43 ЭЛЕКТРОНИКА И ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ - Страница 10

Р.А. Рафиков

ИМПУЛЬСНЫЙ МОДУЛЯТОР

 

Предложено устройство для формирования импульсов высокого напряжения, основанное на ступенчатом заряде емкостного накопителя и позволяющее оперативно изменять отношение напряжения на нагрузке к напряжению источника питания.

 

В импульсном модуляторе с полным разрядом емкостного накопителя, собранном по канонической схеме, максимальное значение напряжения на нагрузке не превышает напряжения источника питания. Габариты высоковольтных устройств в большой степени определяются величиной напряжения. Вследствие этого естественно стремление к уменьшению числа элементов, находящихся под высоким напряжением. В случае импульсных модуляторов это означает стремление увеличить отношение напряжения на нагрузке к напряжению источника питания. Решение задачи осуществляется путем модификации разрядных и зарядных цепей.

В первом случае применяют многоступенчатые формирующие линии, импульсные трансформаторы [1] или неоднородные формирующие линии [2].

Во втором – используют трансформаторный заряд [3,4] либо заряд емкостного накопителя с энергией, запасенной в индуктивном накопителе [5].

Каждый из рассмотренных вариантов увеличения отношения напряжения на нагрузке к напряжению источника питания имеет свои преимущества и недостатки, в разной степени выраженные в тех или иных областях применения.

В данной работе предлагается еще один вариант увеличения упомянутого отношения. Задача решается путем изменения способа заряда формирующией линии. Из соотношения , связывающего текущее значение напряжения на линии  с начальным напряжением , напряжением источника питания Е и резонансной частотой зарядного контура w, следует, что если  после каждого цикла диодно-резонансного заряда накопителя осуществлять его перезарядку, то амплитуда напряжения на накопителе будет расти по закону , где n – число циклов заряда.

Электрическая схема устройства изображена на рисунке.

Работа его сводится к следующему.

В интервале времени между двумя очередными коммутациями ключа , обеспечивающими протекание тока по разрядной цепи, происходит несколько циклов диодно-резонансного заряда формирующей линии ФЛ от источника Е через индуктивность  с перезарядом через индуктивность  и ключ  в каждом цикле. В результате напряжение на формирующей линии достигает значения, превышающего , причем коэффициент превышения управляем и определяется числом циклов заряда.


Кроме уменьшения габаритов источника при таком способе заряда накопителя становится возможным также снижения уровня высоковольтной изоляции зарядного дросселя . Возможность управления напряжением на нагрузке путем изменения количества циклов перезаряда позволяет в некоторых случаях избавиться от мощных и громоздких регуляторов напряжения. Этот же эффект может быть использован для построения мощного амплитудного модулятора импульсных сигналов, глубина модуляции в котором определяется количеством управляющих сигналов, подаваемых на ключ  в паузе между управляющими сигналами, подаваемыми на ключ .

Устройство защищено патентом РФ.

 

Библиографический список

1. Ицхоки Я.С., Овчинников Н.И. Импульсные и цифровые устройства. М.: Советское радио, 1972. 592 с.

2. Литвиненко О.Н. Формирующие трансформирующие цепи. М.: Советские радио, 1974. 192 с.

3. Гнедин И.Н., Печковский А.К., Пшеничников В.И. Модулятор с резонансно-трансформаторным зарядом емкостных накопителей // Элект-

 

ронная техника. Сер.4. Электровакуумные и газоразрядные приборы. 1977. Вып.9. С.145-148.

 

4. Васильев В.В., Луконин Е.И., Фурман Э.Г. Импульсная система заряда формирующей линии ускорителя с высокой частотой срабатывания // ПТЭ. 1987. Вып.6. С.81-83.

5. Любутин С.К., Месяц Г.А., Рукин С.Н. и др. Генерирование высоковольтных субнаносекундных импульсов с пиковой мощностью 700 МВт и частотой повторения до 3,5 кГц // ПТЭ. 2001. Вып.5. С.80-88.

 

Материал поступил в редколлегию 04.03.02

 

 

УДК 681.532.8