Генератор импульсов
ОП ИСАНИ Е
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик
Н 03 К 3/30 Геаудерстееииый комитет де делам изабретеиий и открытий Опубликовано 07.04.81. Бюллетень № 13 Дата опубликования описания 17.04.81 (53) УДК 621.373..44 (088.8) 1 Ю. Г. Толстов, А. В. Наталкин, А. М. Колок лкии; :.;., " С. Г. Забровский и Г. Б. Лазарев Ц ! Государственный научно-исследовател кий ВИ д:.:-,.;:,;.. 1 энергетический институт им. Г. М. Кржижатйптек (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах, предназначенных для генерации прямоугольных импульсов низкой и сверхнизкой частоты с гальванической развязкой выходного напряжения. Известен генератор импульсов, содержащий основной и вспомогательный источники питания, дроссель, конденсаторный накопитель, трансформаторы тока, два тиристорных коммутатора (1). Основной источник питания у такого генератора импульсов источник тока, причем в паузах между импульсами от этого источника потребляется номинальный ток, что значительно снижает КПД генератора и уменьшает его надеж-. ность. Для обеспечения необходимой крутизны фронта импульсов использован дополнительный источник напряжения, что усложняет схему генерат >ра. Наиболее близким к изобретению является генератор импульсов, содержащий двухтактный преобразовате. ь на транзисторах трансформатор обратной связи, контур формирования тока и ключевой транзистор (21. Питание такого генератора осуществляется от трех источников напряжения — одно2 го основного и двух дополнительных. Один из дополнительных источников обеспечивает форсированный запуск генератора, а следовательно и высокую крутизну переднего выходного импульса, другой — увеличение амплитуды выходного импульса в момент начала генерации. Погрешностью генератора являются сложность и низкий КПД,так как для форсировки запуска используется дополнительный источник, причем мощность от указанного источника потребляется как в процессе генерации, так и в паузах между импульсами. Кроме того, использование трансформатора. обратной связи с гальваническим разделением не позволяет получить высокой 1 крутизны выходных импульсов, вследствие наличия индуктивности рассеивания и межвитковой емкости у трансформатора. Все это усложняет схему генератора, снижает его КПД, а также крутизну переднего фронта выходных импульсов. Целью изобретения является упрощение устройства при повышении КПД и улучшение крутизны переднего фронта выходных импульсов. 819936 Достигается это за счет того, что в генераторе импульсов, содержащем двухтактный преобразователь на транзисторах, трансформатор обратной связи, обмотка которого подключена к двухтактному преобразователю, контур формирования тока и ключевой транзистор, между отводом обмотки трансформатора .обратной связи, выполненного по схеме автотрансформатора, и одной шиной для подключения источника питания включены последовательно связанные контур формирования тока, первичная обмотка введенного трансформатора тока, развязывающий диод и ключевой транзистор, между шинами источника питания установлена цепочка из последовательно соединенных резистора и диода, проводимость которого обратна проводимости развязывающего диода и параллельно которому включены развязывающий диод и ключевой транзистор, а вторичные обмотки трансформатора тока подключены параллельно эмиттер-базовым переходам транзисторов двухтактного преобразователя. При этом контур формирования тока содержит параллельно соединенные LC u RC-цепочки. На чертеже представлена принципиальная электрическая схема предлагаемого генератора импульсов. Генератор импульсов содержит двухтактный преобразователь 1, к выходным клеммам 2, 3 которого подключена обмотка автотрансформатора 4. Между выводом обмот- Зо ки автотрансформатора 4 и шиной 5 для подключения источника питания генератора включена цепочка из последовательно соединенных контура 6 формирования тока, первичной обмотки 7 трансформатора 8 тока, развязывающего диода 9 и ключевого транзистора 10. Между шиной 11 для подключения источника питания генератора и шиной 5 включены резистор 12 и диод 13, который подключен параллельно развязывающему диоду 9 и ключевому транзистору 10. Вторичные обмотки 14, 15, 16 и 17 трансформа4О тора 8 тока подключены к преобразователю. Первичные запускающие импульсы подаются между шиной и выводом 18 базы транзистора IO. Нагрузка снимается с клемм 2, 3 и 3, 19 непосредственно, а с клемм 2 45 и 19 через разделительный конденсатор, что позволяет исключить постоянную составляющую на нагрузке. Контур 6 формирования тока выполнен, например, из последовательно соединенных катушки индуктивности 20 и конденсатора 21, параллельно которым подключена форсирующая цепочка из последовательно соединенных резистора 22 и конденсатора 23 (LC и Rc-цепочки), что обеспечивает необходимую форму тока через первичную обмотку 7 трансформатора 8 тока, а следовательно и соответствующий