RU2366077C1 - Pulse modulator - Google Patents
Pulse modulator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2366077C1 RU2366077C1 RU2007144284/09A RU2007144284A RU2366077C1 RU 2366077 C1 RU2366077 C1 RU 2366077C1 RU 2007144284/09 A RU2007144284/09 A RU 2007144284/09A RU 2007144284 A RU2007144284 A RU 2007144284A RU 2366077 C1 RU2366077 C1 RU 2366077C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- voltage
- output
- diode
- load
- controlled
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Ac-Ac Conversion (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к высоковольтным источникам питания и может быть использовано для получения на нагрузке стабилизированных по амплитуде импульсов напряжения в широком диапазоне изменения длительности и частоты формируемых импульсов.The invention relates to high-voltage power sources and can be used to obtain voltage-stabilized amplitude pulses of voltage pulses over a wide range of changes in the duration and frequency of the generated pulses.
Известен импульсный модулятор (патент США №5710520), содержащий источник переменного напряжения, соединенный с трансформатором, имеющим несколько вторичных обмоток, образующих несколько модулей, соединенных последовательно для получения выходного напряжения. Каждый модуль содержит выпрямитель, положительный вывод которого соединен с первым выводом ключа, а отрицательный - с анодом диода, катод которого соединен со вторым выводом ключа и с анодом диода следующего модуля. Анод диода первого модуля соединен с первым выводом нагрузки, а катод диода последнего модуля - со вторым выводом нагрузки.Known pulse modulator (US patent No. 5710520) containing an AC voltage source connected to a transformer having several secondary windings forming several modules connected in series to obtain the output voltage. Each module contains a rectifier, the positive terminal of which is connected to the first terminal of the key, and the negative - with the anode of the diode, the cathode of which is connected to the second terminal of the key and with the anode of the diode of the next module. The anode of the diode of the first module is connected to the first output terminal, and the cathode of the diode of the last module is connected to the second output terminal.
Недостатком устройства является низкая стабильность выходного напряжения, например, при изменении напряжения питающей сети, сопротивления нагрузки.The disadvantage of this device is the low stability of the output voltage, for example, when changing the voltage of the supply network, load resistance.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению является импульсный модулятор (патент ЕПВ №0557599), содержащий источник переменного напряжения, соединенный с трансформатором, имеющим N вторичных обмоток, образующих N модулей, соединенных последовательно для получения выходного напряжения. Каждый модуль содержит выпрямитель, положительный вывод которого соединен с первым выводом управляемого ключа, а отрицательный - с анодом диода, катод которого соединен со вторым выводом управляемого ключа и с анодом диода следующего модуля. Анод диода первого модуля соединен с первым выводом нагрузки, а катод диода последнего модуля - со вторым выводом нагрузки. Управляемые ключи управляются от генератора управляющих импульсов.The closest technical solution to the claimed invention is a pulse modulator (EPO patent No. 0557599) containing an AC voltage source connected to a transformer having N secondary windings forming N modules connected in series to obtain the output voltage. Each module contains a rectifier, the positive terminal of which is connected to the first terminal of the controlled key, and the negative - with the anode of the diode, the cathode of which is connected to the second terminal of the controlled key and with the anode of the diode of the next module. The anode of the diode of the first module is connected to the first output terminal, and the cathode of the diode of the last module is connected to the second output terminal. The controlled keys are controlled by a control pulse generator.
Недостатком прототипа также является низкая стабильность выходного напряжения при изменении напряжения питающей сети, сопротивления нагрузки и других дестабилизирующих факторов, а также низкое быстродействие при выключении, т.к. паразитная емкость нагрузки разряжается через большое обратное сопротивление диодов.The disadvantage of the prototype is also the low stability of the output voltage when changing the voltage of the supply network, load resistance and other destabilizing factors, as well as low speed when turned off, because the stray load capacitance is discharged through the large inverse resistance of the diodes.
Задача изобретения - повышение стабильности формируемых импульсов напряжения при изменении в широких пределах длительности импульсов и частоты следования, а также повышение быстродействия при отключении нагрузки.The objective of the invention is to increase the stability of the generated voltage pulses when changing over a wide range of pulse durations and repetition rates, as well as improving performance when disconnecting the load.
