Устройство разрядно-импульсного питания усилителя мощности

Полезная модель относится к области радиоуправления объектами и может быть использована для передачи команд управления при снижении емкости и заряда источника питания в различных условиях эксплуатации. Задача полезной модели - обеспечение стабильной мощности излучения сигнала командно-передающим прибором в импульсе в широком диапазоне температур при длительном времени боевой работы. Поставленная задача достигается тем, что, что в устройстве разрядно-импульсного питания усилителя мощности, содержащем источник опорного напряжения, управляющий элемент и регулирующий элемент, дополнительно введены встроенный источник питания и нагрузка, управляющий элемент выполнен в виде накопителя энергии, а источник опорного напряжения выполнен в виде повышающего преобразователя напряжения, при этом первый вход регулирующего элемента соединен с выходом нагрузки, второй вход регулирующего элемента соединен с первым выходом накопителя энергии, выход регулирующего элемента соединен с первым входом повышающего преобразователя напряжения, второй вход повышающего преобразователя напряжения соединен с выходом встроенного источника питания, выход повышающего преобразователя напряжения соединен с входом накопителя энергии, а второй выход накопителя энергии является выходом устройства разрядно-импульсного питания усилителя мощности.

Полезная модель относится к области радиоуправления объектами и может быть использована для передачи команд управления при снижении емкости и заряда источника питания в различных условиях эксплуатации.

Для работы командно-передающего прибора (КПП) радиолинии управления (РЛУ) в полевых условиях используется автономный источник питания - аккумуляторная батарея (АБ). Особенностью функционирования КПП РЛУ является необходимость обеспечения его работоспособности в широком диапазоне температур (-40°С+50°С) в течение длительного времени (до 10 суток и более), а также кратковременность работы на передачу (длительность сигнала управления менее 1 секунды) при больших токах нагрузки [1].

Процесс эксплуатации КПП характеризуется уменьшением емкости и заряда источника питания, что особенно резко проявляется при отрицательных температурах.

При уменьшении заряда источника питания уменьшается его электродвижущая сила (ЭДС) и токоотдача, в результате, излучаемой командно-передающим прибором мощности может оказаться недостаточно для обеспечения заданной надежности управления объектами на требуемом расстоянии. Увеличение емкости источника питания с целью обеспечения требуемого запаса недопустимо, из-за имеющихся ограничений по массе и габаритам КПП РЛУ.

Таким образом, недостатком существующих КПП РЛУ является зависимость излучаемой мощности от степени заряженности автономного источника питания в процессе эксплуатации, что приводит к снижению надежности управления объектами. Большие разрядные токи (превышающие максимально допустимые) резко снижают емкость источника питания.

Наиболее близким к полезной модели является стабилизатор напряжения [2], которое выбрано в качестве прототипа.

Устройство содержит источник опорного напряжения, управляющий элемент и регулирующий элемент. Известное устройство стабилизации напряжения имеет напряжение стабилизации ниже напряжения аккумуляторной батареи и ограниченный диапазон стабилизации.

Задача полезной модели - обеспечение стабильной мощности излучения сигнала КПП в импульсе в широком диапазоне температур при длительном времени боевой работы.

Поставленная задача достигается тем, что, что в устройстве разрядно-импульсного питания усилителя мощности, содержащем источник опорного напряжения, управляющий элемент и регулирующий элемент, дополнительно введены встроенный источник питания и нагрузка, управляющий элемент выполнен в виде накопителя энергии, а источник опорного напряжения выполнен в виде повышающего преобразователя напряжения, при этом первый вход регулирующего элемента соединен с выходом нагрузки, второй вход регулирующего элемента соединен с первым выходом накопителя энергии, выход регулирующего элемента соединен с первым входом повышающего преобразователя напряжения, второй вход повышающего преобразователя напряжения соединен с выходом встроенного источника питания, выход повышающего преобразователя напряжения соединен с входом накопителя энергии, а второй выход накопителя энергии является выходом устройства разрядно-импульсного питания усилителя мощности.

На фиг.1 представлена схема устройства разрядно-импульсного питания, содержащая регулирующий элемент 1, повышающий преобразователь напряжения 2, встроенный источник питания 3, управляющий элемент выполнен в виде накопителя энергии 4.

Устройство разрядно-импульсного питания усилителя мощности командно-передающего прибора в режиме передачи работает следующим образом. Сигнал от встроенного источника питания 3 подается на повышающий преобразователь напряжения 2, который выполнен по двухтактной схеме с трансформатором, имеющим отвод от средней точки, куда прикладывается постоянное напряжение от встроенного источника питания. В качестве силовых ключей применены MOSFET транзисторы, благодаря которым обеспечивается высокий КПД схемы. Трансформатор повышает прикладываемое к его первичной обмотке напряжение до 30 В. Полученное с вторичной обмотки трансформатора переменное напряжение выпрямляется и энергия сигнала запасается в накопителе энергии. Повышение напряжения определяет увеличение запасенной энергии в квадрате

где С - емкость накопительного конденсатора;

U - напряжение на выходе повышающего преобразователя напряжения.

Обратная связь образована суммой сигналов напряжения и тока на выходе, которая подается на регулирующий элемент, на второй вход которого подается сигнал с накопителя энергии. Регулирующий элемент 1 выполнен на основе микросхемы контроллера с широтно-импульсным модулятором.

Таким образом, высокая и стабильная мощность излучения сигнала КПП в импульсе в широком диапазоне температур при большом времени боевой работы обеспечивается за счет кратковременной отдачи запасенной в накопителе энергии 4.

Источники информации

1. Добровольский А.А., Сапрыкин А.Н., Усеинов В.И., Тюрпеко А.В. Радиоэлектронное средство подрыва зарядов РПЗ-8. - М.: ВИУ, 2000. - 52 с.

2. Аналоговые интегральные микросхемы: Справочник / Кудряшов Б.П., Назаров Ю.В., Тарабрин Б.В., Ушибышев В.А. - М.: Радио и связь, 1981. - 147 с.

Устройство разрядно-импульсного питания усилителя мощности, содержащее источник опорного напряжения, управляющий элемент и регулирующий элемент, отличающееся тем, что в устройство разрядно-импульсного питания дополнительно введены встроенный источник питания и нагрузка, управляющий элемент выполнен в виде накопителя энергии, а источник опорного напряжения выполнен в виде повышающего преобразователя напряжения, при этом первый вход регулирующего элемента соединен с выходом нагрузки, второй вход регулирующего элемента соединен с первым выходом накопителя энергии, выход регулирующего элемента соединен с первым входом повышающего преобразователя напряжения, второй вход повышающего преобразователя напряжения соединен с выходом встроенного источника питания, выход повышающего преобразователя напряжения соединен с входом накопителя энергии, а второй выход накопителя энергии является выходом устройства разрядно-импульсного питания усилителя мощности.