4.5. Методы осуществления импульсной работы.

Импульсный режим генератора можно осуществить по блок-схеме, представленной на рис.4.5.

В течение времени τ ключ К замкнут и генератор излучает мощность P_i в Q раз превышающую среднею мощность. При этом генератор потребляет от источников мощность Pо_i= Eо_i Iao_i , во столько же раз большую средней.

Рис.4.5.

Энергия, потребляемая генератором, за время действия импульса от источника напряжения питания определяется:

W_τ= Eо_i Iao_iτ.

Мощность источника питания определится:

Р_ист = = Po_i ⁼ .

Чтобы исключить изменение потенциала источника питания в схему вводится дополнительный накопитель энергии. Поэтому за время длительности импульса энергия отбирается от накопителяW_ист= W_τ .

Если предположим, что потери энергии в накопителе отсутствуют, тогда за время действия импульса W_ucm = W_τ. т.е., при введение накопителя, мощность источника уменьшается в Q раз.

Схема с накопителем имеет вид рис. 4.6:

Ограни -читель

накопитель

Источник питан.

генератор

Рис. 4.6.

В течении времени Т-τ ≈Т ключ К находится в левом положении и благодаря ограничителю накопитель потребляет мощность от источника за время периода между импульсами, т.е. отбор тока от источника питания уменьшается в раз.

Накопитель запасает энергию W_T =Pо_iT , которая при переходе ключа К на время τ в правое положение обеспечивает мощность Р_τ= = .

4.6. Классификация импульсных модуляторов.

Импульсные модуляторы удобно различать по виду накопителя и по режи­му работы. Электрическая энергия может накапливаться либо в виде энергии электрического поля в некоторой емкости, либо в виде энергии магнитного поля в некоторой индуктивности (рис. 4.7.).

Иногда в импульсных модуляторах используются комбинированные накопители энергии, содержащие емкость, и индуктивность.

Рис.4.7.

Емкостной накопитель заряжается от источника питания через ограничитель, благодаря которому зарядный ток I_ср << Iao_i в течение времени Т- τ≈ Т, причем к концу заряда напряжение на емкости должно достигнуть величины потенциала источника питания.. Следовательно Еa = Еa_i. Так как разряд накопителя происходит в течение времени τ, то среднее значение разрядного тока в Q раз больше тока заряда. Поэтому емкостной накопитель является трансформатором тока. В индуктивном накопи­теле в течение времени Т-τ ≈ Т происходит возрастание тока таким образом, что к началу импульса ток через индуктивность достиг величины Ia_i. При размыкании ключа этот ток замыкается через генератор, обеспечивая в течение времени τ мощность питания Pо_i= Ea_i Ia_i. Так как скорость нарастания тока в катушке зависит от ее индуктивности и от величины напряжения источ­ника не зависят, то заданное значение Ia_i можно получить при любом Ea, т.е. при Е<< Ea. Ток, отбираемый накопителем, от источника достигает к концу периода заряда Ia_i , т.е. индуктивный накопитель будет являться трансформа­тором напряжения.

Итак, модулятор с емкостным накопителем требует высоковольтного ис­точника Ea = Ea_i нагружаемого током Iср = Ia_i /Q.

Модулятор с индуктивным накопителем требует низковольтного источни­ка питания Ea << Ea_i нагружаемого током Iср* Q , т.е. вид накопителя определяет требование к источнику питания.

По режиму работы накопителя будем различать модуляторы с полным и частичным разрядом энергии накопителя.

При частичном разряде накопителя, при заданной длительности импульса т моменты включения и выключения коммутатора строго фиксиро­ваны моментами начала и окончания импульса. Следовательно, режим работы накопителя определяет требования к коммутатору. Таким образом, модуляторы классифицируются:

а) модуляторы с емкостным накопителем в режиме частичного разряда накопителя;

б) модуляторы с емкостным накопителем в режиме полного разряда накопителя;

в) модуляторы с индуктивным накопителем;

г) модуляторы с комбинированным накопителем.

Кроме того, модуляторы триодных генераторов могут классифицирова­ться по виду управления соответствующим электродом:

а) модулятор управления анодным напряжением генератора;

б) модулятор управления катодным напряжением;

в) модулятор комбинированного управления анодным и катод­ным напряжением генератора.

Последние модуляторы называются совмещенными модуляторами, так как фильтры источника питания одновременно выполняют функцию накопителя энергии. Кроме того, источник питания, коммутатор и нагрузка соединены по­следовательно и отсутствует зарядная цепь накопителя, за счет чего значитель­но увеличивается к.п.д., надежность модулирующих устройств.

Рассмотрим модуляторы, получившие наибольшее распространение.