Генератор серии импульсов

Генератор серии импульсов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

В@ Е т тнo-тех нич зсттМЕ

Союз Советских

Социалистицвских

Республик (ii) 1

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид- ву— (22) Заявлено 05. 11.76 (21) 2418025/18 21 (51) М. Кл.

Н 03 К 3/64 с прнсоеднненнем заявки № — .

Государственный квинтет

СССР оо делам нзобретеннй и открытнй (23) Приоритет— (53) УДК 621.373..5 (088.8) Опублнковано05.03.79.Бюллетень М .9

Дата опубликования описания 09.03.79 (72) Авторы изобретения

Г. С. Мыцьтк и В. В. Дудин, Московский ордена Ленина энергетический институт (71) Заявитель (54) ГЕНЕРАТОР СЕРИИ ИМПУЛЬСОВ

Изобретейие относится к преобразовательной технике, а именно, к системам управления вентильными преобразователями, может быть использовано при построении управляемых выпрямителей и преобразователей частоты различных типов.

Известны генераторы с дополнительным ключевым элементом в силовой цепи (1).

Однако известные генераторы имеют недостаточно высокий КПД.

Известны генераторы серии импульсов, содержащие блокинг-генератор на транзисторе с цепями защиты и смещения и трансформаторе, первичная обмотка которого зашунтирована последовательно соединенными резистором и диодом и включена в цепь коллектора, вторичные обмотки подключены к нагрузке, а оомотка обратной связи включена в базовую цепь транзистора через ограничительный резистор и ключ, управляющий вход которого соединен с распределителем импульсов через согласующее устройство (2) 20

У этого генератора недостаточно стабильна длительность серии.

Цель изобретения — повышение стабильности длительности серии — достигается тем, что в генератор серии импульсов, содержащий блокинг-генератор на транзисторе с цепями зашиты и смещения и трансформаторе, ограничительный резистор и ключ, распределитель импульсов, согласующее устройство, введены дополнительный диод, который включен в базовую цепь транзистора последовательно с ограничительным резистором, и конденсатор, который шунтирует последовательно соединенные ограничительный резистор и дополнительный диод.

Это позволяет получить серии импульсов стабильной длительности в широком диапазоне изменения частоты следования серий импульсов и таким образом расширить область применения устройства.

На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема генератора серий импульсов, на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие работу генератора; на фиг. 3 показаны частные циклы перемагничивания сердечника трансформатора.

Устройство содержит блокинг-генератор, включающий в себя импульсный трансформатор 1, первичная обмотка 2 которого Iloc651463 ледовательно соединена с транзистором 3, а обмотка положительной обратной связи 4 подсоединена через диод 5, ограничительный резистор 6 и прерывающий транзистор 7 к управляющему входу транзистора 3.

Конденсатор 8 подсоединен параллельно диоду 5 и ограничительному резистору 6.

Первичная обмотка 2 импульсного трансфор матора зашунтирована диодом 9 и резистором 10. Резисторы 11 и 12, а также диод 13 обеспечивают автоматическое смещение транзистора 3. Резисторы 14, 15 и транзистор 16 образуют согласующее звено 17, о назначении которого будет сказано ниже.

Диод 18 предназначен для снятия перенапряжения на эмиттер-базовом переходе основного транзистора и для перезаряда конденсатора 8, а резистор 19 исключает режим оборванной базы этого транзистора и совместно с диодом 18 образует цепи защиты.

Импульсы для управления формирователем поступают с распределителя импульсов (РИ) 20. Нагрузкой 21 генератора являются управляющие цепи тиристоров.

Принцип работы генератора поясняется осциллограммами на фиг. 2, где показаны сигнал управления Бэ, поступающий с распределителя импульсов 20, ток нагрузки 21 генератора 1вих на одном из его выходов, напряжение U на конденсаторе 8, напряжение Uu на одной из обмоток трансформатора 1, ток базы транзистора 3 — ig, коллекторный ток транзистора 3 — iK.

Рассмотрим работу генератора без согласующего звена 17.

При подаче отпирающего сигнала Uy (инверсного по отношению к Uy на фиг. 2 а) через ограничительный резистор Romp (на схеме не показан) на управляющий вход транзистора 7 он открывается, и генератор формирует импульсы. Длительность серии импульса при этом строго ограничена длительностью управляющего сигнала.

Рассмотрим процессы более подробно.

Согласно осциллограммам на фиг. 2 б, момент времени ti через предлагаемый ограничительный резистор, эмиттер-базовые переходы транзисторов 3, 7 и диод 13 протекает ток, отпирающий эти транзисторы и обеспечивающий благодаря наличию обмотки положительной обратной связи 4 лавинообразный процесс отпирания транзистора 3.

Первый импульс длительностью t — t2 формируется при этом как в обычном блокинг-генераторе. Магнитное состояние сердечника в этом интервале характеризуется траекторией ti-+tz на фиг. 3 (верхняя линия). Отпирание транзистора 3 обеспечивает приложение к коллекторной обмотке 2 напряжения питания Ug (полярностью, показанной без скобок). Напряжение на обмотке 4 с той же полярностью создает ток базы, необходимый для насыщения транзистора 3.

Одновременно конденсатор 8 заряжается до напряжения, равного сумме падения напряжений на резисторе 6 и диоде 5 (с полярностью, показанной без скобок). В момент tz индукция в сердечнике 1 достигает значения индукции насыщения Вэ, он насыщается, напряжение на всех обмотках трансформатора 1 спадает до нуля, и транзистор 3 закрывается. Запасенная при этом в сердечнике трансформатора 1 энергия стремится рассеяться. Индукция начинает изменяться в направлении от Вэ до В .