Поставленная задача решается тем, что в импульсном модуляторе, содержащем источник переменного напряжения, соединенный последовательно с трансформатором, и N последовательно соединенных модулей, каждый из которых включает вторичную обмотку трансформатора, соединенную с выпрямителем, положительный вывод которого соединен с первым выводом первого управляемого ключа, а отрицательный - с анодом диода, катод которого соединен со вторым выводом первого управляемого ключа и анодом диода следующего модуля, причем анод диода первого модуля соединен с первым выводом нагрузки, а катод диода последнего модуля соединен со вторым выводом нагрузки, управляющие входы первых управляемых ключей соединены с выходом генератора управляющих импульсов, введены N вторых управляемых ключей, третий управляемый ключ, N датчиков напряжения, суммирующее устройство, источник задающего напряжения, а источник переменного напряжения выполнен управляемым, причем каждый второй управляемый ключ включен параллельно диоду соответствующего модуля, каждый из N датчиков напряжения включен между положительным выводом соответствующего выпрямителя и первым выводом нагрузки, выход датчиков напряжения с 1-го по (N-1) модулей соединен с первым входом суммирующего устройства через третий управляемый ключ, а выход датчика напряжения N-го модуля соединен с первым входом суммирующего устройства напрямую, второй вход суммирующего устройства соединен с выходом источника задающего напряжения, а выход - с управляющим входом источника переменного напряжения, инверсный выход генератора управляющих импульсов соединен с управляющими входами вторых и третьего управляемых ключей.The problem is solved in that in a pulse modulator containing an AC voltage source connected in series with a transformer, and N series-connected modules, each of which includes a secondary transformer winding connected to a rectifier, the positive terminal of which is connected to the first terminal of the first controlled key, and negative - with the anode of the diode, the cathode of which is connected to the second terminal of the first controlled key and the anode of the diode of the next module, and the anode of the diode of the first module with it is single with the first output of the load, and the cathode of the diode of the last module is connected to the second output of the load, the control inputs of the first controlled keys are connected to the output of the control pulse generator, N second controlled keys, a third controlled key, N voltage sensors, a summing device, a voltage source and the alternating voltage source is made controllable, and each second controllable switch is connected parallel to the diode of the corresponding module, each of N voltage sensors is connected between by an individual output of the corresponding rectifier and the first output of the load, the output of the voltage sensors from the 1st to (N-1) modules is connected to the first input of the summing device through a third controlled key, and the output of the voltage sensor of the Nth module is connected directly to the first input of the summing device, the second input of the summing device is connected to the output of the source of the supply voltage, and the output is connected to the control input of the AC voltage source, the inverse output of the generator of control pulses is connected to the control inputs of the second and this managed keys.
Введение датчиков напряжения, вторых и третьего управляемых ключей, суммирующего устройства и источника задающего напряжения обеспечивает повышение стабильности выходного напряжения благодаря организации непрерывного контроля за величиной напряжения на выходе выпрямителей и использования полученных сигналов отрицательной обратной связи для поддержания напряжения на выходе выпрямителей в точном соответствии с задаваемым значением напряжения на нагрузке. Причем, в исходном состоянии, т.е. до формирования импульса, напряжение задания сравнивается с суммой всех измеренных относительно одного из выводов нагрузки напряжений на выходах выпрямителей, а при формировании импульса - с напряжением на выходе выпрямителя последнего модуля, практически равного напряжению на нагрузке.The introduction of voltage sensors, second and third controlled keys, a summing device and a source of a supply voltage provides increased stability of the output voltage by organizing continuous monitoring of the voltage at the output of the rectifiers and using the received negative feedback signals to maintain the voltage at the output of the rectifiers in exact accordance with the set value voltage on the load. Moreover, in the initial state, i.e. before the pulse is formed, the voltage of the reference is compared with the sum of all the voltages measured at one of the terminals of the load at the outputs of the rectifiers, and during pulse formation, with the voltage at the output of the rectifier of the last module, which is almost equal to the voltage at the load.
Повышение быстродействия при отключении нагрузки обеспечивается ускоренным разрядом паразитной емкости нагрузки через последовательно включенные вторые управляемые ключи.The increase in speed when disconnecting the load is provided by the accelerated discharge of the parasitic load capacitance through the series-connected second managed keys.
