Стабилизатор импульсного напряжения

/56, 1982. ик пита- зашунти- парал- следо- обмотй диод й нмг етьего асточшиной. Эфиоп эмит- тельГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54)(57) СТАБИЛИЗАТОР ИМПУЛЬСН НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий источи ния, выходные выводы которого рованы конденсатором Фильтра, лельно котОрому подключены по вательно соединенные основная ка зарядного дросселя, заряднь и делитель напряжения, линейнь пульсный модулятор, вход котор параллельно подклочен делителю . жения, а выход делителя соедин входом компаратора, транзистор тер которого соединен с отрица 801115034 А ным выводом источника питания, первыйдиод, последовательно соединенныевторой и третий диоды, причем анодвторого диода соединен с общей шиной,конденсатор и дроссель, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью упрощения стабилизатора и повьзпения КПДпри работе на несогласованную нагрузку, выход компаратора соединен с базой транзистора, коллектор которогочерез последовательно соединенныепервый диод и введенную дополнительную обмотку зарядного дросселя подключен к катоду зарядного диода ивходу линейного импульсного модулятора, причем дополнительная обмотказарядного дросселя включена встречноосновной, катод второго диода черезконденсатор соединен с анодом зарядного диода, катод которого черездроссель подключен к катоду трдиода, а отрицательный вывод иника питания соединен с общей11115Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для получения электрических импульсов стабильной .амплитуды, подаваемых на внешнюю нагрузку, например магнетрон ный генератор СВЧ в цередатчиках радиолокационных систем или в установках для сварки пластмассовых изделий,Известен стабилизатор импульсного напряжения, содержащий источник питания, зашунтированный конденсатором фильтра, параллельно которому присоединены включенные последовательно основная обмотка зарядного дросселя, зарядный диод и делитель напряжения, линейный импульсный модулятор, вход которого подключен параллельно делителю напряжения, выход делителя через компаратор соединен с управляющим электродом регулирующего тиристора, катод которого соединен с общей шиной, анодом возвратного тиристора и первой обкладкой конденсатора, вторая обкладка которого соединена с отводом от дополнительной Обмотки зарядного дрос 25 селя крайние выводы которой соедине ны соответственно с катодом возвратного и анодом регулирующего тиристоров, управляющие входы которых соединены между собой через элемент задержЗО ки, а также диод, включенный между общей шиной и анодом зарядного диода Г 11.Недостатком стабилизатора является узкий диапазон регулирования амп.литуды импульсов при работе на несог-З 5 ласованную нагрузку.Наиболее близкии по технической сущности к изобретению является стабилизатор импульсного напряжения,содержащий источник питания, зашунтированный конденсатором фильтра, положительный полюс источника соединен с общей шиной через включенные последовательно основную обмотку зарядного дросселя, зарядный диод и делитель напряжения, линейный иипульсный модулятор, вход которого подключен параллельно делителю напряжения, выход делителя соединен с входом компаратора, отрицательный полюс источ ника питания соединен с эииттерои транзистора, коллектор которого соединен с общей шиной и анодами первого и второго диодов, при этом каток первого диода соединен с одним из вы.55 водов нагрузки модулятора, катод второго диода через третий диод - с анодом зарядного диода, отрицательный 034 ъполюс источника питания - с катодомвторого диода через включенные последовательно конденсатор и индуктивность,регулирующий тиристор, катод которого соединен с общей шиной, анод - санодом зарядного диода, а управляющийэлектрод присоединен к выходу компаратора, логический элемент ИЛИ, первыйвход которого, зашунтированный резистором, присоединен к катоду первого.