Импульсный модулятор

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 09) 00 3 а) Н 03 К /53 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) 1, Авторское свидетельство СССРИ 467458, кл. Н 03 К 7/02, 21,04.73.2. Авторское свидетельство СССРНф 898605, по заявке И 2927615/18-21,кл, Н 03 К 7/02 21 05.80.(54) (57) ИМПУЛЬСНЫЙ МОДУЛЯТОР, содер.жащий источник питания, между положительным выводом которого и общей шиной в проводящем, направлении включен зарядный коммутатор, катушку зарядной индуктивности, один вывод которой подключен к общей шине, а другой соединен с анодом зарядного диода- между катодом которого и общей шиной включена линия формирования, шунтированная последовательно соединеннымиразрядным: коммутатЬром и нагрузкой,генератор запускающих импульсов, выход которого подключен через генератор поджигающих импульсов к управляющему электроду зарядного коммутатораи через последовательно соединенныеэлемент задержки и подмодулятор - куправляющему электроду разрядногокоммутатора, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения надежности и уменьшения габаритов, в неговведены диод, шунтированный резистором, и конденсатор, катушка заряднойиндуктивности имеет дополнительныйвывод, причем анод диода соединен санодом зарядного .коммутатора, междукатодом которого и катодом диодавключен конденсатор, а дополнительный вывод катушки зарядной индуктивности соединен с отрицательным вы-Водом источника питания.Изобретение относится к импульсным, передающим устройствам радиотехнических средств различного назначения.Известен импульсный модулятор, содержащий источник питания, к выходу 5 которого подключены два последовательно соединенных зарядных конденсатора, а также последовательно соеди" ненные первый тиристор, первичнаяобмотка трансформатора и второй тиристор, Объединенные выводы конденсаторов соединены с отводом первичной обмотки трансформатора, К вторичной обмотке трансформатора подключенразрядный коммутирующий элемент, за шунтированный последовательно соединенными линией формирования и нагрузкой 1 Недостатком данного устройства является его низкая надежность.Наиболее близким к предлагаемому является импульсный модулятор, содер", жащий источник питания, между положительным выводом которого и общей шиной в проводящем направлении включен зарядный коммутатор, катушку за" рядной индуктивности, один вывод которой подключен к общей шине, а другой соединен с отрицательным выводомЗО источника питания и анодом зарядного диода, между катодом которого и общей шиной включена линия формирования, шунтированная последовательно соединенными разрядным коммутатором и нагрузкой, генератор запускающих импуль 5 сов, выход которого подключен через генератор поджигающих импульсов к управляющему электроду зарядного коммутатора и через последовательно соединенные элемент задержки и подмодулятор - к управляющему электроду разрядного коммутатора 1 21В известном подмодуляторе заряд линии формирования протекает в два этапа - сначала при включенном зарядном коммутаторе происходит эапасание энергии магнитного поля в катушке индуктивности, а затем - в момент выключения зарядного коммутатора в интервал времени, когда на обмотке катушки индуктивности возникает всплеск напряжения, происходит заряд линии формирования, Одновременно всплеск напряжения прикладывается к аноду зарядного коммутатора, вслед ствие цего зарядный коммутатор и все элементы источника питания оказываются относительно общей шины модулятора под уровнем напряжения, измеряемого киловольтами или даже десятками киловольт, Поэтому несмотряна то, что источник питания в модуляторе является низковольтным, егоразделительный трансформатор долженбыть выполнен как высоковольтный, ав качестве зарядного коммутатора может быть применен высоковольтный коммутатор, например электронная лампа,таситрон и др,Дополнительная изоляция элементовисточника питания относительно общейшины модулятора, .применение в низковольтном источнике питания высоковольтного разделительного трансформатора, а также необходимость применения высоковольтных коммутаторов, имеющих относительно небольшой срок службы и малую надежность, ведет к снижению надежности всего модулятора изэа возможности возникновения пробов,а также к увеличений габаритов модулятора. Недостатками известного модулятора являются его чалая надежностьи большие габариты,Цель изобретения - повышение надежности и уменьшение габаритов импульсного модулятора,Поставленная цель достигается тем,что в импульсный модулятор, содержащий источник питания, между положительным выводом которого и общей шиной в проводящем направлении вклюцензарядный коммутатор, катушку заряднойиндуктивности, один вывод которойподключен к общей шине, а другой соединен с анодом зарядного диода, между катодом которого и общей шинойвключена линия формирования, шунтированная последовательно соединеннымиразрядным коммутатором и нагрузкой,генератор запускающих импульсов, выход которого подключен черезгенератор поджигающих импульсов к управляющему электроду зарядного коммутатораи через госледовательно соединенныеэлемент задержки и подмодулятор - куправляющему электроду разрядногокоммутатора, введены диод, шунтированый резистором, и конденсатор, катуш.