Стабилизированный источник напряжения смещения электронной лампы

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советски нСоциалистическиеРеспублик(51)М, Кл. С 05 Г 1/613 1 Ъеударстмнные квинтет СССР но делен нзаеретеннй н отнрытнйОпубликовано 23 11 82, БюллетеньЦДата опубликования описания 23. 11. 82(5 Й) СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ИСТОЧНИК НАПРЯЖЕНИЯ СМЕЩЕНИЯ ЭЛЕКТРОННОЙ ЛАМПЫ 1Изобретение относится к радиотехнике и предназначено для использования при выполнении генераторов и модуляторов на электронных лампах, вчастности в системах производства высокочастотной энергии большой мощности,Известен стабилизированный истоцник напряжения смещения электроннойлампы, содержащий первичный блок пи 1 Отания в виде аккумуляторной батареи.или сетевого выпрямителя и подключенный непосредственно к его выходу импульсный стабилизатор постоянного напряжения, выполненный с последовательным регулирующим элементом1 1.При практицеском применении известного устройства постоянная составляющая сеточного тока электронной лампыпроходит через первичный блок питания щс рассеиванием энергии на отдельныхсоставных элементах. В связи с этиммощность первичного блока питания должна выбираться весьма значительной,2что обусловливает высокую стоимость и большие габариты устройства.Наиболее близким техническим решением к изобретению является стабилизированный источник напряжения смеще" ния электронной лампы, содержащий сетевой выпрямитель, шунтированный выходным конденсатором, параллельный регулирующий элемент в виде управляемого вентиля, последовательно с которым включен демпфирующий конденсатор, шунтированный цепочкой иэ последовательно соединенных дросселя и резистора измерите".ьный орган, подключен" ный к выходу источника, импульсный блок управления, вход которого соединен с выходом измерительного органа, а выход - с управляющим входом управляемого вентиля 2.При импульсном режиме работы электронной лампы, особенно генератора или модулятора большой мо,ности частичный разряд выходного конденсатора осуществляется после прохождения импуль 9764са сеточного тока. Это приводит к тому, что для обеспечения малых изменений уровня напряжения смещения необходима значительная величина емкостивыходного конденсатора, особенно прибольших длительностях импульса сеточного тока электронной лампы.Кроме того, в известном устройствесуществуют жесткие ограничения на длительность пауз между импульсами сетоц ного тока, Это ограничение вытекает изнеобходимости надежного восстановления запирающих свойств управляемоговентиля для чего необходимо обеспечить достаточно малый разрядный ток идемпфирующего конденсатора. Очевидно,цто применение подобного устройствав генераторе или модуляторе системыпроизводства высокочастотной энергии,работающей в стационарном режиме, во-обще оказывается невозможным.Целью изобретения является повышение качества стабилизации напряжениясмещения как при импульсном, так ипри стационарном режимах электронной длампы,Поставленная цель достигается тем,цто в стабилизированном источнике напряжения смещения электронной лампы,содержащем сетевой выпрямитель, шунтирозанный выходным конденсатором,параллельный регулирующий элемент ввиде управляемого вентиля, последова- .тельно с которым включен демпфирующий конденсатор, шунтированный цепочокой из последовательно соединенныхдросселя и резистора, измерительныйорган, подключенный к выходу источника, импульсный блок управления входкоторого соединен с выходом измерительного органа, а выход - с управляющим входом управляемого вентиля, между управляемым вентилем и демпфирующим конденсатором включен дополнитель ный дроссель.На фиг. 1 представлена функциональная схема предложенного стабилизированного источника напряжения смещенияэлектронной лампы; на фиг, 2 - временные диаграммы сигналов на выходах отдельных элементов устройства (цифровые индексы изображенных токов и напряжений выбраны совпадающими с позициями тех же элементов на фиг. 1),Устройство содержит задающий генератор 1, выход которого подключен ксеточной цепи электронной лампы 2,Последовательно с выходной цепью ге 34 4нератора 1 в сеточную цепь лампы включены зарядный диод 3 и сетевой выпрямитель 4. Параллельно диоду 3 и выпрямителю 4 подключены выходной конденсатор 5 и датчик 6 напряжения, Вкачестве датчика 6 напряжения применен высоковольтный резистивный делитель, Выход датчика 6 соединен с входом порогового блока .7. Последний состоит из последовательно соединенныхтриггера 8, импульсного усилителя 9мощности импульсного трансформатора10 и вспомогательного блока 11 питания, Параллельно выходному конденсатору 5 подключена также цепочка, состоящая из последовательно соединенных управляемого вентиля 12, дросселя 13 и демпфирующего конденсатора 14.В качестве управляемого вентиля 12использован тиристорный коммутаториз трех последовательно соединенныхтиристоров. Демпфирующий конденсатор14 шунтирован цепочкой из последовательно соединенных дросселя 15 и резистора 16. Катод управляемого вентиля 12 подключен к отрицательномувыводу выходного конденсатора 5. Выход порогового блока 7 соединен с управляющим промежутком вентиля 12,Работу предложенного источникаудобно рассмотреть на примере стабилизации уровня напряжения смещениялампового усилителя мощности высокоочастотного генератора.