Магнитный импульсный модулятор

Союз Советских

Социалистических

Ресаублнк

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ИТИЛЬСТВУ

<11868985 (б1) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 080180 (2t) 2868063/18-21 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 300181. Бюллетень № 36 5 М. K„.3

Н 03 ) 3/5з

Государственный коюнтет

СССР но делаи изобретений н открытнй (5З) У4К621. 376. .5(088.8) Дата опубликования описания 300981

ii с

/ 1

t (72) Автор изобретения

Н.Т. Гайдов (71) Заявитель (54 ) МАГНИТНЫЙ ИМПУЛЬСНЫЙ МОДУЛЯТОР

Изобретение относится. к импульсной технике и может быть использовано для получения импульсов напряжения и тока большой мощности с целью модуляции электровакуумных и твердотельных генераторов СВЧ и оптичесокго диапаэонов в малогабаритных устройствах.

Известен магнитный импульсный модулятор, содержащий генератор напряжения прямоугольной формы, выполненный на кристалнческих триодах и насыщающемся трансформаторе, зарядный и насьщающиися дрлссели, насыцающнйся автотрансформатор, подключенный параллельно насыцанхцемуся дросселю, второй насыцающийся дроссель, включенный последовательно.в цепь первичной обмотки импульсного трансформатора, формируыаций двухполюсник, подключенный параллельно насыщающе- 2О муся автотрансформатору и нагрузку, подключенную параллельно вторичной обмотке импульсного трансформатора f1), Недостатком известного магнитно- сз

ro импульсного модулятора является низкие КПД и надежность из-эа потерь в зарядном дросселе, и управляемом ключе, которые работают в напряженных электрическом и тепловом режимах. gg

Наиболее близок к предлагаемому импульсный модулятор, содержащий генератор импульсов, подключенный ко входу управляемого ключа, насыцающийся. трансформатор, состоящий из первичной и двух вторичных обмоток, линейный дроссель, подключенный первым выводом к шине питания и к первому выводу первичной обмотки насыцающегося трансформатора, а вторым через первую вторичную обмотку насыцающегося трансформатора — к общей шине, первый вывод, второй вторичной обмотки насыщающегося трансформатора через накопи- тельный конденсатор первого звена сжатия, а второй через накопительный конденсатор второго звена сжатия и последовательно соединенные насыцающийся дроссель второго звена сжатия, формирующий двухполюсник и первичную обмотку импульсного трансформатора подключены к общей шине, а параллельно вторичной обмотке импульсного .трансформатора подключена нагрузла у)-.

Недостаток этого магнитного импуль ного модулятора заключается в низких

КПД и надежности из-за потерь в зарядном дросселе и управляемом ключе.

868985 це,п изобретения — повышение КПД и надежности.

Поставленная цель достигается за счет того, что в магнитный импульсный модулятор, содержащий генератор импульсов, подключенный ко входу управляемого ключа, насыщающийся трансформатор, состоящий из первичной и двух вторичных обмоток, линейный дроссель, подключенный первым выводом к шине питания и первому выводу первичной обмотки насыщающегося трансформатора, а вторым через первую вторичную обмотку насыщающегося трансформато ра — к общей шине, первый вывод второй вторичной обмотки насыщающегося трансформатора через нйкбййТеЛГййй 1 конденсатор первого звена сжатия, а второй через накопительный конденсатор второго звена сжатия и параллельные конденсатору последовательно соединенные насыщающийся дроссель второ- 20

ro звена сжатия формирующий двухполюсник и первичную обмотку импульсного трансформатора подключен к общей шине, а параллельно вторичной обмотке импульсного трансформатора р подключена нагрузка, введен дополнительный линейный дроссель, подключенный первым выводом к выходу управляемого ключа, а вторым — ко второму выводу первичной обмотки

30 насыщающегося трансформатора.

На чертеже показана функциональная схема магнитного импульсного модулятора.

Магнитный импульсный модулятор со- З держит генератор 1 импульсов, к выходу которого подключен управляемый ключ 2, насыщающийся трансформатор 3, состоящий иэ первичной и двух вторичных обмоток, накопительный конденсатор 4 первого звена сжатия, под- 4О ключенный между первым выводом второй вторичной обмотки насыщающегося трансформатора 3 и общей шиной, накопительный конденсатор 5 второго звена сжатия, подключенный между общей Я шиной и вторьм выводом второй вторичt ной обмотки насыщающегося. трансформатора 3, к которому подключены последовательно соединенные насыщающийся дроссель 6 второго звена сжатия, щ формирующий двухполюсник 7 и первичная обмотка импульсного трансформатора 8, соединенная с общей шиной, а параллельчо вторичной обмотке импульсного трансформатора 8 подключена нагрузка 9, линейный дроссель 10, первйй вывод которого подключен к источнику питания и к первому выводу первичной обмотки насыщающегося трансформатора 3, а второй через первую вторичную обмотку насыщающе- 60 гося трансформатора 3 — к общей ши«е дополнительный линейный дроссель 11, подключенный первым выводом к выходу управляемого ключа 2, а вторым — ко второму выводу пер,бич ной обмотки насыщающегося трансформатора 3..

