Ключевой генератор

 

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в качестве генератора большей или средней мощности в радиопередающих устройствах, преобразователях напряжения и т.п. Целью изобретения является повьппение надежности генератора . Для достижения этой цели в генератор дополнительно введены ключевые элементы 6J-6,N, выключатель 7, пороговые элементы 8.1-8.N, дешифратор 9 и N дополнительных обмоток по одной на каждый трансформатор. Кроме того, генератор содержит ключевые каскады 1.1-1,N, шины 2 и 3 питания, трансформаторы 4.1-4.N, нагрузку 5. Дешифратор 9 содержит сумматор 10 и пороговый элемент 11, В данном генераторе выход из строя дву или трех ключевых каскадов не повлечет выхода из строя генератора, а при отказе ключевого генератора исправные ключевые каскады не выходят из строя. 1 ил о С «б (Л со со ю СП ЬО

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А1

„„SU„„1332521 (51)4 Н 03 К 3 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3873809/24-21 (22) 21.03.85 (46) 23.08.87. Бюл. М - 31 (71) Ленинградский электротехнический институт связи им. проф. М.А.БончБруевича (72) В.А.Галахов, М.А.Сиверс и С.Н.Скорик (53) 621.318.(088,8) (56) Патент С!НА !1- 3716777, кл, 321/27Р, опублик. 1973.

Справочник по полупроводниковой электронике. — М,: Машиностроение, 1975, с. 327, рис. 6.20. (54) КЛЮЧЕВОЙ ГЕНЕPATOP (57) Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в качестве генератора большей или средней мощности в радиопередающих устройствах, преобразователях напряжения и т,п. Целью изобретения является повышение надежности генератора. Для достижения этой цели в генератора дополнительно введены ключевые элементы 6.1-6.N выключатель

7, пороговые элементы 8.1-8.N дешифратор 9 и N дополнительных обмоток по одной на каждый трансформатор.

Кроме того, генератор содержит ключевые каскады 1.1 — 1.N шины 2 и 3 питания, трансформаторы 4.1-4,N нагрузку 5. Дешифратор 9 содержит сумматор !О и пороговый элемент 11. В данном генераторе выход из строя дву> или трех ключевых каскадов не повн лечет выхода из строя генератора, а при отказе ключевого генератора исправные ключевые каскады не выходят . из строя ° 1 ил.

1332521

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в качестве генератора большей или средней мощности в радиопередающих устройствах, преобразователях напряжения и т,п.

Цель изобретения — повышение надежности.

На чертеже приведена функциональ- 10 ная схема ключевого генератора.

Устройство содержит N ключевых каскадов 1.1-1.М, шины 2 и 3 питания, N трансформаторов 4.1-4.N нагрузку

5, N ключевых элементов 6.1-6.N выключатель 7, N пороговых элементов

8,1-8.N, дешифратор 9, содержащий, например, сумматор 10 и пороговый элемент 11. При этом выключатель 7 и М ключевых каскадов 1 соединены 20 последовательно по питанию, а выходы ключевых каскадов подключены к первичным обмоткам N трансформаторов 4, Ю вторичные обмотки которых соединены последовательно и подключены к нагрузке 5, причем дополнительные обмотки трансформатора 4 через пороговые элементы 8 соединены с N входами дешифратора 9, выход которого соединен с управляющим входом выключателя З0

6, и, кроме того, выход каждого из N пороговых элементов соединен с управляющим входом соответствующего ключа 6, шунтирующего по питанию соответствующий ключевой каскад 1.

Дешифратор 9 может содержать сумматор 10, входы которого являются входами дешифратора, причем выход сумматора соединен с пороговым элементом 11, имеющим заданный порог 40 срабатывания, На выходе дешифратора

9 присутствует сигнал, если на m или более его входов поступает сигнал с пороговых элементов 8, Порог срабатывания дешифратора 9 может быть эа- 45 дан порогом переключения порогового элемента 11. Пороговый элемент 8 построен таким образом, что при превышении напряжением на его входе заданной величины (u ) на выходе порогово- 50

ro элемента 8 появляется сигнал, который сохраняется в дальнейшем и при отсутствии сигнала на входе порогового элемента 8„ Сброшен же порого-,. вый элемент 8 в исходное состояние может быть либо выключением устройства, либо действием оператора (после замены соответствующего неисправного блока). Для выполнения данной функции блок 8 может содержать последовательно соединенные выпрямитель (диод) и релейный элемент с гистерезисом, или несиметричный триггер и т.д.

Выключатель 7 разрывает силовую цепь при поступлении на его управляющий вход сигнала с выхода дешифратора 9. В простейшем случае роль выключателя 7 может выполнять реле.

Ключи 6 замыкают цепи питания ключевых каскадов 1 при поступлении на их управляющий вход сигнала с выхода пороговых элементов 8. В простейшем случае роль ключа 6 может выполнять низкочастотный мощный транзистор.

