Вторичный источник питания переменного тока

 

Изобретение относится к импульсной технике, а именно к источникам питания устройств с знакопеременным напряжением. Техническим результатом изобретения является повышение надежности вторичного источника питания переменного тока. Данный технический результат достигается во вторичном источнике питания переменного тока, содержащем отличающиеся частотами первый и второй источники импульсных сигналов, расщепитель фазы на первом и втором D-триггерах, инвертор, импульсный усилитель мощности, тем, что введены третий, четвертый, пятый и шестой D-триггеры, буферный усилитель, второй источник импульсных сигналов выполнен с частотой сигналов в 20...30 раз большей частоты сигналов первого источника импульсных сигналов, выход первого источника импульсных сигналов подключен к входу инвертора и к входам синхронизации первого и второго D-триггеров, выход инвертора подключен к входам сброса третьего и четвертого D-триггеров, к входам синхронизации которых подключен выход второго источника импульсных сигналов, прямой выход третьего D-триггера подключен к информационному входу четвертого D-триггера, к прямому выходу которого подключены входы синхронизации пятого и шестого D-триггеров, прямой выход первого D-триггера подключен к входу сброса шестого D-триггера, инверсный выход первого D-триггера подключен к входу сброса пятого D-триггера, прямые выходы пятого и шестого D-триггеров подключены к входам буферного усилителя, к выходам которого подключены входы импульсного усилителя мощности. 2 ил.

Изобретение относится к импульсной технике, а именно к источникам питания устройств с знакопеременным напряжением.

Известен вторичный источник питания переменного тока, содержащий задающий генератор, формирователь треугольного напряжения и формирователь синусоидального напряжения [1].

Наиболее близким по технической сущности является вторичный источник питания переменного тока, содержащий отличающиеся частотами первый и второй источник импульсных сигналов, расщепитель фазы на первом и втором D-триггерах, инвертор, импульсный усилитель мощности [2].

Его недостатком является ненадежность импульсного усилителя мощности, обусловленная тем, что вследствие запаздывания закрытия транзисторных ключей импульсного усилителя мощности через его ключи протекают большие токи, вызывавшие разрушение ключей.

Техническим результатом изобретения является повышение надежности вторичного источника питания переменного тока.

Данный технический результат достигается во вторичном источнике питания переменного тока, содержащем отличающиеся частотами первый и второй источники импульсных сигналов, расщепитель фазы на первом и втором D-триггерах, инвертор, импульсный усилитель мощности, тем, что введены третий, четвертый, пятый и шестой D-триггеры, буферный усилитель, второй источник импульсных сигналов выполнен с частотой сигналов в 20...30 раз большей частоты сигналов первого источника импульсных сигналов, выход первого источника импульсных сигналов подключен к входу инвертора и к входам синхронизации первого и второго D-триггеров, выход инвертора подключен к входам сброса третьего и четвертого D-триггеров, к входам синхронизации которых подключен выход второго источника импульсных сигналов, прямой выход третьего. D-триггера подключен к информационному входу четвертого D-триггера, к прямому выходу которого подключены входы синхронизации пятого и шестого D-триггеров, прямой выход первого D-триггера подключен к входу сброса шестого D-триггера, инверсный выход первого D-триггера подключен к входу сброса пятого D-триггера, прямые выходы пятого и шестого D-триггеров подключены к входам буферного усилителя, к выходам которого подключены входы импульсного усилителя мощности.

Путем введения третьего, четвертого, пятого и шестого D-триггеров, буферного усилителя, выполнения второго источника импульсных сигналов с частотой сигналов, в десятки раз большей частоты сигналов первого источника импульсных сигналов, подключения выхода первого источника импульсных сигналов к входу инвертора и к входам синхронизации первого и второго D-триггеров, подключения выхода инвертора к входам сброса третьего и четвертого D-триггеров, к входам синхронизации которых подключен выход второго источника импульсных сигналов, подключения прямого выхода третьего D-триггера к информационному входу четвертого D-триггера, к прямому выходу которого подключены входы синхронизации пятого и шестого D-триггеров, подключения прямого выхода первого D-триггера к входу сброса шестого D-триггера, инверсного выхода первого D-триггера к входу сброса пятого D-триггера, подключения прямых выходов пятого и шестого D-триггеров к входам буферного усилителя, подключения входов импульсного усилителя мощности к выходам буферного усилителя обеспечивается получение задержки по времени между передними и задними фронтами разнополярных импульсов, поступающих на управляющие входы транзисторных ключей импульсного усилителя мощности. В результате один из ключей успевает закрыться до открытия второго ключа, и ток через них не проходит одновременно. Поэтому сохраняется целостность ключей, и повышается надежность вторичного источника питания переменного тока.

На фиг.1 представлена принципиальная, электрическая схема вторичного источника питания переменного тока, на фиг.2 - циклограммы сигналов вторичного источника питания переменного тока.

Выход первого источника импульсных сигналов I (фиг.1) соединен с входом инвертора 2 и входами синхронизации первого D-триггера 3 и второго D-триггера 4. Выход инвертора 2 соединен с входами сброса третьего D-триггера 5 и четвертого D-триггера 6, к входам синхронизации которых подключен выход второго источника импульсных сигналов 7.

Прямой выход четвертого D-триггера 6 подключен к входам синхронизации пятого D-триггера 8 и шестого D-триггера 9.

