Импульсный модулятор

ОП ЙИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советсник СоциалистическиРеслу(злии н 1177 18 65 1) Дополнительное к авт, сви ву(22) Заявлено 30,10. 78 (21)2678432/18-2 3 К 7 У 0 явки йо сприсоединеиием(23) Приоритет -осударственный комите СССР ио делам изобретений и открытийллетень Йо Опубликовано 15,1080. Б 5 621.376.53(088.8) Дата опублик 5.1 ОЯ ания описа 2) Авторыизобретения С.Истомин,В.Л.И(54) ИМПУЛЬСНЫИ МОДУЛЯТО форми модул рующе динен щего тор - питан гии, соеди рующе плюсо Недостатками этого импульсногомодулятора являются низкий КПД из-за 5 потери избыточной энергии, запасеннов зарядном дросселе, при ее возвращении в источник питания через элеме нты цепи возврата энергии, и усложнение схемй из-за наличия в цепи во О врата энергии вспомогательного коммтатора.Целью изобретения являетние КПД и упрощение схемы имодулятора.5 Цель достигается за счет того,что в импульсном модуляторе, содержа щем источник постоянного напряжения, между положительным выводом которого и общей шиной включены последователь О но соединенные зарядный коммутируюз У ся повыше мпульсног Изобретение относится к импульсной технике. Модулятор может быть ис. пользован в радиотехнических устрой. - ствах различного назначения для формирования мощных импульсов.Известен импульсный модулятор,содержащий источник питания, коммутирующий элемент в зарядной цепи, линию фсрмирования с нагрузкой, разрядный ксммутирующий элемент и цепь управления зарядным и разрядным коммутирующими элементами 1.Известный импульсный модулятор имеет низкий КПД.Известен также импульсный модулятор, содержащий источник постоянного напряжения, к выводам которого подключены последовательно соединенные зарядный дроссель, зар.-.дный коммутирующий элемент и цепь формирования, шунтированная последовательно соединенными разрядным коммутирующим элементом и сопротивлением нагрузки,генератор запускающих импульсов, выход которого соединен с входом подмодулятора зарядного коммутирующего элемента и через элемент задержки с входом генератора поджига разряцного коммутирующего элемента, цепь обратной связи, подключенную параллельно цепи рования, а выходом к входу подятора вспомогательного коммутиго элемента, анод которого соес анодом зарядного коммутируюэлемента, катод через конденсас минусовым выводом источника ия и через цепь возврата энерсостоящей из последовательно ненных анода зарядного коммутиго элемента и дросселя, - с вым выводом источника питаниящий элемент, заряднйй дроссель и формирующая линия, между входом которой и общей шинойподключены последовательно соединенные нагрузка и разрядный коммутирующий элемент, причем управляющий электрод последнего соединен с выходом генератора поджигающих импульсов, вход .которого через элемент задержки соединен с выходом генератора запускающих импульсов и первым входом подмодулятора, выход подмодулятора подключен к управляющему электроду зарядного коммутирующего элемечта, а также цепь обратной связи, между катодом зарядного коммутирующего элемента и общей шиной включен диод, цепь обратной связи подключена к выводам источника постоянного напряжения, а ее выход соединен с вторым входом подмодулятора.На Фиг.1 представлена схема импульсного модулятора; на Фиг.2 - показаны эпюры токов и напряжений в узловых точках схемы.Импульсный модулятор содержит источник постоянного напряжения 1, к положительному выводу которого последовательно подключен зарядный коммутирующий элемент 2 и параллельно включена цепь обратной связи 3, выходом соединенная с входом подмодулятора 4. К катоду зарядного коммутирующего элемента подключены катод диода 5, анод которого соединен с общей шиной, и зарядный дроссель б, к выходу которого подключены последовательно соедйненные нагрузка 7, разрядный коммутирующий элемент 8, подключенный катодом к общей шине, и формирующая линия 9. К управляющему электроду разрядного коммутирующего элемента подключен генератор 10 поджигающих импульсов, вход которого соединен с генератором 11 запускающих импульсов через элемент задержки 12. На фиг,2 представлены эпюра анапряжения Ол на выходе генератора запускающих импульсов, эпюра б напряжения О на выходе подмодулятораОДзарядного коммутатора, эпюра в напряжения О на выходе генератораподаподжигающих импульсов, эпюра г напряжения Ос на зарядном дросселе, эпюра д найряжения О ф на формирующем двухполюснике и напряжения Е ис-, точника питания, эпюра е тока 3 .к протекающего через зарядный коммутатор эпюра ж тока 31, , протекающего через зарядный дроссель, эпюра з тока 3 , протекающего через зарядный диод, и эпюра и напряжения О на сопротивлении нагрузки.Импульсный модулятор работает сле дующим образом.В начальный момент времени напряжение источника питания Е = Е(фиг.2 д), а остальные напряжения итоки в схеме равны нулю.В момент времени 1.( , появленияимпульса Оьд (фиг.2 а) на выходегенератора 11 запускающих импульсовподмодулятор 4 формирует импульсО (фиг.2 б) включения зарядногокоммутирующего элемента 2. Черезвключенный зарядный коммутирующийэлемент от источника питания 1 происходит заряд формирующей линии 9 в . О контуре, образованном индуктивностьюзарядного дросселя б и суммарной емкостью С Ф Формирующей линии.