ка зарядной индуктивности имеет дополнительный вывод, причем анод диодсоединен с анодом зарядного коммутатора, между катодом которого и катодом диода вклюцен конденсатор, адополнительный вывод катушки зарядн,индуктивности соединен с отрицательным выводом источника питания.На фиг.1 приведена схема импульсного модулятора; на Фиг.2 - эквивалентная схема модулятора; на фиг.3- эпюры напряжений и токов.Импульсный модулятор содержит источник 1 питания,зарядный коммутатор 2, резистор 3, диод 4 , конденсатор 5 катушку 6 зарядной индуктивности, за- о рядный диод 7, линию 8 Формирования, нагрузку 9, разрядный коммутатор 10, генератор 11 поджигающих импульсов, генератор 12 запускающих импульсов, элемент 13 задержки и подмодулятор М. 5Положительный вывод источника 1 питания через зарядный коммутатор 2, зашунтированный последовательно соединенными диодом 4, параллельно которому подключен резистор 3, и .конден сатором 5, подключен к общей шине, Отрицательный полюс источника 1 пита.ния соединен с отводом катушки зарядной индуктивности 6, один вывод которой: соединен с общей шиной непо средственно, а другой - церез последовательно соединенные зарядный диод 7 и линию 8 формирования, .зашунтированную последовательно соединенными нагрузкой 9 и разрядным коммутатором 10, Выход генератора 12 запускающих импульсов подключен через генератор 11 поджигащйх импульсов к управляющему электроду зарядного коммутатора 2 и через последовательно соединенные элемент 13 задержки и подмодулятор 14 - куправляющему электроду разрядного коммутатора 10.Работа импульсного модулятора по" ясняется с помощью схемы импульсного модулятора, представленной на Фиг,2, в которой катушка 6 зарядной индуктивности с дополнительным выводом представлена упрощенной эквивалент" ной схемой, содержащей индуктивность 15 рассеяния, индуктивность 16 намагничивания и междувитковую паразитную емкость 17. На фиг,3 представлены эпюра 3 напряжения 1 и на выходе генератора 12 запускающих импульсов, эпюра 3 б напряжения О и д,на выходе генератора 11 поджигающих импульсов, эпюра 3 в тока 4, протекающего через обмотку 18-19 катушки 6 зарядной индуктивнос ти (индуктивность 16 намагничивания), эпюра 3 г напряжений О и 02 соответственно на обмотке 18-9 и обмот" ке 18-20 катушки 6 зарядной индуктив" ности эпюра 3 д напряжения Я на кондейсаторе 5 - аноде зарядного ком". мутатора 2, эпюра 3 е напряжения ОФ на линии 8 формирования, эпюра 3 ж напряжения о, на выходе подмодулятора 1 Ч и эпюоа 3 3 напряжения О: на нагрузке 9 модулятора.В исходном состоянии конденсатор 5 заряжен до уровня напряжения источника 1 питания Е, во всех остальных точках схемы модулятора напряжения и токи равны нулю.При подаце запускающего импульса О д (3 а) на вход генератора 1 поджигающих импульсов, последний Формирует импульс Оод,(3 б). В момент времени йо, когда этим импульсом открывается зарядный коммутатор 2, через обмотку 18-19 катушки 6 начинает протекать ток(3 в) по цепи: положительный вывод источника 1 питания, зарядный коммутаор 2, обмотка 8-9 катушки б зарядной индуктивности (в схеме на Фиг.2 через индуктивнОсть 16 намагничивания и индуктив ность 5 рассеяния я) отрицательный вывод источникапитания.Для повышения КПД заряда индуктив. ного накопителя используется линейный участок закона нарастания тока, Поэтому при протекании тока ь на индуктивностиобмотки 18-19 катушки 6 создается падение напряжениякотооое трансформируется в обмотку 18-20 пропорционально К-отношению числа витков упомянутых об- МОТОК, Т.е. 32= 1/1 к = . 4 Напряжение О 3 г) относительно общей шины модулятора во время, когда включен зарядный коммутатор 2, отрицательно, зарядный диод 7 не проводит и линия, 8 формирования не заряжается.Заряд линии 8 формирования начинается в момент времени= Т выключения зарядного коммутатора 2. К этому моменту времени ток 11, в обмотке 18-19 катушки 6 достигает значения 11, = 1,а, а энергия Иь, запасенная в катушке Ь зарядной индуктивности будет равнаН= М1 цаХ2Благодаря этой энергии токпротекающиЙ в момент выключения заряд.