Прямой выход первого D-триггера 3 соединен с информационным входом второго D-триггера 4 и входом опроса шестого D-триггера 9. Прямой выход третьего D-триггера 5 соединен с информационным входом четвертого D-триггера 6. Инверсный выход первого D-триггера 3 подключен к входу сброса пятого D-триггера 8. Инверсный выход второго D-триггера 4 подключен к информационному входу первого D-триггера 3. Прямые выходы пятого D-триггера 8 и шестого D-триггера 9 соединены с входами буферного усилителя 10, к выходам которого подключены входы импульсного усилителя мощности 11.

На входы установки первого D-триггера 3, второго D-триггера 4, третьего D-триггера 5, четвертого D-триггера 6, пятого D-триггера 8, шестого D-триггера 9 подан низкий уровень сигнала. На информационные входы третьего D-триггера 5, пятого D-триггера 8 и шестого D-триггера 9 подан высокий уровень сигнала от положительного полюса источника постоянного тока с напряжением U.

Частота f₁ первого источника импульсных сигналов равна 2,5 кГц, частота f₂ второго источника импульсных сигналов равна 3 8 кГц.

Импульсный усилитель мощности 11 выполнен в виде двухтактного усилителя на транзисторных ключах.

Вторичный источник питания переменного тока работает следующим образом.

В расщепителе фазы на первом D-триггере 3 и втором D-триггере 4 поступающие от первого источника импульсных сигналов I по линии "а" импульсы частотой f₁ (фиг.2,a) делятся на четыре. В результате с выхода "б" первого D-триггера 3 следует импульсы в соответствии с фиг.2,б, а с выхода "в" - импульсы в соответствии с фиг.2,в.

При поступлении на входы сброса третьего D-триггера 5 и четвертого D-триггера 6 инверсных импульсных сигналов частотой f₁ от инвертора 2 и на входы синхронизации от второго источника импульсных сигналов 7 по линии "г" импульсных сигналов частотой f₂ (фиг.2,г) с выхода "д" третьего D-триггера 5 следуют импульсные сигналы в соответствии с фиг.2,д а с выхода "е" четвертого D-триггера 6 - импульсные сигналы в соответствии с фиг.2,е.

В результате передние фронты импульсов с выхода "е" четвертого D-триггера 6 имеют задержку на время Δt по сравнению с фронтами импульсов на выходах "б" и "в" первого D-триггера 3. Отношение частот f₂/f₁=25 выбрано так. чтобы время задержки Δf было

Значение k - составляет I или 2 в зависимости от величины несинфазности частот f₁ и f₂.

В результате поступления на вход синхронизации пятого D-триггера 8 сигналов с выхода "е" четвертого D-триггера 6 и на вход сброса сигналов с выхода "в" первого D-триггера 3 и с выхода "ж" пятого D-триггера 8 получаются импульсные сигналы (фиг.2,ж), передние фронты которых имеют задержку на время Δt.

При поступлении на вход синхронизации шестого - D-триггера 9 сигналов с выхода "е" четвертого D-триггера 6 и на вход сброса сигналов с выхода "б" первого D-триггера 3 на выходе "к" шестого D-триггера 9 имеются импульсные сигналы (фиг.2,к), задние фронты которых имеют задержку на время Δt по сравнению с задними фронтами импульсов в соответствии с фиг.2,к.

С выхода "ж" пятого - D-триггера 8 и с выхода "к" шестого D-триггера 9 импульсные сигналы подаются на входы буферного усилителя 10, где усиливаются по мощности и подаются на входы импульсного усилителя мощности 11.

В сигнале на выходе "л" (фиг.2,л) импульсного усилителя мощности 11 передние фронты импульсов положительной полярности имеют задержку на время Δt по сравнению с задними фронтами импульсов отрицательной полярности, а передние фронты импульсов отрицательной полярности имеют задержку на время Δt по сравнению с задними фронтами импульсов положительной полярности. В результате каждый из ключей двухтактного усилителя мощности на транзисторных ключах открывается только после закрытия парного ему ключа. Поэтому через оба ключа ток одновременно не проходит, и не происходит разрушения транзисторных ключей. Следовательно, повышается надежность вторичного источника питания переменного тока.

Источники информации

1. Авторское свидетельство СССР №699664, кл. H 03 K 5/156. Прецизионный генератор синусоидального напряжения, 1979 г.

2. Патент США №3702569, НКИ 74-5.47. Источник питания переменного тока, 1972 г.

Формула изобретения

Вторичный источник питания переменного тока, содержащий отличающиеся частотами первый и второй источники импульсных сигналов, расщепитель фазы на первом и втором D-триггерах, инвертор, импульсный усилитель мощности, отличающийся тем, что введены третий, четвертый, пятый и шестой D-триггеры, буферный усилитель, второй источник импульсных сигналов выполнен с частотой сигналов в 20...30 раз большей частоты сигналов первого источника импульсных сигналов, выход первого источника импульсных сигналов подключен к входу инвертора и к входам синхронизации первого и второго D-триггеров, выход инвертора подключен к входам сброса третьего и четвертого D-триггеров, к входам синхронизации которых подключен выход второго источника импульсных сигналов, прямой выход третьего D-триггера подключен к информационному входу четвертого D-триггера, к прямому выходу которого подключены входы синхронизации пятого и шестого D-триггеров, прямой выход первого D-триггера подключен к входу сброса шестого D-триггера, инверсный выход первого D-триггера подключен к входу сброса пятого D-триггера, прямые выходы пятого и шестого D-триггеров подключены к входам буферного усилителя, к выходам которого подключены входы импульсного усилителя мощности.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2