Импульсный линейный модулятор

сприсоединеиием.заявкиМГосударственный комитет СССР по делан изобретений н открытий(53) УДХ б 21.376. .53(088.8) Дата опубликования описания 070781(54) ИМПУЛЬСНИЙ .ЛИНЕЙНЫЙ МОДУЛЯТОР Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в передающих устройствах для импульсного питания генераторов СВЧ,Известен импульсный линейный модулятор, в котором для обеспечения заряда формирователя до необходимого потенциала от низковольтного первичного источника питания используется повышающий трансформатор, подключенный через транзисторный прерыватель к первичному источнику питания 11 .В этом модуляторе первоначально (при включении транзисторного прерывателя) происходит накопление энергии в сердечнике зарядного трансформатора. Ток заряда формирователя при этом не проходит, ввиду запирания отсекающего диода. После выключения прерывателя энергия, накопленная трансформатором, заряжает формирователь, который затем разряжается через коммутатор на нагрузку.Наличие промежуточного индуктивного накопителя является существенным недостатком такого модулятора, вследствие резкого изменения КПД при изменении частоты следования импульсов. Известен также импульсный линейный модулятор, содержащий источникпостоянного напряжения, связанныйчерез транзисторный прерыватель спервичной обмоткой зарядного трансформатора, Вторичная обмотка трансформатора через выпрямительный (отсекающий) диод подключена параллельно тиристорному коммутатору, а.такжепараллельно последовательно соединенным формирователю, нагрузке и датчику тока. К управляющему электродукоммутатора подключен выход синхронизатора, первый выход которого под ключен к выходу датчика тока и входу транзисторного прерывателя 21 .Недостатком этого мрдулятора является его относительно низкий КПДиз-за дополнительных потерь энергии 20 на элементах цепи размагничивания сердечника трансформатора, а также егонедостаточная энергетическая мощ.ность, связанная с ограниченным токовым ресурсом транзисторного пре рывателя.Целью изобретения является повышение КПД и увеличение мощности устройства.Достигается это за счет того, что 30 в линейный импульсный модулятор, со 845278держащий источник питания, подключенный через прерыватель к первичной обмотке зарядного трансформатора, вторичная обмотка которого подключена к выпрямителю, между выходом которого и общей шиной включентиристорный коммутатор, параллельно,которому подключены последовательносоединенные формирователь, нагрузкаи датчик зарядного тока, синхронизатор, соединенный выходом с управляющим электродом тиристорного коммутатора, введены два логических элемента И, О-триггер и дополнительныйдиод, а зарядный трансформатор снабжен идополнительными первичнымиобмотками, каждая из которых через 15соответствующий прерыватель подключена к источнику питания, при этомпервичные обмотки каждой половинывключены между собой синфазно и противофазно другой половине, управляю Ощие входы прерывателей синфазных обмоток объединены и подключены к выходам логических элементов И, первыевходы которых и счетный вход О-триггера подключены к выходу датчика зарядного тока и через дополнительныйдиод - к выходу синхронизатора, авторые - к прямому и инверсному выходам О-триггера соответственно,На чертеже представлена функциональная слема импульсного линейногомодулятора.Импульсный линейный модулятор, содержит источник питания 1, подключенный через транзисторный прерыватель 2к первичной обмотке 3 зарядного трансформатора 4. Вторичная обмотка 5подключена к мостовому выпрямителю б,выход которого включен параллельнотиристорному коммутатору 7. Параллельно тиристорному коммутатору 7 4 Овключены последовательно соединенныеФормирователь 8, нагрузка 9, представляющая собой, например, генератор СВЧс согласующим импульсным трансформатором, и датчик зарядного тока 10, 45который может быть выполнен, например, в виде параллельно включенныхимпульсного диода и стабилитрона.К управляющему электроду тиристорного коммутатора 7 подключен выход , 50синхронизатора 11. В отличие от прототипа, предлагаемый импульсный модуЛятор содержит дополнительные прерывателл 12, 13 и 14 и дополнительные перричрые обмотки 15,16,17 зарядногогрансформатора 4, так что общее число как прерывателей, так и первичных обмоток составляет 2 л. Половинаколичества первичных обмоток например, две 3 и 15) соединена синфазнодруг другу и противофазно синфазно 60включенной другой половине общЕгочисла первичных обмоток например,двух обмоток 16 и 17) . Все первичныеобмотки 3, 15, 16 и 17 трансформатора 4 подключены к источнику питания 65 1 через соответствующие прерыватели2, 12, 13 и 14. Управляющие входы прерывателей 2, 12, 13 и 14 соответственно подключенные к синфазным обмоткам, объединены в две группы, каждая из которых подключена к соответствующему выходу двух дополнительных логических элементов И 18 и 19.Первые входы логических элементовИ 18 и 19 соединены и подключены квыходу датчика зарядного тока 10.