Индуктируемое при этом на обмотках трансформатора напряжение имеет полярность, показанную в скобках. Конденсатор 8 перезаряжается напряжением обмотки 4 до полярности, показанной в скобках по контуру 8 4 18 — 7 — 8. На частном цикле петли гистерезиса магнитное состояние сердечника характеризуется траекторией (фиг. 3). В момент t зарядный ток в конденсаторе становится равным отпирающему току: Uà

fîãð

Вагр+ RQ+ Вэб ФВэб где Кргр, Ri э, Кэб,, Вэба — соответственно

25 сопротивления ограничительного резистора в цепи базы транзистора 7, диода 13 и эмиттер-базовых переходов транзисторов 3, 7.

С этого момента начинает преобладать отпирающий ток, транзистор 3 приоткрывается, и к коллекторной обмотке 2 после лавинообразного отпирания транзистора 3 (благодаря обмотке положительной обратной связи 4) прикладывается напряжение Un, Напряжение на обмотке вновь приобретает полярность, показанную без скобок, конденз5 сатор 8 вновь перезаряжается до исходной полярности (без скобок), а его перезарядный ток способствует четкому отпиранию транзистора 3. Магнитное состояние сердечника характеризуется траекторией 11- t4 на фиг. 3. Далее процессы повторяются.

Режим высокочастотных колебаний продолжается до момента ts и характеризуется работой трансформатора на малом частотном цикле петли гистерезиса. В момент ts с транзистора 7 снимается отпирающий cur4s нал U . Цепь положительной обратной связи при этом разрывается, и процесс высокочастотных колебаний прекращается, а энергия сердечника рассеивается в виде тепла на резисторе 10. Через него протекает ток

50 от обратного всплеска напряжения на обмотке 2, обусловленного переходом магнитного состояния сердечника из точки на малом частотном цикле в точку В (фиг, 3).

Следует отметить, что длительность серии импульсов Тп всегда равна длительносss ти управляющего сигнала О или меньше и независимо от частоты его следования, . так как окончание процесса высокочастотной генерации всегда сопровождается обратным, а не прямым всплеском напряжеМ

651463 ак i г1 д, ния на обмотках трансформатора. Это следует .из вышеизложенного и из фиг. 3. В ждущем режиме транзистор 3 заперт падением напряжения на диоде 13, через который протекает ток смещения, ограниченный резистором 11: и

1си =

В11 +В1З

Отметим особо функции элементов 5, 6, 8.

Резистор 6 ограничивает ток положительной обратной связи и обеспечивает заряд конденсатора 8. Конденсатор обеспечивает надежное запирание транзистора 3 в паузах между высокочастотными импульсами прямой (полезной) полярности (показанной на фиг. 1 без скобок), а также надежное и чет- 15 кое отпирание транзистора 3 при формировании импульсов прямой полярности. Диод 5 предотвращает разряд конденсатора при полярности напряжения, показанной в скобках. Отсутствие элементов 5, 8 ведет к срыву высокочастотных колебаний. При этом устройство генерирует лишь первый импульс, т. е. работает как обычный блокинггенератор в ждущем режиме., Помехоустойчивость генератора гарантируется обрывом цепи положительной обрат- 25 ной связи в ждущем режиме за счет транзистора 7.

В ряде случаев при построении распределителей импульсов на базе микросхем их выходные импульсы могут иметь вид, показанный на фиг. За, т.е. вид сигнала, инверсного по отношению к сигналу, отпирающему транзистор 7. Для согласования такого распределителя с формирователем можно использовать согласующий узел 17.

В этом случае формирователь запускается 35 следующим образом.

Согласно осциллограмме на фиг, 2а, в момент времени ti транзистор 16 закрывается. Вследствие этого через резисторы 14, 15, эмиттер-базовые переходы транзисторов 3, 7 и диод 13 протекает ток, отпиракщий эти транзисторы. В дальнейшем процесс формирования импульсов повторяется.

Следует отметить, что наличие множества гальванических развязанных выходов позволяет использовать такой генератор для одновременного управления множеством тиристоров в преобразователе, например, для управления последовательно соединенными тиристорами. При этом устройство генерирует серии импульсов любой заданной длительности, что не влияет на его масс-габаритные показатели. Указанное придает ему свойство унификации, Формула изобретения

Генератор серии импульсов, содержащий блокинг-генератор, выполненный на транзисторе с цепями защиты и смещения и трансформаторе, первичная обмотка которого зашунтирована последовательно соединенными резистором и диодом и включена в цепь коллектора, вторичные обмотки подключены к нагрузке, а обмотка обратной связи включена в базовую цепь транзистора через ограничительный резистор и ключ, управляющий вход которого соединен с распределителем импульсов через согласующее устройство, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности длительности серии, в него введены дополнительный диод, который включен в базовую цепь транзистора последовательно с ограничительным резистором, и конденсатор, который шунтирует последовательно соединенные ограничительный резистор и дополнительный диод.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 240005, кл. Н 03 К 3/335, 1968.

2. Известия Вузов «Электромеханика», № 6, 1976, с. 647.

651463

Фиг. 2

1виг.,У

Составитель П. г1ягии

Тсхред О.,Луговая Корректор М. Ряшко

Тираж 1059 Подписное

Редактор Б. Федотов

Заказ 819/52

llH И И ПИ Государственного комитета ССС!> по делам изобретений и открытий

113035, Ж осква. Ж-35; Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4