На чертеже представлена принципиальная схема импульсного модулятора.The drawing shows a schematic diagram of a pulse modulator.
Импульсный модулятор содержит управляемый источник 1 переменного напряжения, соединенный последовательно с трансформатором 2, имеющим N вторичных обмоток. Каждая вторичная обмотка, соединенная с выпрямителем 3, образует N последовательно соединенных модулей. Положительный вывод выпрямителя 3 соединен с первым выводом первого управляемого ключа 4, а отрицательный - с анодом диода 5, катод которого соединен со вторым выводом первого управляемого ключа 4 и анодом диода 5 следующего модуля. Анод диода 5 первого модуля соединен с первым выводом нагрузки 6, а катод диода 5 последнего модуля соединен со вторым выводом нагрузки. Каждый второй управляемый ключ 7 включен параллельно диоду 5 соответствующего модуля. Управляющие входы первых управляющих ключей 4 соединены с прямым выходом генератора 8 управляющих импульсов. Каждый из N датчиков 9 напряжения включен между положительным выводом выпрямителя 3 и первым выводом нагрузки 6, а выход датчиков 9 напряжения с 1-го по (N-1) модулей соединен с первым входом суммирующего устройства 10 через третий управляемый ключ 11. Выход датчика 9 напряжения N-гo модуля соединен с первым входом суммирующего устройства 10 напрямую. Второй вход суммирующего устройства 10 соединен с выходом источника 12 задающего напряжения, а выход - с управляющим входом источника 1 переменного напряжения. Инверсный выход генератора 8 управляющих импульсов соединен с управляющими входами вторых ключей 7 и третьего управляемых ключа 11.The pulse modulator contains a controlled
Импульсный модулятор работает следующим образом. В исходном состоянии сигналом с генератора 8 управляющих импульсов управляемые ключи 4 разомкнуты, а управляемые ключи 7 замкнуты. При этом напряжение на нагрузке отсутствует. Так как через замкнутые ключи 7 отрицательные выводы всех выпрямителей подключены к первому выводу нагрузки, то датчики 9 напряжения измеряют истинное напряжение на выходе каждого из соответствующих выпрямителей. Управляемый ключ 11 замкнут и сигналы с выходов всех датчиков 9 напряжения поступают на первый вход суммирующего устройства 10, на второй вход которого подается напряжение с выхода источника 12 задающего напряжения. Сигнал ошибки, вырабатываемый суммирующим устройством 10, поступает на вход регулируемого источника 1 переменного напряжения и воздействует на него так, чтобы сумма всех измеренных напряжений на выходах выпрямителей 3 была равна напряжению задания. Это состояние может поддерживаться сколь угодно долго, независимо от длительности паузы между импульсами, колебаний напряжения сети, прочих дестабилизирующих воздействий.The pulse modulator operates as follows. In the initial state, the signal from the
При подаче с прямого выхода генератора 8 управляющих импульсов сигнала на включение управляемых ключей 4 и с инверсного выхода генератора 8 - на выключение управляемых ключей 7 и 11, все выпрямители 3 оказываются включенными последовательно, и на нагрузку поступает напряжение, равное сумме напряжений всех N выпрямителей. При этом в суммирующем устройстве 10 будет производиться сравнение напряжения задания с сигналом с выхода датчика 9 напряжения только последнего модуля, подключенного при замкнутом ключе 4 к нагрузке. Таким образом обеспечивается стабилизация амплитуды напряжения на нагрузке в течение всего времени формирования полки импульса, независимо от его длительности.When applying from the direct output of the
При снятии сигнала с прямого выхода генератора 8 управляющих импульсов управляемые ключи 4 размыкаются, ключи 7 замыкаются, обеспечивая форсированный разряд паразитной емкости нагрузки. Это позволяет повысить крутизну заднего фронта импульса. Устройство возвращается в исходное состояние.When the signal is removed from the direct output of the
Источники информацииInformation sources
1. Патент США №5710520, кл. 330/10, МПК H03F 3/38, опубликован 20.01.98.1. US patent No. 5710520, CL. 330/10, IPC
2. Патент ЕПВ №0557599, МПК H03F 3/20, опубликован 01.09.93 (прототип).2. EPO patent No. 0557599, IPC