ного коммутатора 2 через катушку 6, сохраняется, но при этом происходит10278 03 5изменение полярности напряжений Ци. О (3 г), Следствием изменения полярности напряжения на катушке зарядной индуктивности " .на аноде зарядного диода 7 - является возникновение 5тока в цепи: обмотка 18"20 катушки 6заРяднОЙ индуктивности зарядный диод7, линия 8 формирования, общая шина.Во время протекания этого тока происходит заряд линии 8 формирования. 10Процесс заряда линии 8 Формированияпрекращается в момент временикогда энергия Иь будет полностью передана в линию 8 формирования. Вэтот момент времени напряжение на линии 8 формирования достигнет максимального значения 0,2Оц, котрроефиксируется зарядным диодом 7, а напряжение на обмотке 18-19,соответственно будет равнорт, варй . .2 ЕВ момент времени й на управляющийэлектрод разрядного коммутатора 10 свыхода подмодулятора 14 поступает задержанный на время й, элементом 13задержки импульс оп (3 ж). Приэтом линия 8 формирования разряжается,а на нагрузке 9 модулятора Формируется выходной импульс О, (3 3)Применение в импульсном модуляторе зарядной индуктивности, катушка30которой выполнена с дополнительнымвыводом, позволяет уменьшить в К разнапряжение О (3 г) на аноде зарядногокоммутатора 2 после его выключения.ОДнако применение указанного. Дополнительного вывода ведет к появлениюновой индуктивности - индуктивности15 рассеяния, включенной последовательно с индуктивностью обмотки18"19 - индуктивностью 16 намагничи" .4 ования (Фиг.2),При открытом зарядном коммутаторе 2 через индуктивность 15 рассеяния,так же как и через .индуктивность 16намагничивания, протекает 1, и, следовательно, запасается энергия. Этаэнергия., если не обеспечить путьДля протекания тока 11 д 4= 140 В момент времени т. = Т .выключения заряд"ного коммутатора, вызовет всплеск на"пряжения на аноде зарядного коммутатора, который приведет к неизбежно-.му выходу из. строя последнего,указанный недостаток в предлагаемом модуляторе устранен включением параллельно зарядному коммутатору 2 последовательно соединенных диода 4, аунтированного резистором 3, и кон" денсатора 5. В этом случае после выключения зарядного коммутатора 2 ток,протекающий в индуктивности 15 рас" сеяния, замыкается па цепи (Фиг.2); источник 1 питания, диод 4, конден" сатор 5, паразитная емкость 17. При протекании тока в этой цепи параэитная емкость 17 заряжается с указанной на фиг.2 полярностью, а конденсатор 5 дозаряжается на величину напряжения Ь О (3 д). Величина роста напряжения на конденсаторе 5 " аноде зарядного коммутатора 2 - в основномопределяется величиной емкости указанного конденсатора и может бытьсделана сколь угодно малой. Однако при атом всегда должны быть выполненыследующие два условия: (Е +Ь 1)Ъ О;так как в противном случае анергияй 4, запасенная к моменту выключениязарядного коммутатора в обмотке 18"19катушки 6 зарядной индуктивности,будет частично передаваться в емкость конденсатора 5, что приведет кснижению КПД модулятора;(Е +ЬОО) Ос .где О ,од- максимальное допустимоенапряжение на аноде зарядного коммутатора,После окончания процесса зарядаконденсатора 5, последнийразряжаетсядо первоначального уровня напряженияЕ источника 1 питания через резистор3 ( 3 д); ОДНОвременно происходит разряд параэитной емкости 17 через индуктивность 16 намагничивания. Приразряде конденсатора 5, энергия, за- .пасенная в последнем, частично возвращается в источник питания, благодаря чему КПД модулятора из-за применения резистора 3, диода 4 и конденсатора 5 снижается незначительно.Применение зарядной индуктивности,катушка которой имеет дополнительныйвывод, выгодно отличает предлагаемыймодулятор от схемы прототипа, таккак позволяет снизить амплитудувсплеска .напряжения на зарядном ком.мутаторе во время заряда линии формирования, Врезультате не только возрастаетнадежность модулятора и уменьшаютсяего габариты, но и становится возможным применение в качестве зарядного коммутатора транзисторов.Иалое падение напряжения на таком зарядном коммутаторе позволяет свестипотери на нем к минимуму и, следовательно, повысить КПД модуля"тора, Кроме того, габариты и весказ 4754/5 Подписное ВНИИПИТираж 9 Филиал ППП "Патент",г.ужгород,ул.Проектная,4 7 3027803 8модулятора могут быть еще умень- лительного трансФорматора возложить щены, а надежность дополнитель- на катушку зарядной индуктивности, ного повышена, если применит источ- конструктивно выполненную с иэолиро ник питания, выполненный по бЕстранс- ванными друг от друга обмотками 18- форматорной схеме, а Функцию разде 39 и 39-20.