При добротности зарядного контурабольше единицы заряд носит резонанс ный характер, а напряжение О л ф(Фиг,2 д) и ток Д), (дК ) (фиг. 2 ж и е)заряда формирующей линии соответственно изменяются по законуо О:С(-ссс )игсЦС ст . -ас,с.Во время зарядки формирующей линии в зарядном контуре запасаетсяэнергия25 1 С. О.ЗК Ь лф 2 2 дЕ с, (-со 5 ) - -30лфгде Я=- энергия, запасаемая виндуктивности зарядного дросселя;Слф цл ф35 Ы =энергия, запасаемая вл,ф 2емкости формирующейлинии .В момент сокончания импульсаОд длитель ности4 зарядный ком О мутирующий элемент 2 выключается . Приэтом полярность напряжения О 2 ( фиг . 2 г )н а зарядном дросс еле и зме няе тся искачком возрастает до величины , равной напряжению н а емкостях формирующей линии , Формирующая линия продолжает заряжаться под действием э нергии Ы, запасенной в зарядном Дросселе к моменту времени й. Ток заряда Э( Фиг . 2 ж ) замыкается через, зарядный диод 5 ( фиг . 2 з ) . Когда токзаряда падает до нуля ( й ) , процессзаряда формирующей линии прекращает - .ся , а напряжение на не й достигаетуровня Ол ф( фиг , 2 д ) , 55 В момент й.4 импульсом О ок ( фиг . 2 в )с генератора 1 0 и оджигающйх импульсов , задержанным элементом задержки1 2 на время й с, , включается разрядный коммутирующий элемент 8 и на сощо .противлении н агру з к и 7 формируетсявыходной импульс напряжения О н,( Фиг , 2 и ) . Величин а напРяжения О л ф ,),на формирующий Линии в конце ее з аряда оПределяется энергией Ч к , з апасенной в зарядном контуре в моментвыключения зарядного коммутирующего элемента, вследствие чего при обеспечении от импульса к импульсу постоянства этой энергии обеспечивается постоянство напряжения О ф на формирующей линии импульса напряжения Он на нагрузке модулятора.Из уравнения (1) следует, что И к = сопкой, если при изменении уровня напряжения Е на выходе источника питания соответственно изменяется -время й открытого состояния зарядного коммутирующего элемента. Поэтому длительность импульса О подмодулятора зарядного коммутирующего элемента (или, что то же самое, длительность включенного состояния зарядного коммутирующего элемента) определяется величиной. выходного напряжения Е источника питания 1 и требуемой величиной уровня напряжения ОдА, до которого заряжается формирующая линия 9,При заданном уровне напряжения О,ф увеличение напряжения источника питания ведет к уменьшению длительности импульса О , а уменьшение наоборот. Датчиком формирования длительности импульсов подмодулятора зарядного коммутирующего элемента в зависимости от уровня напряжения Е источника питания является цепь обратной связи 3.В качестве иллюстрации на фиг.2 представлен случай, когда напряжение источника питания в момент времени с скачком возрастает до величины Е )Е .Поэтому во время следующего цикла заряда формирующей линии, который протекает в интервале сь-. длительность импульса на выходе подНмодулятора С (Г, а Од, =О"фмоксмакс и О,= О Применение при стабилизации ампли. туд импульсов на нагрузке модулятора во время цикла заряда формирующей лийии принципа обеспечения постоянства энергии, запасаемой в зарядном контуре, вместо принципа возврата в источник питания излишков энергии, запасенной в зарядном контуре, выгод но отличает данную схему импульсного модулятора от известных схем. Отсутствие в схеме модулятора рядаэлементов - вспомогательного коммутатора с подмодулятором в цепивозврата энергии - позволяет нетолько упростить ее и повысить КПД модулятора за счет исключения тепловыхпотерь в укаэанных элементах схемы,Но также повысить надежность работымодулятора и частоту следования запускающих импульсов. Последнее обусловлено исключением ряда элементов, находящихся под высоким напряжением,и уменьшением времени процесса заряда формирующей линии, которое в данной схеме меньше, чем в известной,35 на время длительности процесса, протекающего в цепи возврата энергии.Формула изобретенияИмпульсный модулятор, содержащийисточник постоянного напряжения,20 между положительным выводом которогои общей шиной вкЛючены последовательно соединенные зарядный коммутиру-,ющий элемент, зарядный дроссель .иформирующая линия, между входом которой и общей шиной подключены последовательно соединенные нагрузка иразрядный коммутирующий элемент,управляющий электрод которого соединен с выходом генератора поджигающихимпульсов, вход которого через элемент задержки соединен с выходом генератора запускающих импульсов и первым входом подмодулятора, выход которого подключен к управляющему электроду зарядного коммутирующего элемента,и цепь обратной связио т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения КПД и упрощения схемы, меж- .ду объединенными выводами зарядногокоммутирующего элемента и зарядного40 дросселя и общей шиной включен диод,цепь обратной связи подключена к выводам источника постояннОго напряжения, а ее выход соединен с вторымвходом подмодулятора.45 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент Англии Р 1089903,кл. Н 3 Р, опублик. 1965.2, Патент США Р 3139585, опублик1964 (прототип).