Кобзев А.В., Михальченко Г.Я., Музыченко Н.М. Модуляционные источники питания РЭА

Кобзев А.В., Михальченко Г.Я., Музыченко Н.М. Модуляционные источники питания РЭА

Предисловие

В книге рассмотрены вопросы теории и практический опыт построения источников питания радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) с модуляцией выходного напряжениr. Такие модуляционные источники питания (МИП) могут быть использованы для быстрой перестройки напряжения питания выходных каскадов радиопередатчиков большой мощности, а также могут совмещать функции источников питания и амплитудных модуляторов, осуществляя на силовом выходе воспроизведение управляющих сигналов звукового диапазона частот. В этом случав МИП становится многофункциональным элементом РЭА, существенно улучшающим ее технико-экономические показатели, (ТЭП). Так, например, перестройка напряжения питания в передатчиках с усилителями распределенного усиления (УРУ) позволяет в 2-3 раза (с 15-20% до 30-65%) увеличить КПД усилителя мощности, в несколько раз повысить ресурс работы генераторных ламп. Применение МИП в вещательных системах позволяет избавиться от сложного дорогостоящего блока — амплитудного модулятора. Ясно, что и ТЭП самого МИП должны быть высокими, иначе его положительное воздействие на показатели РЭА будет ослаблено. Неслучайно поэтому специалисты в области радио электроники и электросвязи давно проявляют интерес к использованию ключевых элементов преобразовательной техники в источниках питания, поставив цель решить энергетические проблемы в мощных системах усиления сигналов и воспроизведения информации по сравнению с используемыми режимами А, В и С. Особенно интенсивно начали проводиться исследования возможностей создания МИП с появлением мощных биполярных транзисторов, однако ожидаемого эффекта достигнуть пока не удалось. Главное противоречие заключается в том, что для получения приемлемого качества усиления сигнала (хотя бы звукового диапазона частот 0-20000 Гц) требуется обеспечить частоту работы ключевых элементов, коммутирующих полную мощность нагрузки, в пределах 300-400 кГц. При этом рост динамических потерь и ограничение модуляционных возможностей системы столь существенны, что сводят на нет ожидаемый выигрыш в КПД и габаритной мощности. Реальный выигрыш составляет несколько процентов (не более 10%) и не компенсирует усложнения системы. Кроме того, в известных системах не решены структурные проблемы передачи энергии от сетей переменного тока к потребителю. В результате импульсные МИП не получили широкого распространения, и в подавляющем большинстве случаев усиление и воспроизведение сигналов в заданном диапазоне частот (как правило, до 20 кГц) в мощных амплитудных модуляторах и усилителях низкой частоты (до сотен киловатт) производится электронными и полупроводниковыми элементами в режимах А, А - В.

В конце 60-х годов авторы приступили к исследованию свойств преобразовательных систем с импульсной модуляцией, направленному на выявление их предельных энергетических возможностей и определение путей расширения полосы пропускания сиrнапа управления. Были найдены сочетания классических видов импульсной модуляции, реализованные в многоячейковых структурах с промежуточным звеном повышенной частоты и названные многозонной импульсной модуляциеvа (МИМ), которые имеют лучшие характеристики по сравнению с известными. для установления этих характеристик проведены широкие теоретические исследования МИМ, накоплен арсенал новых структур, сsедения о которых разрознены в публикациях и авторских свидетельствах.