Формирователь мощного шим-сигнала

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскик

Сециалнстнчесмик

Ресвублик

К АВТОИ:КОМУ С ИТЙЛЬСТВУ (6t) Дополнительное к авт. сеид-ву В 817991 (Я)М. Кл.з . Н 03 К 5/12//

Н 03 K 7/08 (22) Заявлено 061179 (21) 2837417/18-21 с присоединением заявки Н9

Гесударетвенный коинтет

С С С Р. не Аеааи нзобретеннй н mgpLmla (23) Приоритет

Опубликовано 3 0g 1,81,бюллетень Н944 () НЖ 821. 371. .57 (088 ° 8) Дата опубликования описания 301181 (72) Авторы изобретения

В.Г.Еременко, A.Á.Òîêàðåâ, А.В.Сукманов, В. и F.È.Âåäeíååâ

Московский ордена Ленина энергетический инс,(71) Заявитель (54) ФОРМИРОВАТЕЛЬ МОЩНОГО ШИМ-СИГНАЛА

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть ис. пользовано при построении регуляторов постоянного тока и напряжения с широким диапазоном изменения тока и напряжения.

По основному авт. св. Р 817991 известно устройство, содержащее силовой транзистор, токовый трансформатор с силовой, запускающей и управ- 1О ляющей обмотками, управляющий транзистор и связи между ними (1).

его недостатком:является низкая надежность.

Известен также управляемый сило- !5 вой широтно-импульсный модулятор с токовой обратной связью, содержащий два силовых и два запускающих транзистора, нагруэочный резистор, блок управления, ключ переменного тока, 20 трансформатор, управляющая обмотка которого подключена к выходам ключа переменного тока, базы силовых транзисторов через базовые обмотки трансформатора соединены с попарно объеди- 25 ненными эмиттерами силовых и запускающих транзисторов, которые через силовые. обмотки подключены к щине питания и к первому выходу блока управления, общая шина через нагрузку 30

t подключена к объединенным коллекторам силового и запускающего транзисторов, второй выход блока управления соединен с входом ключа переменного тока (2) .

Его недостатком является большая мощность потребления.

Цель изобретения — уменьшение потребляемой мощности.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем два силовых и два запускающих транзистора, нагруэочный резистор, блок управления, ключ переменного тока, трансформатор, управляющая обмотка которого подключена к выходам ключа переменного тока, базы силовых транзисторов

,через базовые обмотки трансформатора соединены с попарно объединенными эмиттерами силовых и запускающих транзисторов, которые через силовые обмотки подключены к шине питания и к первому выходу блока управления, общая шина через нагрузку подключена к объединенным коллекторам силового и запускающего транзисторов, второй выход блока управления соединен,со входом ключа переменного тока, введены две буферные обмотки и базы соответствующих запускающих транзисторов

4 подключены к выходам блока управления через буферные обмотки.

На фиг. 1 приведена схема устрой ства на фиг ° 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство содержит два силовых транзистора l и 2, два запускающих транзистора 3 и 4, нагрузочный резистор 5, блок б управления, ключ 7 переменного тока, трансформатор 8, управляющая обмотка которого подключена к выходам ключа 7 переменного тока, базы силовых транзисторов 1 и 2 через базовые обмотки 10 и 11 трансформатора 9 соединены с попарно объединенными эмиттерами силовых и запускающих транзисторов 1-4, которые 15 через силовые обмотки 12 и 13 подключены к шине питания ик первому выходу 14 блока 6 управления, общая шина через нагрузочный резисТор 5 подключена к объединенным коллекторам си- Щ лового и запускающего транзистора

1-4, второй выход .15 блока 6 управления соединен со входом ключа 7 переменного тока, базы запускающих тРанзистоРов 3 и 4 подключены к выходам 16 и 1 7 блока б управления че рез буферные обмотки 18 и 19.

Устройство работает следующим ооразом.

С выхода 16 блока б управления поступает сигнал U3 „„ (фиг. 2) на запускающий транзистор 3, который при этом отпирается, так как напряжение на обмотках трансформатора тока 9, в том числе и на буферной обмотке 18 равно нулю. По цепи — шина питания, силовая обмотка 12, запускающий транзистор 3, нагруэочный резистор 5, общая шина — начинает протекать базовый,р и коллекторный 1Н ток запускающего транзистора 3. На базовой об- 40 мотке 10 и переходу .эмиттер-база силового транзистора 1 начинает протекать ток 7 О, трансформирующийся из силовой обмотки 12 и буферной обмотки

1 18 и равный по величине (при пренеб- 4 режении намагничивающим током трансформатора)

