NL1005035C2 - Een oscillator. - Google Patents

Description

5

Een oscillator

Deze uitvinding heeft betrekking op een oscillator, en in het bijzonder, alhoewel niet uitsluitend, op een oscillator voor het aansturen van elektrodeloze tegenlachten .

10 Er zijn ettelijke laagspanningsoscillatoren be schreven, waarin vermogens-FET's (veldeffecttransistoren) worden gebruikt als actieve inrichtingen. De gebruikte voedingsspanning is over het algemeen 12 of 28 volt.

Een bekend kenmerk yan vermogens-FET's is hun 15 hoge ingangscapaciteit, waardoor lading moet worden geladen en ontladen in iedere klokcyclus van de oscillator. Een transistor van het type RFD14N05 bijvoorbeeld (die wordt vervaardigd door Harris) heeft een aan-weerstand van 0,1 Ω, en een maximale leegloopspanning van 50 volt, 20 wat voldoende is voor 12-volts omzetters of oscillatoren, en levert misschien enkele tientallen Watt in een balansconfiguratie. De benodigde lading om de poort van een enkele RFD14N05 om te zetten, is echter over het algemeen 25 nanocoulomb. Indien deze lading rechtstreeks komt van 25 een +12-volts voeding bij de snelheid van 10 MHz, die nodig is voor een 10-MHz-omzetter of -oscillator, dan is het poortsturingsvermogen alleen 3 Watt per transistor, of 6 Watt per transistorpaar.

Evenals de moeilijkheid van het aansturen van 30 de poortelektroden, is er een verder bekend probleem, dat betrekking heeft op de kringfaseverschuiving van uit zichzelf oscillerende stroomkringen. Zoals algemeen bekend is, heeft een stabiele oscillator een kringfaseverschuiving, die ofwel nul is, ofwel een geheel veelvoud 35 van 2π is. Aangezien er bij 10 MHz een aanmerkelijke fa-severtraging bestaat ten gevolge van de transistoren, dient de poortsturingsschakeling een compenserende fase-vervroeging te bezitten, wat een weerstandsverlies moet 1005035 2 inhouden. Dit draagt op zijn beurt bij tot de poortstu-ringsverliezen.

Volgens de uitvinding wordt er een oscillator verschaft, die in staat vermogen te leveren vanuit een 5 gelijkstroomvoeding aan een belastingsorgaan bij frequenties boven 100 kHz, omvattend een paar veldeffecttransis-toren, die in tegenfase werken in een resonantiekring, en een spanningsbegrenzer, die in bedrijf een faseverschui-ving inbrengt in de resonantiekring en energie teruggeeft 10 aan de voeding. Deze inrichting is zeer eenvoudig en vermindert de poortsturingsverliezen.

De uitvinding zal nu worden beschreven, alleen bij wijze van voorbeeld, aan de hand van de bijgaande tekening.

15 Figuur 1 toont een stroomkringschema van een schakeling volgens de uitvinding. De in figuur 1 getoonde componenten zijn opgesomd in tabel 1 hierbeneden.

TABEL 1 20 Verwij-Soort component Waarde/serienum- zings- mer cij fer 1 Inductieve belasting

2 Condensator 100 pf, 6 kV

25 3 Wikkeling van transformator (1) 1 slag 4 Wikkeling van transformator (1) 3 slagen 5 Wikkeling van transformator (1) 3 slagen 6 Wikkeling van transformator (1) 3 slagen 7 Wikkeling van transformator (1) 3 slagen 30 8 Wikkeling van transformator (2) 3 slagen 9 Wikkeling van transformator (2) 7 10 Condensator 47 nf 11 Condensator 47 nf 12-15 Dioden BAT49 35 16-18 FET'S IRLL 014 19 Transistor 2N2222 20 Weerstand 5 Ohm 1005035 3

De transistoren 16 en 17, samen met nabijgelegen componenten 2-11, 14 en 15 vormen de oscillator. Door de transistoren 18 en 19, en componenten 12, 13 en 6, kan de oscillator aan en uit worden gezet, wanneer men 5 maar wil. Afgezien daarvan nemen de laatstgenoemde componenten geen deel in de oscillatie.

De component 1, wat overigens een inductor is, omvat het belastingsorgaan. In de praktijk bestaat het uit een schroefvormige winding, die ligt dichtbij een 10 glazen tegenlichtomhulsel. Stroom in 1 doet een gasontlading in het omhulsel afgaan, wat in bedrijf emissie van licht tot gevolg heeft. Vermogen, dat wordt verbruikt door het belastingsorgaan, heeft tot gevolg, dat component 1 een hiermee overeenkomende ohmse component heeft. 15 Componenten 1 en 2 worden automatisch aange stuurd tot zeer dichtbij resonantie door de faseverschui-vingen in de kring, en bepalen dus de werkfrequentie. Bij terugkoppeling is de reactieve component, condensator 2, betrokken, die een stroom laat gaan door reactieve wikke-20 ling 3, die op haar beurt zich verbindt met 4, 5 en 7. De twee getoonde transformatoren (de ene omvattend windingen 3-7, de andere windingen 8 en 9) waren bifilair gewonden op toroïden van 4C65 ferriet met een buitendiameter van 9,4 mm, vervaardigd door Philips. Andere reactieve 25 componenten in de terugkoppelingskring zijn de ingangsca-paciteit van transistoren 16 en 17, en de magnetiserende zelfinductie van de transformator die de windingen 3-7 bezit.