До начала рабочего импульса выходной конденсатор 5 заряжен от сетевого выпрямителя 4 через зарядный диод3 до напряжения, равного напряжениюсмещения Ос (фиг. 2 б).,Это напряжение прикладывается к промежутку сетка-катод лампы 2 и держит ее в закрытом состоянии, В момент времени С 1 напряжение возбуждения ОА (фиг. 2 а) от задающего генератора 1 поступает на сетку лампы 2, За счет протекания постоянной составляющей сеточного тока лампы 2 происходит постепенное повышение напряжения О на выходном конденсаторе 5 (фиг. 2 б). При этом диод 3 запирается и тем са-, мым отключает сетевой выпрямитель от цепи заряда конденсатора 5. Одновременно через датчик 6 напряжения напряжение, пропорциональное напряжению на конденсаторе 5, подводится к входу триггера 8 порогового блока 7, где происходит его сравнение с опорным напряжением. При превышении нап)МОКСею 5 97643 ряжением О максимально допустимого уровня напряжения смещения в момент временипроисходит срабатывание триггера 8. Сформированньй импульс поступает в импульсный усилитель 9 и 5 через импульсный трансформатор 10 передается на управляющий промежуток вентиля 12. Последний включается (фиг. 2 в) и за интервал времени С-С происходит частичный разряд конденса тора 5. При этом за счет введения дросселя 13 достигается колебательный характер разряда выходного конден сатора 5 до напряжения, равного минимальному уровню напряжения смещения Ои заряд демпфирующего конденсм.миНсатора 14 до напряжения О+1, равного почти двойному значению максимально допустимого уровня напряжения смеще- ниЯ О,1 - 2 Ос ,сс(фиг. 2 б). С дос тижением напряжения на конденсаторе 14 максимального значения ток 1 через вентиль 12 становится равным нулю (момент временина фиг. 2 в) и, начиная с этого момента времени, к электродам управляемого вентиля 12 прикладывается напряжение обратной полярности с амплитудой, равной разности напряжений на конденсаторах 14 и 5. этого же момента времени начинается З 0 разряд конденсатора 14 через дроссель 15 и резистор 16.Процесс запирания вентиля 12 длится в течение времени выравнивания напряжений, прикладываемых к его элект- з родам со стороны конденсаторов 5 и 14 (интервал времени -1 4 на фиг. 2 б, в ) Параметры дросселя 15 и резистора 16 выбраны такими, чтобы процесс разряда конденсатора 14 носил почти колебате льный характер. Это позволяет получить достаточно быстрый разряд конденсатора 14 при одновременном обеспечении весьма большого времени для запирания вентиля 12, в течение которого на его электродах поддерживается напряжение обратной полярности. Одновременно с разрядом конденсатора 14 начинается линейный заряд конденсатора 5 за счет протекания через него постоянной составляющей сеточного тока лампы 2 и частично тока сетевого выпрямителя 4 через открывшийся диод 3 (момент времени 5 на фиг. 2 б). При достижении напряжения на конденсаторе 5 величи 55 ны максимально допустимого уровня напряжения смещения Ос в момент времени С (фиг. 2 б, в) процессы повторяются. 4 6Отношение величин емкостей конденсаторов 5 и 14 выбираются из условия получения допустимого изменения уровня напряжения смещенияЬОсм Осммокс 1)сммин " 14, 1 )се О 2.сгде С+ , С. - величины емкостей конденсаторов 14 и 5 соответственно.Величина емкости конденсатора 5 выбирается из условий получения допу стимого изменения уровня напряжения смещения за интервал времени й -й т. е, за время разряда конденсатора 14, включающее в себя время Ьй восстановления запирающих свойств вентиля 12 (-1 ) и время л й нарастания напряжения на конденсаторе 5 от величины О до Осммокс (д ") при зарядесмего током, равном сумме токов лампы 2 и выпрямителя 4 Таким образом, подключение управляющего промежутка вентиля 12 церез пороговый блок 7 и датчик 6 напряжения к выходному койденсатору 5 дает возможность производит ь в ключе ние вентиля 12, а следовательно, и осуществлять сброс заряда выходного конденса" тора периодически в течение всего рабочего импульса, Наличие порогового блока 7 позволяет производить включение вентиля 12 в моменты времени, когда напряжение на выходном конденса" торе 5 превышает максимально допусти" мое значение напряжения смещения лампы 2 Благодаря введению дополнительного дросселя 13, включенного последовательно в разрядную цепь выходного конденсатора 5, достигается колебательный характер разряда последнего. Это позволяет обеспечить в момент окончания частичного разряда выходного конденсатора 5 приложение к электродам вентиля 12 напряжения обратной полярности, цем достигается быстрое восстановление запирающих свойств вен" тиля 12 при одновременно происходящем быстром разряде демпфирующего конденсатора 14 через шунтирующие его последовательно соединенные дроссель 15 и резистор 16. При этом период повторения такого процесса становится достаточно малым, что позволяет обес" печить высокое качество стабилизации97 б 4 Формула изобретения напряжения смещения лампы 2 как приимпульсном, так и при стационарномрежиме, а также значительно уменьшитьемкость обоих используемых в источнике конденсаторов. 5 Стабилизированный источник напря- О жения смещения электронной лампы, содержащий сетевой выпрямитель, шунтированный выходным конденсатором, параллельный регулирующий элемент в виде управляемого вентиля, последовательно с которым включен демпФирующий кон-, денсатор, шун 1 ированный цепочкой из последовательно соединенных дросселя 34. 8и резистора, измерительный орган, подключенный к выходу источника, импульсный блок управления, вход которого соединен с выходом измерительного органа, а выход - с управляющим входом управляемого вентиля, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью повышения качества стабилизации как при импульсном, так и при стационарном режимах электронной лампы, между управляемым вентилем и демпФирующим конденсатором включен дополнительный дроссель.Источники инФормации принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР Ю 338974, кл. Н 02 И 1/08, 19 б 9.2, Авторское свидетельство СССРй 443464, кл, Н 03 К 3/53, 1972.7,у м ВНИИПИ Государственного комит по делам изобретений и отк113035, Москва, Ж, Раушская одписноета СССРытийаб., д. 4