Ключевое устройство

 

Изобретение относится к импульсной технике я может быть использовагно в качестве формирователя двухполярных сигналов в мощных радиолередакщих устройствах, налример высокочастотных генераторах. Изобретение позволяет повысить КПД устройства при расширении рабочего диапазона частот. Это достигается путем введения в каждое плечо устройства второго диодй и второго резистора, а также введения конденсатора, включенного дифференциально через первые резисторы к входам ключевых элементов , а также з& счет использования дополнительных нелинейных цепей перезаряда входных емкостей ключевых элементов. На чертеже показаны трансформато 1 и 2, конденсатор 3, ключевой злемент 4 в каждом плече, состоящий из полевох о 5 и бнполярно - го 6 транзисторов, силовой диод 7, , первый 3 и второй 9 диоды, первый 10 и второй 11 резисторы,. вывода 1 12 и 13 перви шой обмотки трансформато ра 2, выходные клеммы 1.4 и 15 устройства , 1 ил. (Л с:

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

Ц91 <Е

А1 (5I)5 Н 03 К 17/04 17/56

Г

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

I . (46) 15,12.90. Бюл. У 46 . (21) 4092014/24-21 (22) 09.07.86 (72) A.À.Àïåêñàíÿí, В.А.Галахов, Л,E,Èãíàòüåâ, В,С. Китаев и В. Г.Йоисе. ев (53) 621. 382 . (088. 8) (56) Патент CIIIA В 4356416, кл. Н 03 К 17/56, 26.10i82.

Патент США И 4115740, кл.: 330-264, 19.09.78. (54) KJQHEBOE УСТРОЙСТВО

{57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использова.но в качестве формирователя двухполярных сигнапов в мощных радиопередающнх устройствах, например высокочастотных генераторах. Изобретение позволяет повысить КПД устройства при расщирении рабочего диапазона частот. Это достигается путем введения в каждое плечо устройства второго диода и второго резистора, а также введения конденсатора, включенного дифференциально через первые резисторы к входам ключевых элемен-. тов, а также за счет использования дополнительных нелинейных цепей перезаряда входных емкостей ключевых злементов. На чертеже показаны трансформаторы 1 и 2, конденсатор 3, ключевой злемент 4 в каждом плече, состоящий из полевого 5 и биполярно» го б транзисторов, силовой диод 7,, первый 8 и второй 9 диоды, первый

10 и второй 11 резисторы,. выводы 12 и 13 первичной обмотки трансформато ра 2, выходные клеммы 1.4 и 15 устройства. 1 ил.

1398741

Изобретение относится к области импульсной технике и может быть использовано в качестве формирователя двухполярных сигналов в мощных ридио5 передающих устройствах, например, высокочастотных генераторах.

Целью и зоб ре тенин является повыше; HIM КПД устройства при расширении рабочего диапазона частот. 10

На чертеже приведена принципиальная схема ключевого устройства.

Устройство содержит первый 1 и, второй 2 трансформаторы, конденсатор, 3 и н каждом плече ключевой элемент . 4, состоящий из полевого 5 и биполяр: ного б транзисторов и силового диода

7, первый 8 и второй 9 диоды, первый

10 и второй 11 g зисторы.

Выводы 12 и 13 первичной обмотки, второго трансформатора 2 являются входньп и клеммами устройства, а вы, воды 14 и 15 вторичной обмотки первого трансформатора 1 являются выходны; ми клеммами устройства.,25

Трайэисторы 5 и 6 ключевых элементов 4 соединены по схеме составного транзистора, причем сток полевого и коллектор биполярного транзистора, а также катод силового диода 7 в каж-30 дом из плеч объединены и подключены соответственно к крайним выводам первичной обмотки первого трансформатора 1 средняя точка которой через источник положительного напряжения

16 соединена с общей шиной. Змиттер биполярного транзистора 6 и ан д силового диода 7 ключевых элементов 4 объединены и соединены с общей .шиной, а затвор полевого транзистора 5 является входом ключевого элемента 4, 40

Катоды первого 8 и второго 9 диодов в каждом из плеч соответственно соединены с крайними выводами вторичной сбмотки второго трансформатора 2, средняя точка этой обмотки соединена с общей шиной.