диода, второй вход через элемент задержки - к внешнему источнику импульсов запуска модулятора, а выход логического элемента ИЛИ через импульс,ный трансформатор - к базе транзистора Г 21.Недостатком известного стабилизатора является сложность, а также низкий КПД при работе на несогласованнуюнагрузку.Целью изобретения является упрощение стабилизатора и повышение КПДпри работе на несогласованную нагрузКу,Поставленная цель достигается тем, что в стабилизаторе импульсного напряжения, содержащем источник питания, выходные выводы которого зашунтированы конденсаторои фильтра, паралельно которому подключены последовательно соединенные основная обмотка зарядного дросселя, зарядный диод и делитель напряжения, линейный импульсный модулятор, вход которого подключен параллельно делителю напри жения, а выход делителя соединен с входом компаратора, транзистор, эмиттер которого соединен с отрицательным выводом источника питания, первый диод, последовательно соединенные второй и третий диоды, причем анод второго диода соединен с общей шиной, конденсатор и дроссель, выход компаратора соединен с базой транзистора, коллектор которого через последовательно соединенные первый диод и введенную дополнительную обмотку зарядного дросселя подключен к катоду зарядного диода и входу линейного импульсного модулятора, причем дополнительная обмотка зарядного дросселя включена встречно основной, катод второго диода через конденсатор соединен с анодом зарядного диода, катод которого через дроссель подключен к катоду третьего диода а отрицательный вывод источника питания соединен с общей шиной.1115 3На фиг, 1 приведена принципиальная электрическая схема стабилизато;ра, на фиг. 2 - эпюры напряжений итоков в элементах стабилизатора.Стабилизатор импульсного напряжения (фиг. 1) содержит источник 1 питания, конденсатор 2 фильтра, зарядный дроссель с основной обмоткой 3,зарядный диод 4, делитель 5 напряжения, линейный импульсный модулятор 6, 1 Осодержащий тиристор 7, линию 8 формирования и нагрузку 9, компаратор 10,транзистор 11, первый, второй и тре 1тий диоды 12-14, конденсатор 15, дроссель 16 и дополнительную обмотку 17зарядного дросселя, причем выходныевыводы источника 1 питания зашунтированы конденсатором 2 фильтра,параллельно которому присоединенывключенные последовательно основнаяобмотка 3 зарядного, дросселя, зарядный диод 4 и делитель 5 напряженияВход линейного импульсного модулятора 6 (т.е. анод и катод тиристора 1) включен параллельно делителю 5 рнапряжения, выход которого соединенс входом компаратора 10, эмиттертранзистора 11 соединен с отрицательным выводом источника 1 питания, второй и третий диоды 13 и 14 включены ЗОпоследовательно, причем анод диода 13соединен с общей шиной, выход компаратора 10 - с базой транзистора 11,коллектор которого через соединенныепоследовательно первый диод 12 и до 35полнительную обмотку 17 зарядногодросселя, включенную встречно относительно обмотки 3, подключен к катоду зарядного диода 4. Катод второгодиода 13 через конденсатор 15 соеди-нен с анодом зарядного диода 4, катод которого через дроссель 16 подключен к катоду третьего диода 14,а отрицательный вывод источника 1питания соедйнен с общей шиной,Стабилизатор импульеного напряжения работает следующим образом.В исходном состоянии, а паузах между импульсами, тиристор 7 и транзистор 11 заперты и происходит ре О зонансный заряд линии 8 формирования через обмотку 3 и нагрузку 9 от источника 1 до напряжения Ев. При этом предполагается, что нагрузка 9 подключена через согласующий трансформа-у тор, через первичную обмотку которого протекает ток заряда накопителя 1 (фиг, 2 Ж). Часть зарядного 034 4 напряжения Е 8 с выхода делителя 5 поступает на вход компаратора 10. Как только напряжение Ее достигнет величины заданного номинала Е 8 щн, на выходе компаратора 10 появляется импульс Ец, отпирающий транзистор 11 (фиг. 2 я). При этом все напряжение ЕйномЕ прикладывается к обмотке 17, имеющей меньшее число витков, чем обмотка 3 (где Е - напряжение источника 1). В резульатате на обмотке 3 возникает напряжение Е, которое стремится стать большим, чем напряжение Е источника 1. Напряжение Е в момент отпирания транзистора 11 и диода 12 прикладывается плюсом к плюсу источника 1 и минусом к аноду диода 4, так как обмотки 3 и 17 включены встречно одна относительно другой (фиг, 2 в), В результате диод 4 запирается, а диод 13 открывается..