недостатком такого модулятора являет ся низкая стабилизация зарядного напряжения,Известен также импульсный модулятор,О 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 6 трицательному йолюсу,-емкост ной накопитель, включенный между обшей точкой соединения зарядного дросселя с первичной обмоткой зарядного трансформатора и отрицательным полюсом источника питания, параллельно включенные в цепь вторичной омботки зарядного трансформа". ;ю.:, ;.:. ." .,м:;.-.;:.,М;. ,.Фюдза., 3 73 8145но с линией формирования включен диод,при этом дополнительные обмотки заряд 1 О15довательно зарядный диод 3, зарядныйдроссель 4 и емкостной накопитель 5,первичная обмотка повышающего заряднотора тиратрон, согласующий трансформаторс нагрузкой во вторичной обмотке и последовательно включенную между анодомтиратрона и первичной обмоткой согласующего трансформаторе линию формирования, сшжронизатор, к выходам которогоподключены сетка тиратрона и управляющий электрод тиристора Я,Недостаток известного импульсногомодулятора заключается в том, что он необеспечивает стабилизации зарядного напряжения и защиты тиристора при пробоях в цепи вторичной обмотки зарядноготрансформатора,Цель изобретения - обеспечение стабилизации зарядного напряжения и защиты:тиристора при пробоях в цепи вторичнойобмотки зарядного трансформатора,Поставленная цель достигается за счеттого что в линейный импульсный модуляторл содержащий источник питания сконденсатором фильтра, повьппиощий зарядный трансформатор, первичная ОбмоткеФкоторого первым выводом через зарядныйдиод и дроссель подключена к положительному поносу источника питания, а вторылвыводом через перезарядный дроссель итиристор - к отрицательнолу полюсу, емкостной накопитель, включенный междуточкой соединения зарядного дросселя спервичной обмоткой зарядного трансформатора и отрщательным полюсол источника питания, параллельно включенные вцепь вторичной обмотки зарядного трансформаторе тиратрон, согласующий трансформатор с нагрузкой во вторичйой облютке и последовательно включенную междуанодом тиратрона и первичной облюткойсогласующего трансформатора линйю формирования, синхронизатор, к выходам которого подключены сетке тиратрона и управляющий электрод тиристора, введенывспомогательный источник постоянногонапряжения, дизъюнктор, пороговый элемент, транзистор, датчики зарядного токаи напряжения, дополнительные обмотки зарядного трансформатора и перезарядногодросселя, причем отрщательный полюсвспомогательного источника соединен санодом тиристора и через резистор - собщей шиной, а положительный пошос подкпочен к коллектору, транзистора, база .которого соединена с выходом дизъюнкто-.ра, первый вход которого через пороговый элемент соединен с въиодом датчика зарядного тока, включенного междувторичной обмоткой зарядного трансформатора и общей шиной, а второй его вход 25 ао З 5 45 55 Ос выходом схемы сравнения, вход которойподключен 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 последовательного трансформатора и перезарядного дросселя соединены между собой согласно ипоследовательно и через диод подключенык 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 которому подключены соединенные послеПараллельно емкостному накопителю присоединены включенные последовательно го трансформатора 6, основная обмоткаперезарядного дросселя 7 и тиристор 8,В цепь вторичной обмотки трансформатора 6 включены линия 9 формирования инагрузка 10 с согласующим трансформатором 11, а также тиратрон 12, синхронизатор 13 подключен к общей шине, а кего выходам подключены сетка тиратрона12 и управляющий электрод тиристора 8,Параллельно вторичной обмотке трансформатора 6 подключен датчик зарядногонапряжения на резисторах 14, 15, Последовательно со вторичной обмоткой трансформатора 6 включен резистивный датчик16 тока заряда линии 9. Общая точка резисторов 14, 15 соедйнена со входом устройства 17 сравнения, выход которого соединен с первым входом дизъюнктора 18,Второй вход диеъюнктора 18 через пороговый элемент - стабилитрон 19, соединен с датчиком 16,К выходу дизъюнктора 18 подключенабаза транзистора 20, к коллектору которого присоединен плюс вспомогательногоисточника 21 питания, минус этого источника подключен к аноду тиристора 8 и кобщей шине через высокоомный резистор22,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 12включен диод 26,5 7381Линейный импульсный модулятор раоотает следующим образом,От источника 1 с напряжением Я через диод 3 зарядный дроссель 4 