Ключегое устройство функционирует следующим образом, От внешнего возбудителя на крайних выводах вторичной обмотки второго трансформатора 2 формируются противофазные разнополярные импульсы напряжения одинаковой амплитуды.

Ключевой элемент 4 открывается положительным импульсом напряжения и 55 закрывается отрицательным. Из-за различия во временах включения и выключения биполярного транзистора 6 в переходном процессе через одновременно открытые ключевые элементы, когда один быстро открылся, а другой медленно закрывается, возможно протекание больших сквозных токов.

Для компенсации этого явления вводится некоторая начальная задержкавк.точения полевого транзистора 5, но при этом обеспечивается форсированный процесс переключения ключевых элементов 4. Это осуществляется за счет использования конденсатора

3 и различных цепей (с различными постоянными времени) при заряде и разряде входной емкости затвор-исток полевого транзистора 5.

Цепь заряда до положительного напряжения состоит из резисторов 10 и 11. При этом вначале через резистор

11 переэаряжается конденсатор 3 на величину напряжения, равную четырем— амплитудам напряжения на вторичной обмотке второго трансформатора 2.

При этом вводится некоторая задержка включения, но уменьшается влияние на время переключения собственной входной емкости затвора полевого.

1 транзистора 5. Это дает воэможность существенно уменьшить запас на вели-, чину задержки, учитывающий реальный разброс величины входной емкости полевого транзистора и повысить тем самым рабочую частоту, переключения.

Раз ряжаетс я входная емкость затво- ра полевого транзистора через малое сопротивление открытого .диода 8, .а конденсатор 3 разряжается 1акже через очень малое сопротивление открытого диода 9, что обеспечивает минимальное время выключения ключевого элемента 4.

При этом, поскольку величича сопротивления резисторов 10 сравнительно невелика, напряжение, открывающее полевой транзистор 5, практически отслеживает напряжение на конденсаторе 3, и в свя."-.и с . ем, что оно изменяется в значительных пределах, обеспечивается быстрый процесс заряда емкости затвора полевого транзистора до псложительного напряжения, при котором достигается более полное открывание ключевого элемента и уменьшение на нем остаточного напряжения.

Б результате минимизации задержки выключения и малого разброса времени задержки включения ключевых эле13987 ментов на более высоких частотах уменьшаются сквозные токи и тем самым повышается КПД ключевого устрбйства.

Формула и зоб ре те ния

Составитель В.Лементуев

Техред, З.Днлык Корректор Г. Реше тник

Редактор О.Стенина

Тираж 675 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

IIo делам изобретений и открытий

1!3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Заказ 4334

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул . Проектная, 4

Ключевое устройство, соде ржащее два трансформатора и в каждом из двух 10 плеч первый резисрор, первый диод и ключевой элемент, состоящий из силового диода, полевого и биполярного транзисторов, эмиттер биполярного транзистора соединен с анодом силового диода и с общей шиной, база - с истоком, а коллектор — со стоком полевого транзистора и с катодом силового диода, причем коллектор бипоJIHpHoFo транзистора соединен сООт» ветственно с одним из крайних выводов первичной обмотки первого трансформатора, средняя точка которой через источник питания соединена с общей виной, а выводы вторичной обмотки рб

41

4 того же трансформатора являются выходными клеммами устройства, затвор полевого транзистора в каждом иэ плеч соединен с первым выводом первого резистора и анодом первого диода, катод которого соединен r соответствующим крайним выводом вторичной обмотки второго трансформатора, средняя точка которой соединена с общей шиной, а выводы первичной обмотки этого трансформатора являются входными клеммами устройства, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения КПД при расширении рабочего диапазона частот, в него введены конденсатор и в каждое из плеч второй диод и второй резистор, причем первый вывод второго резистора соединен с катодами первого и второго диодов того же плеча устройства, а вторые выводы первого и второго резисторов объединены и подключены к аноду соответствующего второго диода и к одной из обкладок конденсатора.