Магнитный импульсный модулятор работает следующим образом.

При поступлении на вход управляемого ключа 2 синхроимпульса от генератора 1 импульсов, ключ 2 открывается, через дополнительный линейный дроссель 11 и первичную обмотку насыщающегося трансформатора 3 начинает протекать ток, который вызывает падение напряжения на ней. Это напряжение заряжает накопительный конденсатор 4, подключенный к вторичной обмотке насыщающегося трансформатора 3.

Режим работы управляемого ключа 2, величина напряжения источника питания, коэффициент трансформации выбираются такими, чтобы накопительный конденсатор 4 за время открытого состояния управляемого ключа 2 полностью заряжался .до требуемой амплитуды °

Под действием напряжения на накопительном конденсаторе 4 насыщающийся трансформатор 3 насыщается, индуктивное сопротивление его резко падает и накопительный конденсатор 4 разряжается на накопительный конденсатор 5 второго магнитного звена.

Под действием напряжения на накопительном конденсаторе 5 насыщающий-ся трансформатор 3 выходит из насыщения, предотвращая тем самым обратный разряд накопительного конденсатора 5 на накопительный конденсатор 4, дроссель 6 насыщается и накопительный конденсатор 5 разряжается через формирующий двухполюсник 7 и первичную обмотку импульсного трансформатора 8.

В результате этого формируется импульс необходимои мощности и длительности, который с требуемыми амплитудой и полярностью прикладывается к нагрузке 9, подключенной к вторичной обмотке импульсного трансформатора 8.

Под действием напряженности магнитного поля, создаваемого током, протекающим через линейный дроссель 10 по обмотке подмагничивания насыщающегося трансформатора 3, магнитное состояние сердечника возвращается в исходное состояние к началу следующего открытого сОстояния управляемого ключа.

Линейный дроссель 10 служит для предотвращения шунтирования вторичной обмотки насыщающегося трансформатора 3 внутренним сопротивлением источника питания во время заряда и разряда накопительных конденсаторов.

Величина индуктивности дополнительного линейного дросселя 11. находится из выражения (1) и (2). мин

МОКС

868985

Формула изобретения аказ 8353/82

Подпис ное

1где U — напряжение источника питания, максимально. допустимый ток

lAtgKC через управляемый ключ, à — время открытого состояния управляемого ключа, где К вЂ” сопротивление нагрузки, приведенное к первичной обмотке насыщающегося транс- )Я форматора 3.

Введение дополнительного линейного дросселя 11 между первичной обмот" кой насыцающегося трансформатора 3 и управляемым ключом значительно умень1 шает броски и возрастание тока, так как отсутствует размагничивающее действие на дополнительный линейный дроссель 11 тока короткого замыкания во вторичной обмотке насыщающегсся трансформатора 3 в начальный момент и насыцение линейного дросселя 11.

Вместе с этим повышается коэффициент полезного действия так как уменьшаются активные потери в упра.вляемом ключе за счет уменьшения амплитуды брос- Ь ков и возрастания тока и повышается надежность магнитного модулятора вследствие уменьшения электрической и тепловой нагрузок на управляемый ключ. ЗО

Магнитный импульсный модулятор„ содержащий генератор импульсов, под- 3 ключенный ко входу управляемого ключа, насыцающийся трансформатор, состоящий из первичной и двух вторичных обмоток, линейный дроссель, подключенный первым выводом к шине питания и первому выводу первичной обмотки насыщающего трансформатора, а вторым через первую вторичную обмотку насыцающегося трансформатора — к общей шине, первый .вывод второй вторичной обмотки насыдающегося трансформатора через накопительный конденсатор первого звена сжатия, а второй — через накопительный конденсатор второго звена сжатия и параллельные конденсатору последовательно соединенные насыщающийся дроссель второго звена сжатия, формирующий двухполюсник и первичную обмотку импульсного трансформатора подключен к общей шине, а параллельно вторичной обмотк импульсного трансформатора подключена нагрузка, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения КПД и надежности, в него введен дополнительный линейный дроссель, подключенный первы . выводом к выходу управляемого ключа, а вторым — ко второму выводу первичной обмотки насыщающегося трансформатора.

Источники информации, принятые во внимание при эксгертизе

1. Авторское сзидетег. ство СССР

Р 300952, кл. Н 03 К 3 53,: опубл. ък.

11.06.72.

2. Авторское свидетельство СССР

М 712946, кл. Н 03 К 7у 02, опублик.

30.01.80 прототип, Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул,Проектная,4