Импульсный модулятор

СОЮЗ СОВЕТСКИХ ОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСГУБЛИН 7 ЗК 353 ЕНИЯч ЕЛЬСТИ е етельство./02, опубли ЛЯТОР по ичаюцелью пов ГОСЗЩАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИИ АВТОРСКОМУСВИДЕТ( 54 ) ( 57 ) ИМПУЛЬСНЫЙ, МОДУавт.св. 9 467458, о т лщ и й с я тем, что, с ния частоты повторения импульсоввнего введены две цепочки, состоящиеиз последовательно соединенныхдиода, резистора и дросселя, причемкаждая цепочка подключена параллельно зарядному конденсатору в непрор водящем по .постоянному току направлении при .этом должно выполнятьсяусловие С 3 Ь 2 Сэр, где СЗ- суммар-ная емкость зарядных конденсаторов, ь - коэффициент трансформацииповьвающего трансформаторами (" ,- емкость линии формирования.0 Изобретение относится к импульсным радиопередающим устройствам радиотехнических средств различногоназначения.По основному авт.св 9 4 Б 7458,известен модулятор, содержащий 5источник питания, параллельно которому включены два последовательносоединенных зарядных конденсатора,повышающий трансформатор, среднийвывод первичной обмотки которогосоединен с объединенными выводамизарядных конденсаторов, а между крайними выводами которой и выходом источника питания в.проводящем направлении подключены два тиристора, соединенные управляющими электродами ссоответствующими выходами генератора управляющих импульсов, вход которого подключен к,объединенным выво"дам генератора запускающих импульсов и входа элемента задержки, выход которого через подмодулятор соединен с управляющим входом коммутатора, а параллельно вторичной обмот"ке повышающего трансформатора вклю . 25 чены коммутатор и последовательносоединенные линия Формирования инагрузка 1 1Недостатком известного импульсного модулятора является невысокая частота повторения выходных импульсов вследствие большого времени восстановления при пробоях в нагрузке или случайном включении коммутатора во время процесса заряда линии Форми. рования. 35Целью изобретения является повышение частоты повторения импульсов.Поставленная цель достигается тем, что в импульсный модулятор, содержащий источник питания, парал О лельио которому включены два последовательно соединенных зарядных койденсатора, повышающий трансформатор, средний вывод первичной обмотки которого соединен с объединенными выводами зарядных конденсаторов, а между крайними выводами которой и выходом источника питания в проводящем направлении подключены два тиристора, соединенные управляющими электродами с соответствующими выхо" дами генератора управляющих импульсов, вход которого подключен к объединенным выводам выхода генератора запускающих импульсов и входа элемента задержки, выход которого 55 через подмодулятор соединен с управляющим входом коммутатора, а параллельно вторичной обмотке повышающего трансформатора включены коммута. тор и последовательно соединенные ли; 6 О ния формирования и нагрузка, введены две цепочки, состоящие из последовательно соединенных диода, резистора и дросселя, причем каждая цепочка подключена параллельно заряднснму конденсатору в непроводящем попостоянному току направлении, приэтом должно выполняться условиеСЗЪо СФ, где С - суммарная ем 2кость зарядных конденсаторов; пкоэффициент трансформации повышающего трансформатора, СФ- емкостьлинии Формирования.На Фиг.1 приведена схема импульсного, модулятора, на Фиг.2 - упрощенная эквивалентная схема цепизаряда линии Формирования упри заряде зарядного конденсатора наФиг.3 - то же, при разряде зарядного конденсатора; на фиг,4 - эпюры напряжений в узловых точках схемы модулятора.Импульсный модулятор содержитисточник 1 питания, цепочки 2 и 3возврата энергии, в которые входятсоответственно диоды 4 и 5, дроссели б и 7, резисторы 8 и 9, зарядные конденсаторы 10 и 11, тиристоры 12 и 13, повышающий трансформатор 14 с первичной 15 и вторичной 1 б обмотками, линия 17 Формирования, нагрузка 18, коммутатор 19,генератор 20 запускающих импуль-.