Формирователь импульсов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических . Республик 692020

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дололиительмое к авт. свид-ву(22) Заявлено 290672(21) 1803059/24-07 (51) М. Кл,2

Н 02 М 1/08 с присоедииеиием заявки М

Государствеииый комитет

СССР ао делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 151079 иоллетень Но 38 (13) УДК 621 314 632 (088.8 ) Дата опубликования описания 151079 (72) Авторы изобретения

Ю.M.Божин и Г.С.Мыцык о

Московский ордейа Ленина энергетический институт (71) Заявитель (54) ФОРМИРОВАТЕЛЬ ИМПУЛЬСОВ

Изобретение относится к устройствам импульсной техники и может найти првмейение в одноканальных системах управления выпрямителями нри построе - с нии стабилизированных по напРяжению инверторов,:а также в электрических регуляторах и стабилизаторах.

Известны формирователи импульсов, решающие задачу преобразования знако- 1 переменного сигнала в импульсную последовательность (11 и (23.

Недостатком известных формирователей является то, что в случае предъявления к ним требований высокого КПД (при мощности от долей до . единиц Вт) и наличия нескольких галь- . ванических развязанных выходов ни одно из этих устройств не может удов- летворительно решить поставленную . задачу. - 20

Известен также формирователь, выполненный на основе магнитотранзисторного генератора Роэра (3) .

Так как импульсы, снимаемые с его выходных обмоток, должны иметь длительность существенно меньшую, чем .длительность полупериода управляющего (периодического непрерывного) сигнала, то трансформатор генератора дол- .3Q жен работать в режиме насыщения. И " таком случае для ограничения тока

Через травзисторы мУльтивибратора, принимающие большие значения в йаузах, между выходными импульсами, должны ,бйть приняты соответствующие меры;

Для ограничения этого тока в цепи питанИя мультйвибратора устанавливают балластное сопротивление. Однако это сильно снижает КПД такого преобразователя.

Целью изобретейия является повышение КПД и помехоустойчивости.

Для этого формирователь импульсов, содержащйй магнитотранзисторный гене;ратор, йапример, генератор Роэра, с балластньм сопротивлением в цепипитания и выходными обмотками, допол:нительно снабжен транзисторным ключом и выпрямителем, причем транзисторный ключ подключен параллельно баластному сопротивлению, а управляющий вход упомянутого ключа связан. через выпрямитель с одной из выходных обмоток.

На фиг.1 представлен формирователь, принципиальная схема; на фиг.2 — временные диаграммы, поясняющие работу формирователя.

Формирователь содержит магнито.транзисторный генератор Роэра, вы692020 полненный на трансформаторе 1 с коллекторными 2-3 и базовыми 4-5 обмотками и на транзисторах 6-7. В базовых цепях генератора установлены токостабилиэирующие резисторы 8-9, а управляющие переходы транзисторов эашунти- 5 рованы диодами 10-11. Входной сигнал . подают на базы транзисторОв 6-7 через ограничивающий резистор 12. Один иэ выводов цепи питания генератора (в данном случае минусовой) подключен к ис- io .фочнику питания через балластное сопротивление 13.

Транзисторный ключ 14 с цепью смещейия подключен параллельно балласт"йому сопротивлению. Выпрямитель 15 пи- 5 тается от выходной обмотки 16 генера тора. Цепь смещения в данном случае образована резистором 17, диодом 18 и балластньм сопротивлением 13.В базо вой цепи транзистора 1 4 установлен токостабилизируюший резистор 19. Выходной сигнал (фиг.2б) снимается с выходной обмотки 20.

Устройство работает следующим образом.

При подаче на его вход управляющего сигнала.Upi(фиг.2а), например, с плюсом на базу транзистора б, транзистор 7 отпирается и к коллекторной обмотке 3 прикладывается часть напряжения питания по цепи плюс источника 30 питания, транзистор 7,обмотка 3 диод

18 сопротивление 13,минуС источника питания. Кроме того, к базовой обмотке

5 также йрикладыКается часть управ ляющего сигнала Пв„. Совместное дей- Ç5 ствие напряжения йсточника питания 1 приводит к тому что на обмотках генератора в том числе и на обмотке

16 наводится ЭДС в результате, этого транзистор 14 начийает открываться 40 (током ) от выпрямителя 15 — фиг.2в).

