показанной на рис. 12.22, а. Как известно, эквивалентная индуктивность катушки пропорциональна производной магнитной индукции сердечника по току dB/di. Поэтому при такой аппроксимации индуктивность ненасыщенного дросселя стремится к бесконечности, а индуктивность насыщенного дросселя тем меньше, чем ближе к горизонтали зависимость 5 от Я (i).

Чтобы получить на нагрузке однополярные импульсы, дроссель Ll подмагничивают постоянным током /<., протекающим в обмотке смещения. В этом случае из закона Ампера

кп-\-1,п, = Н1, (12.59)

Рис. 12.22. Зависимости индукции в сердечнике магнитного коммутатора от тока в рабочей обмотке в отсутствие тока смещения (а) и при определенном токе смещения (б)

где / - средняя длина магнитной силовой линии в сердечнике дросселя Ll.

Из выражения (12.59) получаем

ii = HUii- IsJn. (12.60)

Если дроссель насыщен, т. е. Я = О, из (12.60) следует, что

ii = /ic = -/сПс/ - (12.61)

Таким образом, в промежутках между импульсами через рабочую обмотку дросселя протекает ток смещения /ic, обусловленный током подмагничивания. Это означает, что зависимость магнитной индукции В в сердечнике дросселя от тока 1 в рабочей обмотке будет сдвинута относительно начала координат на (рис. 12.22, б), и, следовательно, сердечник будет перемагничиваться по несимметричной петле гистерезиса.

При этом возможен такой режим работы, когда сердечник насыщается только в одном направлении и в нагрузке появляются однополярные импульсы. Накопительная емкость в этом случае заряжается не только током источника е, но и током /ic (рис. 12.23). Такой асимметричный режим работы с одним циклом насыщения сердечника за период и принимают обычно в магнитных импульсных модуляторах.

В магнитных модуляторах длительность разрядки т накопителя значительно меньше длительности его зарядки. Количественно соотношение между этими величинами

оценивается коэффициентом сжатия

x=Tj%. (12.62)

Для получения требуемых на практике коротких импульсов коэффициент сжатия должен быть очень большим (порядка нескольких сотен). Однако исследования показывают, что пропорционально растет объем сердечника / \ / коммутирующего дросселя и ----- резко падает к. п. д. модулятора. Поэтому применяют многозвенные магнитные импульсные модуляторы, представляющие собой каскадное соединение рассмотренных ранее схем. При этом коэффициент сжатия равен произведению коэффициентов сжатия отдельных звеньев.

Несмотря на то что число элементов в таком модуляторе больше, его размеры могут оказаться существенно меньше, а к. п. д. выше, чем в однозвенном модуляторе с тем же коэффициентом сжатия. Количество звеньев обычно не превышает 4-5. Для улучшения формы импульса на выходе модулятора в качестве накопительного элемента в последнем звене обычно используют формирующие линии (ФЛ).

Пример схемы четырехзвенного магнитного импульсного модулятора приведен на рис. 12.24. Входной трансфор.ма-тор Тр повышает напряжение на входе схемы. Общая емкость ФЛ и емкости накопительных конденсаторов должны быть равны между собой. При этом обеспечивается их полная перезарядка, т. е. полная передача энергии из одного звена модулятора в другой. Процессы перезарядки емкостей носят колебательный характер, причем время разрядки конденсатора -го звена связано с собственной частотой со/,

Рис. 12.23. Временные зависимости напряжений, тока и магнитной индукции в сердечнике магнитного коммутатора (асимметричный режим работы)

контура C/t, Lk, Ck+i соотношением

(12.63)

где cofe = (Lft CJ/2)~/; Ln- индуктивность коммутирующего дросселя -го звена в состоянии насыщения; Са/2 - общая емкость контура с учетом равенства = C+i.

Рис. 12.24. Принципиальная схема четырехзвенного магнитного импульсного модулятора

Таким образом, (k + 1)-е звено обеспечивает коэффициент сжатия

ft = Mfe-n = tOft+i/cub (12.64)

если соответствующим образом выбраны индуктивности дросселей звеньев L(*+i)h и Lkn, а именно:

L(k+i)h = Lkit/Xk- (12.65)

Поэтому для схемы на рис. 12.24 принципиальным является выполнение неравенства

Ll > L3.

Длительность выходного импульса определяется временем разрядки формирующей линии на согласованную нагрузку (12.49). Магнитное состояние сердечников коммутаторов La и Lg, а следовательно, и время их перехода в состояние насыщения зависит соответственно от напряжений на емкостях Сг и Cg и на формирующей линии. В постоянном подмагничивании дросселей L и Lg нет необходимости, так как получение однополярных импульсов в нагрузке обеспечено асимметричным режимом работы первого звена. Импульсный трансформатор применен для согласования сопротивления нагрузки с внутренним сопротивлением ФЛ. Недостатком схемы является то, что конденсаторы всех звеньев заряжаются до одинаково высокого напряжения. Если же в качестве коммутаторов используют автотранс-