сов, генератор 21 управляющих импульсов, элемент 22 задержки и подмодулятор 23. Параллельно источнику 1 питания включены два последовательно соединенных зарядныхконденсатора 10 и 11, к объединенным выводам которых подключен средний. вывод первичной обмотки 15повышающего трансформатора 14,крайние выводы которой через тиристоры 12 и.13 подключены к источнику 1 питания, вторйчная обмотка 1 б повышающего трансформатора 14зашунтирована линией 17 и последовательно соединенными нагрузкой 18 икоммутатором 19. Выход генератора 20запускающих импульсов соединен с управляющими электродами тиристоров 12и 13 через генератор 21 управляющихимпульсов, а с управляющим входомкоммутатора 18 - через последовательно соединенные элементы 22 задержки и подмодулятор 23Импульсный модулятор работает сле- дующим образом.Импульсы О запуска модулятора( фиг. 4 а ) с выхода генератора 20 поступают одновременно на вход элемента 22и на вход генератора 21, Выходными импульсами генератора 21, которые по времени совпадают с запускающими, поо чередно поджигаются тиристоры 12 и 13, При этом зарядные конденсаторы 10 и11 заряжаются до напряжения источника питания или разряжаются до нуля через соответствующую половину первичной обмотки 15 повышающего трансформатора 14Процессы в схеме не нарушаются, если зарядный конденсатор 11 будетподключен параллельно зарядному конденсатору 10 или наоборот .(так,как;это изображено сплошной линией йафиг.1). При этом при поджиге тирис.тора 12 происходит заряд конденсатора 11, а при поджиге тиристора 13 -5его разряд. Поэтому дальнейшие пояснения работы схемы относятся именнок этому случаю.В момент времени С, когда заряд-ный конденсатор 11 разряжен (Фиг.4 в), 1 Оа напряжения и токи в схеме равны нулю, первым импульсом запуска поджигается тиристор 12. При этом зарядный конденсатор 11.заряжается по цепи: плюс источника 1 - тиристор 12 - 15верхняя половина первичной обмотки 15повышающего трансформатора - минус.источника 1.Во время заряда зарядного конденсатора 11 происходит заряд линии 17 то.ком, протекающим через вторичнуюобмотку 16 повышающего трансФорматора, Заряд линии .Формирования и заряд зарядного конденсатора протекают в эквивалентной схеме представлен ной на фиг.2, на которой суммарнаяемкость ячеек линии Формирования обозначенаемкостью С 4, емкость зарядного конденсатора - емкостью С ,а инЗфдуктивность рассеяния повышающеготрансформатора - индуктивностью ЬЭ.Элементы схемы пересчитаны в первичную обмотку повышающего трансформатора,Из эквивалентной схемы видно,что заряд последовательно соедийенных 35емкости Си емкости С протекаетв цепи ВЬС, и в зависимости от доброт,ности этой цепи напряжение Ос теоретически может достигать двойногонапряжения источника питания,т.е; 40Ос = 2 Е.НапРЯжение ОЗ на емкости СЗ и напряжение,Оф на емкости С Фобратнопропорциональны величинам этих емкостей, Поэтому, чтобы после окончанияпроцесса заряда С и СФне было раз-.ряда емкости С З через цепь 2 возвратаэнергии (Оь Е ), величина емкостиС выбирается большей или равнойемкости Сф, т.е. при пересчете емкости линий формирования в первичную обмотку повышающего трансформатора должновыполняться условие С)2,.С ,При С = Си,= ЕПод действием обратного напряжения О = О.с Осе Е , приложенного к тиристору 12, последнийвыключается в момент времени(фиг.4 в и 4 г ). С этого момента времени начинается разряд линии форми-.рования через вторичную обмотку. 16. 60повышающего трансформатора - черезиндуктивность намагничивания Ь ,нотак как , м ,з , то к.моментувремени С прихода с выхода подмодулятора 23 импульсаОО, фиг.4 б , 65 задержанного элементом 22; напряжение Р фиг.4 г практически не успевает измениться.ИмпульсЦ, поджигает коммутатор Щ линия. 17 разряжается, а на нагрузке 18 Формируется импульс О (фиг,Зд ). Следующий цикл заряда линии 17 начинается в момент времениС прихода второго импульса запуска Цэ,(фиг.4 а), В этот момент времени поджигается тиристор 13 и происходит разряд зарядного конденсатора 11 через ниж- . нюю половину первичной обмотки 15 повышающего трансформатора и одновременный заряд линии 17. Разряд зарядного конденсатора и заряд линии формирования протекает в данном случае в эквивалентной схеме (фиг.Зб).В начальный момент времени 0 = Е3 Ц,ф = 0 и О = + Е, полярность заряда конденсаторов указана на эквивалентной схеме. К концу процесса Ос= -Е и при С, = С 4 О, = О, а О: Е. осле окончания разряда емкости С к тиристору прикладывается обратное напряжение О = О = -К, под действисем которого он выключается, В момент времени С прихода импульсаЦ, фиг.4 б) происходит разряд линии формирования04 (,фиг.4 г) и формирование импульса на нагрузке (фиг.4 д).