Избыточная энергия, накопленная как в линии 8, так и в индуктивности обмотки 3 зарядного дросселя, передается частью в источник 1 и конденсатор 2, а частью в конденсатор 15 по цепи, обмотка 3 - конденсатор 15 - диод 13 - источник 1, зашунтированный конденсатором 2. В результате запирания диода 4 и отпирания диода 12 и транзистора 11 дальнейшее нарастание напряжения Е 8 на линии 8 прекращается. Тем самым достигается фиксация напряжения Е на. заданном уровне Ец , = сапами. В течение интервала Т, пока импульс Е удерживает транзистор 11 в открытоМ состоянии, напряжение Е на конденсаторе 15 ,возрастает (фиг. 2 г). После окончания импульса Ею транзистор 11 запирается, энергия из обмотки 3 дросселя к этому времени полностью передается в источник 1 и конденсатор 15, поэтому диоды 13, 14 и 4 запираются. В момент поступления очередного импульса запуска Е на управляющий электрод тиристора 7 он отпирается, и на нагрузке 9 формируется импуль Е стабильной амплитуды, зависящей однозначно от величины ЕВи, = сопят (фиг. 2 ье ). Этот импульс получается в .результате полного разряда линии 8 формирования на нагрузку 9 через тиристор 7. При этом предполагается, что сопротивление нагрузки 9 равно характеристичес1115034кому сопротивлению линии 8 формирования. Длительность импульса Ео определяется величиной удвоенного времени задержки в линии 8.После разряда линии 8 тиристор 7 выключается, и начинается следующий цикл резонансного заряда линии 8. При этом первоначально из-за запирания диода 4 напряжением Ее, поступающим на его катод через диод 14, за ряд линии 8 идет по цепи: источник 1 - обмотка 3 - конденсатор 15 - диод 14- дроссель 1 б - линия 8 - нагрузка 9. После разряда конденсатора 15 открывается диод 4, и дальнейший заряд 15 линии 8 протекает по цепи: источник 1 - обмотка 3 - диод 4 - линия 8 - нагрузка 9.Таким образом, избыточная энергия, переданная в конденсатор 15 при от пираний транзистора 11, в течение интервала времени Т 1 о из линии 8 и индуктивности обмотки 3 вновь возвращается в линию 8. Этим достигается повышение КПД стабилизатора, 25Диод 12 при этом запирается, поскольку напряжение на его аноде в течение части зарядного цикла отрицательно. Тем самым достигается защита коллектора -р-о транзистора 11 от поступления на него напряжения отрицательной полярности.Если сопротивление нагрузки 9 окажется меньшим, чем характеристическое сопротивление линии 8, то после окончания импульса в линии 8 остается некоторая часть неизрасходованной энергии (отразившейся от рассогласования нагрузки 9). На линии 8 окажется напряжение отрицательной полярности, которое может вызвать отпирание диодов 4 и 13. В результате избыточная энергия из линии 8 (возникшая в результате отмеченного рассогласования нагрузки) передается в основном в конденсатор 15. Индуктивность дросселя 16 выбирается достаточно большой величины, чтобы практически, предотвратить протекание через нее тока разряда линии 8 в этих условиях. В начале следующего зарядного цикла энергия из конденсатора 15 аналогично передается обратно в линию 8. Этим достигается повышение КПД стабилизатора при работе его на несогласованную нагрузку./34 Тираж 841 ПодписноНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий13035, Москва, 3-35, Раушская наб д, 4 аказ 67 Патент", г,ужгород, ул.Проектная, 4 Филиал Составитель В.Мосин Техред Ж,Кастелевич Корректор Г,Решетник