Это в свою Очередь приводит к увеличению йайряжения, приклад(ываемого к обмотке 3. Напряжение на обмотке 16 также увеличивается, ток базы транзистора 14 ноэрастает еще больше и, таким образом, в результате действия положительной обратной связи транзистор 14 полностью открывается, а к обмотке 3 пРикладйвается напряжение питания Оп эа вычетом падения напряжения на полностью открытых трайзисторах 7, 14 и на диоде 18 цепи смещения. Через время t> сердеч-. ник трансформатора насыщается, ЭДС на обмотках,,в том числе и на обмот- 55 ке 16, пропадает и транзистор 14 закрывается, ликвидируя возможность резкого увеличения тока через транзистор 7 (и 14). Транзистор 7 остается открытым под действием управляю- 60 щего сигнала U < а транзистор 14 заперт отрицательным напряжением смещения;создаваемом .на диоде 18 током, протеКающим по цепи +Uп 7,3,18,13, Пй. С приходом на нхбд преобразовате-. 65

1ля полунолны управляющего сигнала другой полярности транзистор 7 закрывается, а транзистор 6 открывается.

Далее процессы понторяются в аналогичной последовательности, сердечник трансформатора перемагничивается в обратном направлениФ, а на обмотках трансформатора наводится ЭДС противо-. положной полярности. Длительность выходных импульсов допределяется

2ВЭ We<2> Sollcr

"и ц„10 где  — индукции насыщения сердечника (н теслах);

U - напряжение источника питания (в вольтах);

М число витков коллекторных обмоЭР) ток 3 (2 );

S — активное сечение сердечника акт 2. (н см ).

Таким образом, на интервалах (йп) отбора от преобразователя мощности

КПД его достаточно высок, так как в силовой цепи отсутствуют резисторы. В паузах мехсцу импульсами потребление мощности по силовой цепи крайне мало. и определяется лишь потерями на резисторе 13, величина которого, как правило, составляет единицы кОм.

Дальнейшее ограничение потерь в управляющих цепях транзисторов 6,7,14 обеспечивается известными средствамиприменейием транзисторных ключей с высоким коэффициентом усиления.

Формирователь может быть использован: в качестве регулируемого или ста-, билизированного по напряжению инвертора или в качестве системы управления этйм инвертором. При этом исполь-. зуется обратно пропорциойальная зависимость Ь от U „;

- — в качестве регулируемого или стабилизированного по напряжению конвертора (в этом случае обмотку

20 подключают к потребителю через выпрямитель и фильтр),или в качестве системы управления конвертором.

Регулировайие или стабилйзация выходного напряжения в этом случае обеспечивается или по принципу, частотной модуляции, т.е. изменением частоты y травляющего виходного сигнала U или на основании использования завйсимости t o2 Uil

На фиг.2 показан сигнал U qe удвоенной частотой по отношению к сигналу U „ на фиг.2а. Постоянная составляющая йа выходе ныпрямителя, поДключенного к обмотке 20, при этом равна(фиг.2)

Uo T Ut tel f2Uh с

Щ

1 ,где У = — частота следования выход2 2 ных однополярных импульсов;, 692020

Составитель О.Парфенова

Редактор Ю.Челюканов Техред М.Петко, Корректор Г. Решетник

Заказ 6234/48 Тираж 857. Подписное

ЦНИИПИ. Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11З035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

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

U - максимальное значение выходных импульсов;

- в качеСтве преобразователя частоты в напряжение; — в качестве одновибратора, работоспособного в широком диапазоне частот входного сигнала; — в качестве нуль-органа повышен:ной мощности с гальванически развяэанными выходами.

Формула изобретения . 0

Формирователь импульсов,.содержащий магнитотранзисторный генератор, напри-. мер генератор Роэра, с балластнвм сопротивлением в цепи питания и вйход- ными обмотками, о т л и ч а ю щ.и йя тем, что, с целью повйшения КПД и помехоустойчивости, он дополнитель- но снабжен транзисторным ключом и выI ,прямителем, причем транзисторный ключ подключен параллельно балластному сопротивлению, а управляющий вход упомянутого ключа связан через выпрямитель с одной йэ выхбдных обмоток.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Шипилло В.П, Булатов О.Г.

Расчет полупроводниковых систем управленйя вентильными преобразователями, N.-Л ., Энергия, 1 966, с.42-57.

2. Стейаненко И.П., Основы теории транзисторов и транзисторных схем, М.-Л., Энергия, 1967, с, 448 °

3. Сандлер А.С., Сарбатов P.Ñ., Преобразователи частоты для управле" ния асинхронными двигателями, М.-Л., Энергия", 1966, с. 78..

Ц