базовый ток транзистора двухтактного преобразователя 1. Устройство работает следующим образом. При включении питания (первичные запускающие импульсы отсутствуют) ключевой транзистор 10 закрыт, конденсаторы 21 и 23 контура 6 формирования тока через резистор 12, а двухтактного преобразователя 1 непосредственно заряжаются от источника питания с полярностью, указанной на чертеже, до половины напряжения источника питания генератора (источник напряжения), поступающего на шины 5 и 11. При подаче на базу транзистора 10 первичного запускающего импульса транзистор 10 откроется, а конденсаторы 21 и 23 контура 6 формирования тока начнут разряжаться по цепи: первичная обмотка 7 трансформатора 8 тока, диод 9, транзистор 10, конденсатор 24 двухтактного преобразователя (емкость конденсаторов 24 и 25 двухтактного преобразователя 1 значительно больше емкостей конденсаторов 21 и 23 контура формирования тока 6), часть обмотки автотрансформатора 4 и соответственно катушки индуктивности 20 и резистор 22. При этом на вторичных обмотках 14 и 17 появляются положительные импульсы, открывающие соответствующие транзисторы 26 и 27 двухтактного преобразователя, а на обмотке автотрансформатора 4 будет сформировано напряжение, обеспечивающее регенеративный процесс включения указанных транзисторов. В дальнейшем генератор работает в автоколебательном режиме (при наличии первичного отпирающего импульса на базе транзистора 10), причем частота выходного прямоугольного напряжения определяется параметрами катушки индуктивности 20 и конденсатора 21, а величина тока через первичнуЬ обмотку 7 трансформатора 8 — соотношением витков обмоток автотрансформатора 4. При этом одна полуволна тока через первичную обмотку 7 трансформатора 8 проходит через диод 9 и открытый транзистор 10, а другая через диод 13. После снятия первичного управляющего импульса с базы транзистора 10 последний закрывается и разрывает цепь для протекания тока через обмотку 7 трансформатора 8 тока, что приводит к срыву автоколебательного режима и прекращению генерации (если ток обмотки 7 протекал через диод 13, то задержка в срыве колебаний может составить до одного периода выходной частоты генератора). При этом конденсаторы 21 и 23 снова заряжаются через резистор 12 до половины напряжения источника литания, что обеспечивает форсированное включение транзисторов 28 и 29 двухтактного преобразователя при очередной подаче первичного управляющего импульса на базу транзистора 10. Таким образом, на выходах генератора могут быть получены частотно заполненные 819936 Формула изобретения Составитель И. Горелова Редактор Е. Гончар Техред А. Бойкас Корректор С. Щомак Заказ 1117/34 Тираж 988 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушсиая наб., д. 4/5 Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 импульсы требуемой скважности и частоты с высокой крутизной переднего фронта частотно-заполненного импульса, что обеспечивается предложенной схемой. При этом для форсированного включения трназисторов двухтактного преобразователя не требуется дополнительный источник напряжения, что упрощает схему генератора, повышает его КПД и надежность. Применение автотрансформатора позволяет значительно уменьшить индуктивность рассеивания и паразитную емкость в цепи формирования базового тока транзисторов двухтактного преобразователя и, тем самым, повысить крутизну переднего фронта генерируемых импульсов, что уменьшает коммутационные потери в транзисторах двухтактного преобразователя и, следовательно, повышает КПД генератора. 1. Генератор импульсов, содержащий двухтактный преобразователь на транзисторах, трансформатор обратной связи, обмотка которого подключена к двухтактному преобразователю, контур формирования тока, ключевой транзистор, отличающийся тем; что, с целью упрощения устройства при повышении КПД и улучшении крутизны переднего фронта выходных импульсов, между отводом обмотки трансформ тора обратной связи, выполненного по схеме автотрансформатора, и одной шиной для подключения источника питания включены последовательно связанные контур формирования тока, первичная обмотка введенного трансформатора тока, развязывающий диод и ключевой транзистор, между шинами источника питания установлена цепочка из последовательно соединенных резистора и диода, проводимость которого обратна проводимости развязывающего диода и параллельно которому включены развязываюший диод и ключевой транзистор, а вторичные обмотки трансформатора тока подключены параллельно эмиттер-базовым переходам транзисторов двухтактного преобразователя. 2. Генератор по п. 1, отличающийся тем, что контур формирования тока содержит параллельно соединенные LC u Rc-цепочки. Источники информации, прннятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 448830, кл. Н 03 К 3/00, 1973. 2. Писарев А. Л., Деткин Л. П. Управление тиристорными преобразователями. М., «Энергия», !975, с. 231.