Вторые входы логических элементов И,18 и 19 подключены один к прямому,другой к инверсному выходам счетногоО-триггера 20, Счетный вход последнего подключен к выходу датчика зарядного тока 10, который связан свыходом синхронизатора 11 через дополнительный диод 21,Импульсный линейный модулятор работает следующим образом,С выхода синхронизатора 11 черездополнительный диод 21 импульсы запуска положительной полярности поступают на первые входы логических элементов И 18 и 19, а также на счетныйвход О-триггера 20. О-триггер изменяет свое состояние при поступлении навход каждого импульса запуска,В результате в интервалах междуФронтами импульсов положительное напряжение существует поочередно, тона прямом, то на инверсном выходахО-триггера 20. Поэтому поочереднооткрываются то логический элемент И18, тологический элемент И 19, и наих выходах существует то сигнал "0",то "1". Когда включается источникпитания 1, то сигналами единичногоуровня начинают поочередно открываться группы транзисторных прерывателейто 2, 12, то 13, 14. В результате токот источника 1 через соответствующуюгруппу транзисторных прерывателей проходит то через обмотки 3, 15, то через 16 и 17 зарядного трансформатора4. При этом сердечник трансформатораперемагничивается по петле гистерезиса от -В до +В (индукция намагничивания) и на вторичной обмотке 5 зарядного трансформатора 4 индуцируетсякаждый период напряжение противоположной полярности, которое выпрямляетсямостовым выпрямителем б и заряжаетформирователь 8 в интервалах междуимпульсами запуска.Для продолжения заряда после спада импульса запуска с выхода синхронизатора 11 к первым входам логических элементов И 18 и 19 подключен выход датчика зарядного тока, поддерживающий эти элементы в открытом состоянии до окончания зарядного тока. Этосоответствует максимуму зарядного напряжения формирователя 8. По приходеочередного импульса запуска формирова-,тель 8 разряжается через тиристорныйкоммутатор 7, нагрузку 9 и датчик зарядного тока 10 формируя на нагруз -ке 9 импульс напряжения требуемой амплитуды и длительности, а зарядный процесс затем повторяется.Учитывая равенство витков первичных обмоток 3, 15, 16 и 17 зарядного трансформатора 4, его единственную . вторичную обмотку, один формирователь и один источник питания, а также пренебрежимо малый разброс падения напряжения на группах прерывателей 3, 12 и 13, 14, длительности зарядных импульсов четных и нечетных зарядных циклов будут равны, а, соответственно, будут равны и противоположные индукции намагничивания сердечника трансформатора. Следовательно, сердечник зарядного трансформатора 4 не нуждается в .принудительном размагничивании или введении воздушного зазора для исключения его насыщения, Это позволяет уменьшить габариты и массу зарядного трансформатора при значительном увеличении мощности и повысить КПД устройства по сравнению с прототипом.Технико-экономический эффект от внедрения изобретения заключается в повышении КПД и мощности устройства. Дополнительный технико-экономический эффект заключается в снижении относительной массы устройства (кВт/кг), так как масса дополнйтельных прерывателей и .логических элементов значительно меньше приращения массы зарядного трансформатора в известном устройстве. Кроме того, предлагаемое устройство не нуждается в предварительном запуске прерывателей, и синхронизатор имеет только один выход.Формула изобретенияИмпульсный линейный модулятор, содержащий источник питания, подключенный через прерыватель к первичной обмотке зарядного трансформатора, вторичная обмотка которого подключенак выпрямителю, между выходом которого и общей шиной включен тиристорный коммутатор, параллельно которому подключены последовательно соединенные формирователь, нагрузка и датчик зарядного тока, синхронизатор,соединенный выходом с управляющимэлектродом тиристорного коммутатора,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения КПД и увеличения мощности, в него введены два логических элемента И О-триггер и дополнительный диод, а зарядный трансформа тор снабжен идополнительными первичными обмотками, каждая иэ которых черезсоответствующий прерывательподключена к источнику. питания, приэтом первичные обмотки каждой поло вины включены между собой синфазнои противофаэно другой половине, управляющие входы прерывателей синфазных обмоток объединены и подключенык выходам логических элементов И, первые входы которых и счетный вход Отриггера подключены к выходу датчика зарядного тока, и через дополнительный диод - к выходу синхронизатора, а вторые - к прямому и инверсному выходам О-триггера соответственно. Источники информации,принятые во внимание при экспертизеЗ 5 1. Патент США Р 3621274, кл. Н 03 К 3/00, 18.02.71. 2. Авторское свидетельство СССР Р 639129, кл. Н 03 К 3/76, 25.12.78 (прототип).845278 Составитель Д. ХодыревРедактор Е. Гончар Техред М, Коштура КорректорО. Била Р Заказ 42 лиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектн б Тираж ВНИИПИ Государс по делам изо 13035, Москва, Ж