Генератор прямоугольных колебаний

 

Изобретение относится к полупроводниковой преобразовательной технике и может быть использовано в трансформаторных автогенераторах прямоугольных импульсов. Целью изобретения является упрощение генератора путем исключения магнитного пояса. Для этого в генератор дополнительно введены резистивный и резистивно-емкостный делители напряжения 9 и 10 соответственно и компаратор 11. Кроме того, генератор содержит трансформатор 1 с первичной обмоткой 2 со средней точкой 3, источник 4 питания, силовые транзисторы 5 и 6, вторичную обмотку 8, инверсный 12 и неинверсный 13 входы компаратора, выход 14 компаратора, блок управления 16 с входом 15 и выходами 17 и 18. Надежная работа генератора обеспечивается за счет введения в него компаратора и резистивно-емкостного и резистивного делителей и включения их по схеме, приведенной на чертеже. 2 ил. Ш (Л со 00 :о оо j: Фиг. 7

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (П 4 Н 03 К 3/53

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4029799/24-21 (22) 26.02.86 (46) 30.10.87. Бюл. N 40 (72) В.Н.Бродовский, Е.А.Титова и В.Я.Туровский (53) 621.318(088.8) (56) Мелешин В.И., Опадчий Ю.Ф. Симметрирование транзисторных преобразователей напряжения с внешним управлением. - C6. ЭТ, А/Под ред. Ю.И.Конева. — М.: Сов. радио, 1974, вып. 6, с. 50-54.

Юрченко А.И., Головецкий В.А., Картаев П.И. Транзисторные преобразователи с непосредственным контролем режима перемагничивания сердечника трансформатора. — Сб. 3T,A/Ïîä ред. Ю.И.Конева."М.:Сов. радио,1978, вып. 10, с. 118-122. (54) ГЕНЕРАТОР ПРЯМОУГОЛЬНЫХ КОЛЕБА—

НИЙ (57) Изобретение относится к полупроводниковой преобразовательной техни„„SU„„1348984 A 1 ке и может быть использовано в трансформаторных автогенераторах прямоугольных импульсов. Целью изобретения является упрощение генератора путем исключения магнитного пояса. Для этого в генератор дополнительно введены резистивный и резистивно-емкостный делители напряжения 9 и 10 соответственно и компаратор 11. Кроме того, генератор содержит трансформатор 1 с первичной обмоткой 2 со средней точкой 3, источник 4 питания, силовые транзисторы 5 и 6, вторичную обмотку 8, инверсный 12 и неинверсный 13 входы компаратора, выход

14 компаратора, блок управления 16 с входом 15 и выходами 17 и 18. Надежная работа генератора обеспечивается за счет введения в него компаратора и резистивно-емкостного и резистивного делителей и включения их по схеме, приведенной на чертеже.

2 ил.

1348984 индукции.

Генератор прямоугольных колебаний работает следующим образом.

В исходном состоянии напряжение источника 4 (11„) питания равно нулю. Равны нулю также напряжения блока 16 управления и компаратора 11.

Работа генератора начинается при подаче питающ!Ix напряжений. При этом в схеме генератора возникают автоко50

Изобретение относится к полупроводниковой! преобразовательной технике и может быть использовано в трансформаторных автогенераторах прямо5 угольных колебаний.

Цель изобретения — упрощение генератора путем исключения магнитного пояса.

На фиг. 1 изображена схема предла- 10 гаемого генератора;на фиг. 2 — графики, поясняющие его работу.

Генератор прямоугольных колебаний содержит трансформатор с первичной обмоткой 2 со средней точкой 3, под- 15 ключенной к шине источника 4 питания, к общей шине подключены эмиттеры с!.ловых транзисторов 5 и 6, коллекторы которых подключены к первому и второму 7 выводами первичной обмот- 20 ки 2 трансформатора 1, вторичная обмотка 8 которого одним выводом соединена с общей шиной, а вторым выводом — с одними выводами резистивного делителя 9 и резистивно-емкост- 25 ного делителя 10, другие выводы ко-! с>рых соединены с общей шиной, компаратор 11, инверсный вход которого 12 .оедпIIåII со средней точкой реэистив— но-емкостного делителя 10, а IIevrrriep- 30 си! !!! Ioä 13 — со средней точкой резистивного делителя 9. Выход 14 компаратора 11 соединен с входом 15 блока 16 управления, выходы 17 и 18 блока управления соединены с базами трав.зисторов 5 и 6 соответственно.

На фиг. 2 приняты обозначения:

U — напряжение на обмотках трансгр форматора 1; У, U . . — — напряжения на инверсном 12 и неи !версном 13 входах 40 компаратора 11; U„ — выходное IIBrl ряжение компаратора 11; токи с Irsioribix тра!! зпсторов 5 и 6, вl>E ìÿ > t t„> 6 t t t — момен Tbi ! I

i » n> 3> д> времени rt — ременной интервал 45

В и ll — индукция и напряженность в сердечнике трансформатора 1;+Б

fTl

- — максимальное положительное и

>> максимальное отрицательное значения лебания.Силовые транзисторы 5 и 6 поочередно переключаются, что обусловливает наличие на обмотках трансформатора 1 напряжения прямоугольной формы (фиг. 2а). Механизм возникновения автоколебаний показан на фиг. 2. После подачи питающих напряжений выходное напряжение 11„ компаратора 11 принимает либо положительное, либо отрицательное значение.Это напряжение поступает на вход 15 блока 16 управления, который обеспечивает переключение силовых транзисторов 5 и 6 в противофазе. Положительное напряжение на входе 15 блока 16 управления соответствует положительному напряжению на его выходе 17 и отрицательному напряжению на его выходе 18, что,в свою очередь, обеспечивает открытое состояние силового транзистора 5 и закрытое состояние ,силового транзистора 6. Отрицатель1 ное напряжение на входе 15 соответствует открытому состоянию силового транзистора 6 и закрытому состоянию силового транзистора 5.