Ключевые каскады 1 в предлагаемом устройстве могут быть собраны по различным двухтактным схемам. Однако наиболее перспективной с точки зрения наилучшего использования ключевых элементов (транзисторов) ключевого каскада 1 по напряжению является его построение по мостовой схеме. Причем в состав ключевого каскада 1 должен входить блокирующий конденсатор, включенный между его шинами питания, для устранения высокочастотных пульсаций напряжения питания каждого ключевого каскада 1, Ключевые каскады

1 могут быть как с внешним возбуждением, так и автоколебательными.

Генератор работает следующим образом.

При включении генератора напряжение на выходах пороговых элементов 8 и дешифратора 9 отсутствует, вследствие чего выключатель 7 находится .во. включенном состоянии, а ключи 6 разомкнуты, и к всем ключевым каскадам прикладывается напряжение питания (между шинами 2 и 3 питания). Ключевые генераторы 1.1-1.N генерируют импульсные напряжения, которые складываются с помощью трансформаторов

4.1-4.N и прикладываются к нагрузке

5. При этом напряжения питания на ключевых каскадах 1 распределяются пропорционально эквивалентному сопротивлению их нагрузки, Если все ключевые каскады 1.1-1,N имеют одинаковую мощность и рассчитаны на одинаковое рабочее напряжение, то все трансформаторы 4.1-4.N должны быть идентичными, тогда напряжение питания каждого ключевого каскада составит

Е/N. При необходимости иное распределение напряжения может быть достиг1332521

45 нуто изменением коэффициента трансформации трансформаторов 4.1-4,N.

На входы пороговых элементов 8 прикладываются импульсные сигналы с амплитудой, пропорциональной напряжению питания данного ключевого, каскада 1.1-1,N.

Если в каком-либо ключевом каскаде выходит из строя ключевой элемент 10 (транзистор) на обрыв, или происходит обрыв в цепи первичной обмотки трансформатора, то амплитуда сигнала на дополнительной обмотке трансформатора превысит заданную величину 15

О, соответствующую допустимому напряжению питания ключевых элементов (транзисторов) ключевого каскада

1.1-1.N и пороговый элемент 8 включается. В результате этого соответст- 20 вующий ключ 6 шунтирует по питанию неисправный ключевой каскад 1,1-1.N и сохраняет работоспособность ключевого генератора в целом. При этом напряжение питания на остальных ключевых каскадах несколько возрастает.

Короткое же замыкание в ключевом ге-нераторе также не нарушает работу генератора, а только приводит к повьппению напряжения питания других 30 ключевых каскадов 1,1 — 1.Nи не требует применения дополнительныхмер (как при выходе из строя каскадов на обрыв).

После замыкания какого-либо ключа

6.1-6.N сигнал на выходе соответствующего ключевого каскада 1,1-1,N исчезает, однако сигнал на выходе данного порогового элемента 8.1-8.N сохраняется, что обеспечивается логикой работы порогового элемента. 40

В случае выхода иэ строя и ключевых каскадов 1.1-1.М напряжение питания на остальных ключевых каскадах составит Е/(N-п)и если оно не превьппает максимально допустимое напряжение этих каскадов, то генератор сохраняет работоспособность. Если же выходят из строя m каскадов (m i n) в результате чего напряжение на остальных каскадах Е/(М-m) превы50 шает допустимое, на выходе дешифратора 9 появляется сигнал, размыкающий выключатель 7 и исключающий выход иэ строя остальных исправных ключевых каскадов генератора, При этом очевидно, что время отработки схемы по, выключению выключателя 7 должно быть меньше времени нарастания напряжения на ключевых каскадах (определяемого в существенной степени величиной конденсатора в их цепи питания) .

Таким образом, ключевой генератор сохраняет свою работоспособность при выходе иэ строя любого допустимого числа ключевых каскадов 1, а при возникновении групповых перенапряжений или выходе иэ строя недопустимо большого числа ключевых каскадов

1.1 — 1.М обеспечивается защита от перенапряжений исправных ключевых каскадов и отключение ключевого генератора от сети. Благодаря этому существенно повышается (в несколько раэ) время безотказной работы ключевого генератора, В предлагаемом устройстве выход из строя нескольких (20-ЗОБ) ключевых каскадов не повлечет выхода из строя генератора (естествеино, что при этом надежность дальнейшей его работы будет ниже первоначальной— при всех исправных ключевых каскадах), И даже при отказе ключевого генератора исправные ключевые каскады не выходят из строя.

Формула и э о б р е т е н и я

Ключевой генератор, содержащий последовательно соединенные между шинами питания N ключевых каскадов, вьжоды которых соединены с первичными обмотками соответствующих N трансформаторов, вторичные обмотки которых соединены последовательно и подключены к клеммам для подключения нагрузки, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения надежности, введены N ключевых элементов, подключенных параллельно соответствующему ключевому каскаду, N пороговых элементов, дешифратор,, выключатель и N дополнительных обмоток, по одной на каждом трансформаторе, выводы каждой из которых через соответствующий пороговый элемент соединены с одним из N входов дешифратора, выход которого соединен с управляющим входом выключателя, включенного последовательно в цепь питания ключевых каскадов, а управляющий вход каждого иэ М ключевых элементов соединен с выходом соответствующего порогового элемента.