10 ,где W, И, W — числа витков обмоток 10, 12 и 18 трансформатора 9.

i На всех обмотках трансформатора 9 наводится ЭДС, причем ЭДС базовой обб- 55 мотки 10 открывает силовой транзистор

1 и поддерживает его в открытом состоянии, а ЭДС буферной обмотки 18 противоположна по знаку напряжению U с выхода 16 блока б управления gp (фиг. 2б) и разности (V >- W<8 )

Мю не хватает для поддержания запускающего тран зистора 3 в открытом состо,ток в янин, он запирается, так как . его базовой цепи уменьшается. После. 65

| этого ток базовой обмотки 10 умень-шается и становится равным своему установившемуся значению. н

I(5 0

Таким образом, открывание запускающего транзистора 3 происходит импульсом тока с длительностью 3с п примерно равно времени включения силового транзистора 1 (0,1 — 10 мк с), несмотря на то, что длительность запускающего сигнала П д равна длительности включенного состояния силовых транзисторов. К моменту окончания включенного состояния силовых транзисторов приходит закрывающий импульс с выхода 15 блока 6 управления на ключ 7 переменного тока (фиг. 2а), обмотка 8 закорачивается и происходит срыв колебаний, силовой транзистор 1 запирается. Далее оба силовых транзистора 1 и 2 находятся в запертом состоянии и нагрузочный резистор

5 отключен от источника питания. Затем аналогично включается запускающий транзистор 4, что приводит к включению силового транзистора 2.

При изменении полярности сигналов на буферной обмотке 18 и выходе 16 блока б управления во время другого полупериода к запускающему транзистору 3 прикладывается напряжение (Ч П вЂ” V < ) <О, поэтому запускаюып в щий трайзйстор 3 продолжает находиться в закрытом состоянии. Таким образом силовые транзисторы 1 и 2 поочередно включаются и обеспечивают подключение нагрузочного сопротивления

5 к источнику питания со скважностью, определяемой шириной эакорачивающих: ищпульсов блока управления с выхода

15 (фиг. 2а). При работе схемы имеет. ся такой режим, когда транзисторы 1 и 2 переключаются поочередно без паузы. В этом режиме включение обмоток

l8 и 19 позволяет осуществить форсированное отпирание запускающих транзисторов 3 и 4 и тем самым ускорить процесс переключения.

В этом режиме устройство работает следующим образом. При появлении напряжения на выходе 16 U „к перехо- . ду эмиттер-база транзистора 3 прикла- дывается напряжение, равное сумме

U + 0 дЭ. Напряженне П обусловлено продолжающимся некоторое время

3ап (4рд с) процессом рассасывания неосновных носителей работающего в прошедший полупериод транзистора 2. 8 течении времени „ напряжение обмоток трансформатора 9 сохраняет полярность, аналогичную полярности прошедшего периода. Открывающийся формированным ToKoMI обусловленным напряжением П „ + П „Э, транзистор 3, во-первых, открывает транзистор 1 и,,во-вторых, способствует скорейшему

886227 закрытию транзистора 2, так как,ток в его базовой обмотке 11 Хф уменьшается (а иногда меняет знак) и стано-, вится равным но величине

Xg = — %

«н зЭ н . ум

При этом процесс переключения си †., ловых транзисторов 1 и 2 происходит формированно, после чего ток базы запускающего транзистора 3 уменьшается. Далее йроцессы повторяются аналогично описанным. При коротком замыкании одной из обмоток трансформатора 9 тока,прн обрывах в цепях сило вых транзисторов 1 или 2 обратная связь автоматически отключается и в работу в качестве силовых вступают транзисторы 3 и 4,управляемые от блока 6 управления импульсами тока, равными по длительности времени работы,20 силовых транзисторов (фиг.2в).При. этом работоспособность устройства не нарушается.

Предлагаемое уотройство позволяет уменьшит .мощность управления запускающими транзисторами за счет автоматической регулировки длительности запускающих импульсов.

Формула изобретения

Формирователь мощного ШИМ-сигнала по авт. св. 9 817991, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью уменьшения потребляемой мощности, в .него введены две буферные обмотки и базы соответствующих запускакицих транзисторов подключены к выходам блока уп" равления через буферные обмотки.

Источники информации, принятые Bo,ííèìàíèå при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР

9 332200993322, кл. H 03 К -17/60,20.08.71.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 817991, 20.10.79.

886227

Редактор Ю.Середа

Заказ 10559/77: Тираж 991 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам ивобретений и открытий! ll3035, Москва, Ж-35, Раушская наб, д. 4/5

Og

Юц

f и1

Щ

Составитель Н.Коновалов

Техред,А.Ач КорректорВ.Бутяга

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