происходит резонансный заряд емкостного накопителя 5. Величина его емкости выбираетсяиз условия накопления в ней энергии, равной энергии выходного импульса. В процессе заряда тиристор 8 заперт, напряжение на емкостном накопителе 5 достигает 0примерно 2 Е, после чего диод 3 запирается. При годаче от синхронизатора 13положительного импульса на управляющийэлектрод тиристора 8 емкостной накопитель 5 через зарядный трансформатор 6 15и перезарядный дроссель 7 полностью перезаряжается на линию 9 формирования,Процесс перезаряда емкостного накопителя 5 имеет колебательный характер. Токперезаряда, протекающий через тиристор 208, имеет форму полусинусоиды из-еа наличия перезарядного дросселя 7,В момент окончания процесса перезаряда, когда напряжение Ц, на линии 9 формирования достигло заданной номинальной 15величины Цтиристор 8 запирается,После этого йа сетку тиратрона 12 отсинхронизатора 13 подается положительный импульс поджига, в результате чегочерез него происходит разряд линии 9 фор-З 0мирования и на нагрузке 10 формируетсявыходной импульс.Во время процесса перезаряда емкостного накопителя 5 суммарное напряжение,на обмотках 23 и 24 должно быть меньшим, чем Ео, поэтому диод 25 заперт,напряжение на его катоде равно Ео. Йляэтого отношение чисел витков дополнительных обмоток 23 и 24 к числу витковсоответствующих первичных обмоток не 40превышает 1/2.Стабилизация зарядного напряжения Цпроисходит следующим образом.Напряжение, пропорциональное О поступает от датчика зарядного напряжения 45на резисторах 14, 15 на вход устройст- .ва 17 сравнения, На его выходе формируется импульс, временное положение которого относительно начала процесса заряда линии 9 зависит от величины отклоне 50ния значения Оот Окном.Выходной импульс от устройства 17проходит через дизъюнктор 18 на базутранзистора 20 и отпирает его. При этом55к аноду тиристора 8 прикалывается отри- цательное напряжение от источника 21,Тиристор 8 и диод 26 запираются, процессперезаряда емкостного накопителя 5 прекрашается, напряжение фиксируется на заданном уровне,Энергия, накопленная в магнитных полях сердечников зарядного трансформатора 6 и перезарядного дросселя 7 к моменту запирания 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 1 пирается и напряжение от его анода подается через дизъюнктор 18 на базу транзистора 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 изобретенияЛинейный импульсный модулятор, содержащий источник питания с конденсатором фильтра, повышающий зарядный трансформатор, первичная обмотка которого первым выводом через зарядный диод и дроссель подключена к псложитеа,ному 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, согласу- ющий 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 тиратрона и управляющий электрод тиристора, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью обеспечения стабилизации зарядного напряжения и защиты тиристора при пробоях в цепи вторичной обмотки зарядного трансформатора, в него введены вспо- могательййй источник постоянного напряжения, дизъюнктор, пороговый элемент,Подписноего комитета СССРи открытийРаушская наб.; д. 4/5 995 нно тений 5,осударств м изобреосква, ЖфПатентф, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 пиал 7транзистор, датчики зарядного тока и на- пряжения, дополнительные обмотки зарядного трансформатора иперезарядногодросселя, причем отрицательный полюс вспомогательного источника соединен с анодомтиристора и через резистор - с общей ши ной, а положительный полюс подключен кколлектору транзистора, база которого соединена с выходом дизъюнктора, первыйвход которого через пороговый элемент 1 Осоединен с выходом датчика зарядного тока, включенного между вторичной обмоткой зарядного трансформатора и общейшиной, а второй его вход - с выходом схе: "мы"сравнения, вход которой подключен к 15точке соединения резисторов датчика за- рядного напряжения, включенного параллельно вторичной обмотке зарядного трансформатора и датчику зарядного тока, амежду датчиком зарядного напряжения ианодом тиратрона последовательно с линией формирования включен диод, при этомдополнительные обмотки зарядного трансформатора и перезарядного дросселя сотласно и последовательно соединены между собой и через диод подключены к по 1ложительному и отрицательному полюсамисточника питаний соответственно.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР467458, кл, Н 03 К 7/02,15. 04.75.2. Авторское свидетельство СССР301833 ф кл Н 03 К 3/53 в21.04,71.