Пусть в момент времени t„ (фиг.2) напряжение на выходе 19 компаратора

11 положительное. При этом открыт силовой транзистор 5 и закрыт силовой транзистор 6. На обмотках трансформатора 1 напряжение имеет полярность: плюс на начале обмоток, минус на конце. Напряжение втори ной обмотки 8 указанной полярности поступает на резистинно-емкостный и резистивный делители. Напряжение 0 инверсного входа 15 возрастает по мере переэаряда конденсатора делителя 10.

Напряжение 1;, неинверсного входа 13 постоянное. Разность напряжений U

Фи U, т.е, входное напряжение компаратора 11, по:!ажительная. Через время, равное време!»и полупсриода рабочей частоты генератора (в момент времени t,, фиг. 2), напряжение U превышает вели >пну напряжения U

4Это приводит к смене знака его выходного напряжсния с положительного на отрицательный. Соответственно силовой транзистор 5 закрывается, а силовой транзистор 6 открывается.При этом происходит смена полярности напряжения обмоток трансформатора 1.

Смена полярности напряжения вторичной обмотки 8 приводит к смене полярности напряжения U, и началу изменения напряжения U в сторону отри1348984 цатепьной полярности по мере перезаряда конденсатора делителя 10. Через время, равное полупериоду рабочей частоты генератора (в момент времени

5 фиг. 2), знака входного и выходного напряжений компаратора 11 с отрицательного на положительный. Далее процесс повторяется. 10

Параметры схемы генератора должны быть выбраны таким образом, чтобы время полупериода рабочей частоты генератора, определяемое временем переэаряда конденсатора делителя 10, 15 было меньше времени перемагничивания сердечника трансформатора 1, т.е, времени изменения его индукции под действием напряжения, приложенного к основной обмотке, н пределах 20 от -В до +В . Частный цикл перемегничивания трансформатора 1 для этого случая показан на фиг. 2 сплошной линией. В каждый полупериод рабочей частоты необходимо также обеспечить перезаряд конденсатора по начальному линейному участку экспоненты.Для этого постоянная времени перезаряда конденсатора должна в 5-10 раэ превышать время полупериода рабочей 30 частоты, а амплитуда напряжения на нем составлять 0,05 — 0,2 от величины напряжения вторичной обмотки 8.

Несимметрия работы генератора возникает из-за неодинаковых падений напряжения на открытых силовых транзисторах 5 и 6 и неодинаковых времен их переключения. В этом случае изменение индукции трансформатора

1 за разные полупериоды рабочей 40 частоты также неодинаково. Зто приводит к смещению частного цикла пере— магничивания трансформатора 1 от симметричного относительно начала координат положения в сторону области 45 насыщения, что, в свою очередь, приводит к несимметрии токов, протекающих по коллекторной цепи силовых транзисторов 5 и 6 (на фиг. 2 процессы при несимметричной работе генератора показаны пунктиром).

Принцип работы предлагаемого генератора предусматривает исключение смещения частного цикла перемагничивания трансформатора 1 в область глу- 55 бокого насьпцения, которое способно привести к недопустимо большим пикам тока намагничивания через один из силовых транзисторов 5 или 6.

Ограничение смещения частного цикла в область глубокого насыщения происходит следующим образом.

При входе рабочей точки по индукции в начало области насыщения сразу возрастает доля напряжения, прикладываемого к индуктивности рассеяния основной обмотки 2 трансформатора 1.

Соответственно уменьшается напряжение на его вторичной обмотке 8, а следовательно, и напряжение U на инверсном входе 13 компаратора 11. Причем напряжение U на его инверсном входе 12 в это время практически не изменяется, поскольку является напряжением на конденсаторе делителя 10, время перезаряда которого гораздо больше. Это приводит к изменению знака входного и выходного напряжений компаратора 11, переключению силовых транзисторов 5 и 6 и, следовательно, к выходу рабочей точки по индукции иэ области насьпцения.

Таким образом, в предлагаемом генераторе рабочая точка по индукции может входить лишь в начальную зону области насыщения. При этом компенсация влияния разности напряжения на открытых силовых транзисторах и времени их переключения на работу генератора производится корректировкой длительности полупериодов его рабочей частоты. При этом обеспечивается надежная работа генератора.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Генератор прямоугольных колебаний содержащий трансформатор, средняя точка первичной обмотки которого соединена с шиной питания, первый и второй силовые транзисторы, коллекторы которых соединены с первым и вторым выводами первичной обмотки трансформатора соответственно, вторичная обмотка трансформатора одним выводом соединена с общей шиной, выходы блока управления соединены с базами первого и второго силовых транзисторов соответственно, о т л и ч а ю щ и йс я тем,что, с целью упрощения генератора путем упрощения конструкции трансформатора,в него введены компаратор, резистивно-емкостный и резистивный делители, причем инверсный вход компаратора соединен со средней точкой резистивно-емкостного делителя, резистор которого соединен с

1348984 и,р

45 д кЕ е

Составитель Ю.Романовский

Редактор . 1.Пчолинская Техрсд Л.Олийнык

Корректор В. HÐH«

Заказ 5199/56 Т«раж 899

ВПИИПИ Государственного комитета СССР

I1v дс. l t. . иаоЬретеli l|1 II открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 вторым выводом вторичной обмотали трансформатора,а конденсатор — с общей шиной>нсиннертируищий вход компаратора соединен со средней точкой резистивного делителя, первый вывод которого соединен с вторым выводом вторичной обмотки трансформатора, а второй — с общей шиной, выход компа5 ратора соединен с входом блока управления. !