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007144284/09A RU2366077C1 (en) | 2007-11-30 | 2007-11-30 | Pulse modulator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007144284/09A RU2366077C1 (en) | 2007-11-30 | 2007-11-30 | Pulse modulator |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2007144284A RU2007144284A (en) | 2009-06-10 |
RU2366077C1 true RU2366077C1 (en) | 2009-08-27 |
Family
ID=41024161
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007144284/09A RU2366077C1 (en) | 2007-11-30 | 2007-11-30 | Pulse modulator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2366077C1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EA019209B1 (en) * | 2011-10-18 | 2014-01-30 | Научно-Производственное Общество С Ограниченной Ответственностью "Окб Тсп" | Pulse quasi-resonant modulator |
EA019111B1 (en) * | 2011-08-23 | 2014-01-30 | Научно-Производственное Общество С Ограниченной Ответственностью "Окб Тсп" | Pulse step modulator |
EA019173B1 (en) * | 2011-10-17 | 2014-01-30 | Научно-Производственное Общество С Ограниченной Ответственностью "Окб Тсп" | Multimodule pulse modulator |
EA019770B1 (en) * | 2011-08-23 | 2014-06-30 | Научно-Производственное Общество С Ограниченной Ответственностью "Окб Тсп" | Pulse modulator |
-
2007
- 2007-11-30 RU RU2007144284/09A patent/RU2366077C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EA019111B1 (en) * | 2011-08-23 | 2014-01-30 | Научно-Производственное Общество С Ограниченной Ответственностью "Окб Тсп" | Pulse step modulator |
EA019770B1 (en) * | 2011-08-23 | 2014-06-30 | Научно-Производственное Общество С Ограниченной Ответственностью "Окб Тсп" | Pulse modulator |
EA019173B1 (en) * | 2011-10-17 | 2014-01-30 | Научно-Производственное Общество С Ограниченной Ответственностью "Окб Тсп" | Multimodule pulse modulator |
EA019209B1 (en) * | 2011-10-18 | 2014-01-30 | Научно-Производственное Общество С Ограниченной Ответственностью "Окб Тсп" | Pulse quasi-resonant modulator |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2007144284A (en) | 2009-06-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2622942B1 (en) | Driver circuit for leds for time-of-flight calculation | |
Sakamoto et al. | A repetitive solid state Marx-type pulsed power generator using multistage switch-capacitor cells | |
Canacsinh et al. | Marx-type solid-state bipolar modulator topologies: Performance comparison | |
Aime et al. | Implementation of a peak-current-control algorithm within a field-programmable gate array | |
RU2366077C1 (en) | Pulse modulator | |
KR20120036271A (en) | Dcdc converter, semiconductor device, and power generation device | |
KR102410532B1 (en) | Pulsed Power Modulator based on Modular Structure | |
Kushino et al. | Piezoelectric energy harvesting circuit using full-wave voltage doubler rectifier and switched inductor | |
JP6031532B2 (en) | Device and method used for outputting voltage alternating pulse | |
US20140320105A1 (en) | Apparatus and method for controlling pulse output | |
Canacsinh et al. | Voltage droop compensation based on resonant circuit for generalized high voltage solid-state Marx modulator | |
RU2735021C1 (en) | Sinusoidal voltage generator based on nuclear power plant | |
RU2734725C1 (en) | Sinusoidal voltage generator with pulse synthesizer of different polarity based on npu | |
RU2453030C1 (en) | Transformerless power supply | |
Hariharan et al. | Design of a DC—DC converter for a PV array | |
RU2541875C2 (en) | Radio transmitter | |
JP2004213603A (en) | Programmable photocoupler wideband high voltage power supply modulator | |
RU2570569C1 (en) | Universal power supply source | |
RU2595614C1 (en) | Variable amplitude pulse generator | |
RU98650U1 (en) | AUTONOMOUS VOLTAGE INVERTER | |
RU2367060C1 (en) | Method to control thyristor and device to this end | |
EA019770B1 (en) | Pulse modulator | |
EA019111B1 (en) | Pulse step modulator | |
RU2658326C1 (en) | Universal power source | |
JP2021175250A (en) | Dc pulse power supply device for plasma processing device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20191230 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20201201 |