Способ синхронизации транзисторного автогенератора

 

О П И C A Н И Е и 919032

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социапистичесиик

Рес ублии (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22)Заявлеио05.12.78 (21) 2693140)24-07 (5! )М. Кл .

Н 02 М 7/52 с присоединением заявки рй (23) Приоритет е1аударстеаиа11 канитет

СССР ае йелаи мзабретений и вткритн11 (53) УДК 621. 314.

° 58 (08, 8) Опубликовано 07.04.82. Бюллетень № 13

Дата опубликования описания 07.04. 82. (72) Автор изобретения

/ " !

Б.А. Лапин

Научно-исследовательский институт автбйажки и электромеханики при Томском институте автоматизированных систем управления и радиоэлектроники (71 ) Заявитель

3 (54 СПОСОБ СИНХРОНИЗАЦИИ ТРАНЗИСТОРНОГО

АВТОГЕНЕРАТОРА

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при разработке вторичных источников электропитания.

Известны способы двухполупериодной синхронизации, при которых переключение транзисторов автогенератора в обоих полупериодах происходит по синхрониэирующим импульсам Я, (2 jи (3).

Известен также способ двухлолупериодной синхрониз ации, з аключающийт9 ся в переключении транзисторов автогенератора на каждом полупериоде по импульсам задающего каскада (4 1.

Недостаток известного способа т5 двухполупериодной синхрониз ации — низ. кая устойчивость синхронизации, которая переходит в однополупериодную, если промежуток времени между естественным переключением автогенератора, происходящем при насыще- . нии трансформатора, и последукщим синхроимпульсом меньше периода синхронизации. Переход двухполупериодной синхронизации в однополупериодную является аварийным режимом автогенератора, так как сопровождается удвоением частоты выходного напряжения, искажением его формы и перегрузкой транзисторов.

Обычно сбои двухполупериодной синхронизации происходят в переходных режимах пуска автогенератора, сброса-наброса нагрузки, при регулировании частоты более чем на 5-10Х Для повышения устойчивости двухполупериодной синхронизации предлагаются специальные цепи, обеспечивающие поступление первого синхроимпульса в определенной фазе относительйо момента естественного переключения и рекомендуется использовать для трансформаторов магнитопроводы с зазором.

Однако эти меры не устраняют полностью возможность сбоев,двухполупериодной синхронизации, не обеспечивают ее восстановление и не расширяют диапазон регулирования частоты.

919032

Цель изобретения — повышение устойчивости синхронизации и расширение Диапазона регулирования частоты.

Поставленная цепь достигается тем, что в способе синхронизации 5 автогенератора путем переключения транзисторов на каждом полупериоде по синхроимпульсам задающего каскада с синхронизирующим входом, а моменты переключения автогенератора 10 формируют дополнительные синхроимпульсы и подают их на синхронизирующий вход задающего каскада.

На Фиг. 1 показана схема устройо ства реализующего способ синхрони- !5 зации, на фиг. 2 — диаграммы напряжений; на фиг. 3 — петля гистерезиса выходного трансформатора автогене. ратора.

Устройство содержит задающий кас-, «ад 1, имеющий синхронизирующий вход

2 и выход 3, автогенератор 4, синхронизирующий вход 5 которого соединен с выходом задающего каскада, нагрузку

6 и формирующую цепь 7, подключен- . ную своим выходом к синхронизирующему входу 2 задающего каскада.

Задаюций каскад выполнен по схеме

RC-генератора 8-10 на однопереходном транзисторе !1, межбаэовое сопро- 30 тивление которого шунтируется транзистором 12.

Автогенератор выполнен на силовых транзисторах 13 и 14, соединенных с обмотками 15 и !6 трансформатора 17 по схеме мультивибратора Ройера. Резисторы 18 и 19 обеспечивают запуск автогенератора при включении питайия.

Синхронизация автогенератора осуществляется с помощью RC-цепи 20 и 21 и двунаправленного ключа 22-23.

Цепь 24-25 предназначена для ограничения сквозных токов через транзисторы при их переключении.

Нагрузка авторогенератора образована реостатом 26.

Формирующая цепь состоит из резистора 27 и конденсатора 28, соединенных через выпрямительный мост 29. Обмотка 30 трансформатора 17 через вы50 ключатель соединена с цепочкой 28-29

27, осуществляющей дифференцирование напряжения с последующим выпрямлением дифимпульсов.