Dioden 14 en 15 zijn geleidend op elke halve 30 cyclus van de oscillatie, en geven oscillatorenergie terug aan de voeding (de aansluitpunten die zijn aangeduid met 30 in de figuur, worden verbonden met de nul-volts uitgangsspanning van een gelijkstroom-voeding (niet getoond) , terwijl de met 40 aangeduide aansluitpunten, wor-35 den verbonden met de +12-volts uitgangsspanning). Dit veroorzaakt een faseverschuiving in de golfvormen van de poort. Dioden 14 en 15 hebben een bijkomstige functie, namelijk dat, ten gevolge van het transformatoreffeet van 1005035 4 de de componenten 3-7 omvattende transformator, ze doeltreffend de poort aansturende spanning voor de tran-sistoren 16 en 17 begrenzen, dus de transistoren beschermen. Hun primaire functie volgens de uitvinding is echter 5 het verschaffen van een faseverschuiving. Componenten 10, 11, 7, 14, en 15 omvatten een diodeuitslagbegrenzerkring 35, die inductief is gekoppeld met de oscillator.

Bij de opstart, voordat de oscillator de modus voor het grote signaal is ingegaan, die wordt gekenmerkt 10 door geleiding van dioden 12 en 13, dient de kring te oscilleren bij globaal genomen dezelfde frequentie. Dit wordt gewaarborgd door ervoor te zorgen, dat de magnetiserende zelfinductie van de eerste transformator (3 - 7) resoneert met de ingangscapaciteit van de twee transisto-15 ren 16, 17 bij een frequentie die enigszins boven de bedoelde oscillatorfrequentie ligt; de precieze waarde is niet kritisch.

Door transistor 19 is het mogelijk, dat de oscillator beheersbaar op gang wordt gebracht, door het 20 aanleggen van een in positieve richting gaande puls van globaal genomen 30 ns wijd aan zijn poort. Dit stuurt stroom door 6, waardoor één van transistoren 16 of 17 aan wordt gezet. Andere manieren voor het op gang brengen van de oscillator, zoals de aanlegging van voorspanning op de 25 poorten van 16 en/of 17, zullen een deskundige op dit gebied duidelijk zijn.

Door de transistor 18 kan de oscillator beheersbaar tot stilstand worden gebracht. Door aanleggen van een positief niveau op de poort van 18, wordt 18 aan 30 gezet en worden de poorten van transistoren 16 en 17 kortgesloten op 0 V.

Dit op afstand bedienbare stop- en startsysteem is bedoeld voor regeling van tegenlicht, aangezien roet het regelen van de aan/uit-verhouding van de oscillator, 35 bij een herhalingsfrequentie van mogelijkerwijs 200 Hz, op geschikte wijze de helderheid kan worden geregeld. In de praktijk kan de helderheid worden veranderd over een bereik van ten minste 1000:1, gebruik makend van een ge- 1005035 5 schikt pulstijdmodulatieschema. Besturende middelen 33 worden verschaft om elektrische stuursignalen aan de oscillator door te geven, wanneer deze wordt gebruikt als onderdeel van een dergelijk pulstijdmodulatiestuursysteem 5 voor een elektrodeloze ontladingslamp. Dergelijke signalen van uitgangen 32 en 31 schakelen de oscillator naar behoefte aan en uit.

De voorkeur hebben oscillatorfrequenties in het bereik van 1-20 MHz, terwijl een zeer grote voorkeur 10 uitgaat naar frequenties in het bereik van 5-15 MHz.

1005035

Claims (6)

1. 5 l. Een oscillator die in staat is vermogen te leveren vanuit een gelijkstroomvoeding aan een belasting-sorgaan bij frequenties boven 100 kHz, omvattend een paar veldeffecttransistoren, die in tegenfase werken in een resonantiekring, en een spanningsbegrenzer, die in be-10 drijf een faseverschuiving inbrengt in de resonantiekring en energie teruggeeft aan de voeding.
2. 2. Een oscillator, zoals beschreven in conclusie 1, waarin de spanningsbegrenzer inductief is gekoppeld aan de resonantiekring.
3. 3. Een oscillator zoals beschreven in conclusie 1 of conclusie 2, waarin de spanningsbegrenzer bestaat uit een diodeuitslagbegrenzer.
4. 4. Een kringinrichting, omvattend een oscillator zoals beschreven in elke willekeurige voorafgaande 20 conclusie, middelen voor het op gang brengen van de oscillator in reactie op een eerste signaal en middelen voor het tot stilstand brengen van de oscillator in reactie op een ander signaal
5. 5. Een kringinrichting zoals beschreven in con-25 clusie 4, waarin de middelen voor het op gang brengen van de oscillator bestaan uit een een transformator magnetiserende zelfinductie, die resoneert met de ingangscapaci-teiten van het paar veldeffecttransistoren bij een frequentie die ligt boven de trillingsfrequentie van de os-30 cillator, als deze in bedrijf is.
6. 6. Een pulstijdmodulatiestuursysteem voor een ontladingslamp, omvattend een kringinrichting, zoals beschreven in conclusie 4 of conclusie 5, en besturende middelen voor inbrengen van de eerste en de verdere sig- 35 nalen in de kringinrichting volgens een pulstijdmodula-tieschema. 1005035