Третий цикл заряда линии формирования и заряда зарядного конденсатора начинается в момент времени С 6 и протекает точно также, как и в первом случае при включенном тиристоре 12.При разряде линии формирования через нагрузку 18 и коммутатор 19 в момент временнС в нагрузке происходит пробой. В этом случае линияформирования разряжается практическина короткозамкнутую нагрузку и поэтому напряжение на линии формированияк концу ее разряда становится отрицательным и. равным по величине начальному, т.е. Оф = -Е (фиг.4 б )После перезаряда линии формированияначинается медленный ее разряд черезвторичную обмотку повышающего трансформатора (пунктир на Фиг.4 г ) и к мо менту времени С.з начала четвертогоцикла заряда напряжение на линии Формирования изменяется незначительно. Заряд линии формирования протекает при включении тиристора 13 в эквивалентной схеме (фиг.З) прн начальных условиях О = +Е, Олф = -ЕВ этом случае к концу процесса заряда линии формирования напряжения Ос= 0,-0,4= 2 Е, О = +Е, а О-Е (фйг. Зг и Зв ), полярность указана в скобках на эквивалентной схе" ме (фиг.З). В момент времени С 9 линия формирования разряжается, на нагрузке формиРуется импульс., а емкость С 3 перезаряжается через цепь 3 возврата энергии до напряжения О =+Е(Фиг 4 в). Очередной, пятый, цикл заряда линии формирования и выходной импульс модулятора, в данном случае будут отсутствовать, так как при поджиге тиристора 12 последний не включится, ибо к его катоду приложено напряжение .О = +Е.Заряд линии формирования будет иметь место только при поджиге тиристора 12 в момент времени Сщ , при включении которого заряднцй конден сатор 11 разряжается фиг,4 в). Аналогично будут протекать процессы в схеме, если линия Формирования перезарядится в результате пробоя в нагрузке перед включением тиристо ра 12 момент времени С,ц 1 В этом случае после заряда линии формирования напряжение ОФ = +Е, а .О =+2 Е фиг.4 в, 4 г и эквивалентную схему 2). Под действием напряжения 0 -О = +Е, приложенного к цепи воз врата энергии 2, происходит полный разряд конденсатора С через данную цепь и возврат энергии в источник питания. Поэтому при последующем включении тиристора 13 снова будет отсутствовать заряд линии формирования и, следовательно, импульс на выходе модулятора. Последующая работа модулятора протекает нормально,Процессы, протекающие в схеме модулятора в случае произвольного вклю. чения коммутатора 19 во воемя заряда линии формирования, понятны при рас-, смотрении процессов в эквивалентнйх схемах Фиг.2 и 3), 35При йоджиге тиристора 12 (фиг.2) и закороченной емкости С фвключен". ным коммутатором 19 происходит заряд емкости зарядного конденсатора С до напряжения О = 2 Е, после чв го происходит его разряд до напряжения 0 = Е через цепь 2 возврата энергии и возврат энергии в источник питания.Аналогично протекают процессы при случайном включении коммутатора 19, когда заряд линии Формирования протекает при включенном тиристоре, 13 (фиг.3), в этом случае про-исходит перезаряд емкости зарядного конденсатора С (полярность указана в скобках ) и последующий его разряд через цепь 3 возврата энергии.Подключение параллельно зарядным конденсаторам цепи возврата энергии, содержащей последовательно соединенные диод, резистор и индуктивность, выгодно отличает предложенную схему от известных. Во-первых, время восстановлениямодуляТора после пробоя в нагрузкепрактически определяется величиной,индуктивности цепи возврата энергии,которая может быть сделана малой.,и в результате максимальная частотаповторения импульсов может быть повышена. Во-вторых, цепь возврата энергии включена в низковольтной цепи.ине снижает надежности модулятора иэза возможности возникновения воздуш-,ного или поверхностного пробоя, и:наконец, в-третьих, энергия, запасенная в линии формирования передпробоем в нагрузке, и энергия, запасенная в зарядном конденсаторе прислучайном поджиге коммутатора, вторично,используются в очередном циклюзаряда, повышая тем самым КПД модулятора,1053279 ФаР Составитель В.ЕгоркТехред Т. Фанта ректор А. дэятко едактор В.Ивано Тираж 936 ИИПИ Государственного комитет делам изобретений и открытий 3035, 11 осква, Ж, Раушская