Силовые транзисторы автогенератора 55 переключаются импульсами разрядного тока конденсатора 21, протекающего через входные цепи транзисторов 13 и

14 при включении транзистора 22 по с инхр оимпул ь с ам, Если при включении питания в устройстве возникает однополупериодная синхронизация (выключатель разомкнут), нечетные переключения автогенератора происходят естественным путем при насыщении трансформатора 17, а четные переключения — по синхроимпульсам задаюцего каскада.

Пусть в момент t< трансформатор

17 насыщается и происходит естественное переключение автогенератора (фиг. 2). После переключения индукция увеличивается от индукции насыцения — К, что соответствует перемещению рабочей точки из положения а вверх по петле гистерезиса (фиг. 3) .

В момент и происходит переклюгение автогенератора по СИ, после которого рабочая точка из положения б начинает перемещаться вниз по петле. Когда индукция достигает значения — В5, происходит второе естественное переключение автогенератора (момент и точка в на петле гистерезиса). К приходу второго СИ в момент t рабочая точка поднимается до положения г, а после переключения автогенератора начинает опять опускаться по петле к значению индукции — В . При выходе точки на уровень — В происхо5 дит третье естественное переключение автогенератора (момент tg) . В дальнейшем (моменты t "1 ) процесс синх-!

5! рониэации протекает аналогично с траекторией рабочей точки: — д — е — ж— и-к-л — м.

Рассмотрим процесс восстановления двухполупериодной синхронизации. Допустим, что после момента t ù замыкается выключатель и на вход эадаюцего каскада в момент t соответствующий естественному переключению автогенератора 4, поступает импульс СИ р„.

По этому импульсу задаюций каскад срабатывает одновременно с переключением автогенератора„ вследствие чего следующее срабатывание задающего каскада отодвигается до момента

t< (фиг. 2). Теперь между естественным переключением автогенератора 4 (t ) и приходом следующего СИ (g< ) существует больший промежуток времени, чем в предыдущем режиме на интервале t< -й . Вследствие этого индукция на трансформаторе изменяется на большую величину, соответствующую

5 9190 перемещению рабочей точки по петле из положения м до положения н. После переключения автогенератора в момент

t рабочая точка к моменту 1 прихода следунщего СИ как раз опускается до уровня — В, и затем после переключения автогенератора 4,по СИ опять начинает перемещаться вверх по петле до прихода СИ в момент t<<. Данный режим .является режимом двухполупери- 10 одной синхронизации, так как каждое переключение автогенератора 4 происходит по СИ. Рабочая точка в этом режиме перемещается по траектории м — н — п - р и т.д. 15

Таким образом, по фронтам выходного напряжения автогенератора формирунщая цепь 7 формирует дополнительные синхроимпульсы СИ ап, порядок появления которых указан на фиг. 2 щ стрелками. Импульсы CRT поступают на синхронизирующий вход 2 задающего каскада вслед за его срабатыванием, поэтому они не влияют на его работу и не изменяют период следования 2$ синхроимпульсов (фиг. 2).

Предлагаемый способ синхронизации обеспечивает устойчивую двухполупериодную синхронизацию как в устано" вившемся режиме, так и в переходных щЕ режимах пуска, из менения нагрузки, регулирования частоты. Эксперименты в частности, показывают, что диапазон регулирования частоты автогенератора при синхронизации по предлагаемому способу расширяется до 10: 1 и более. Двухполупериодная синхронизация не нарушается также при работе автогенератора на частоте, близкой

32 к частоте автоколебаний Это позволяет выбирать частоту автоколебаннй автогенератора лишь немногим меньше час. тоты синхронизированного режима и за счет этого уменьшить габариты трансформатора.

Использование способа синхронизации во вторичных источниках питания способствует повышению их эксплуатационной надежности, улучшению регулировочных свойств и массо-габаритных показателей.

Формула изобретения

Способ синхронизации транзисторного автогенератора путем переключения транзисторов на каждом полупериоде но синхроимпульсам задающего каскада с синхронизирунщим входом, о -т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения устойчивости синхронизации и расширения диапазона регулирования частоты, в моменты переключения автогенератора формируют дополнительные синхроимпульсы и подают их на сикхронизирующий вход задающего каскада.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Авторское свидетельство СССР

У 494841, кл. Н 02 И ?/52, 1975 °

2. Патент США Ф 3962626, кл. 321-45, 1975.

3. Патент Великобритании

Р 1456338, кл. Н 2 F, 1976.

4. Тихомиров В.К. Импульсная синхронизация транзисторных преобразователей. — "Электроника", 1966, В 8.

919032

Составитель И. Никитин

Редактор Л. Пчелинская Техред Т.Маточка Корректор Н. Стец

Заказ 2158/37 Тираж 719 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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