PL57619B1 - - Google Patents

Description

Opublikowano: 15.VII.1969 57619 KI. 21 a1, 36/04 MKP UKD H.tok^/OZ* Wspóltwórcy wynalazku: mgr inz. Romuald Synak, mgr inz. Bohdan Wojtowicz Wlasciciel patentu: Instytut Maszyn Matematycznych, Warszawa (Polska) Uklad zabezpieczajacy przed przeciazeniem tranzystora w stopniu wyjsciowym pradowego generatora impulsowego o duzej opornosci wyjsciowej, obciazonego na wyjsciu odbiornikiem indukcyjnym, przeznaczony zwlaszcza dla urzadzen z ferrytowa pamiecia rdzeniowa Przedmiotem wynalazku jest uklad zabezpiecza¬ jacy przed przeciazeniem tranzystora w stopniu wyjsciowym pradowego generatora impulsowego o duzej opornosci wyjsciowej, obciazonego na wyj¬ sciu odbiornikiem indukcyjnym, przeznaczony zwlaszcza dla urzadzen z ferrytowa pamiecia rdze¬ niowa, który umozliwia zmniejszenie mocy strat w tranzystorze w czasie trwania plaskiej czesci impulsu pradowego i napiecia wstecznego w cza¬ sie zanikania pradowych impulsów prostokatnych o ostrych zboczach.Przy impulsowym pobudzaniu obciazenia, maja¬ cego charakter indukcyjny, wystepuja na takim ob¬ ciazeniu w chwili wlaczania i wylaczania pradu krótkotrwale przepiecia, których ampitude mozna okreslic z podstawowego wzoru: u = L _^i_ dt gdzie L odpowiada wartosci indukcyjnosci wlasnej di obciazenia, a wyrazenie okresla funkcje, wedlug dt której przebiega czolo i zbocze prostokatnego im¬ pulsu pradowego. Charakterystyczne w takim przy¬ padku jest przy tym to, ze zgodnie z powyzszym wzorem, impulsy przepieciowe powstajace w czasie odpowiadajacym trwaniu czola i zbocza impulsu pradowego, moga miec rózne amplitudy, ale zaw¬ sze maja przeciwne znaki. 10 15 20 25 30 W urzadzeniach z ferrytowa pamiecia rdzeniowa, gdzie zasilanie stopnia koncowego, tranzystorowego impulsowego generatora pradowego odbywa sie po¬ przez obciazenie indukcyjne, wystepuja trzy rózne wartosci chwilowe napiecia na zlaczu kolektor-ibaza lub kolektor-emiter tranzystora w zaleznosci od zastosowanego ukladu generatora.W pierwszym przypadku, kiedy trwa plaska czesc impulsu, napiecie u = 0 i wówczas cale napiecie zasilajace przenosi sie bezosrednio na kolektor, wskutek czego m!oc tracona w tranzystorze jest wte¬ dy bardzo duza.W drugim przypadku, kiedy trwa czolo impulsu, w obciazeniu indukuje sie impuls napieciowy o znaku przeciwnym do napiecia zasilajacego i zmniejsza je o wartosc bezwzgledna napiecia indukowanego wskutek czego wystepuje zmniejsze¬ nie mocy strat w tranzystorze. Zachodzi jednak mozliwosc wejscia tranzystora w stan nasycenia przez co uklad przestaje byc generatorem prado¬ wym. Aby zapobiec takim stanom, napiecie pola¬ ryzacji musi byc wieksze od impulsu napiecia in¬ dukowanego.W trzecim przypadku, kiedy trwa zbocze impul¬ su, w obciazeniu indukuje sie impusls napieciowy o znaku zgodnym z inapieciem zasilajacym i po¬ wieksza je o wartosc bezwzgledna napiecia indu¬ kowanego wskutek czego wystepuje wzrost mocy traconej w tranzystorze. Sumowanie sie napiecia zasilajacego z napieciem indukowanym w obciaze- 576193 niu, moze znacznie przekroczyc wartosc dopuszczal¬ na napiecia kolektora, co z kolei prowadzi juz do bardzo szybkiego zniszczenia tranzystora.Znane sa rozwiazania ukladów z ferrytowa pa¬ miecia rdzeniowa, w których impedancja falowa linii kompensowana jest pojemnoscia, Co powoduje zmniejszenie impedancji falowej i dzieki temu moz¬ na miedzy innymi zapobiegac równiez powstawa¬ niu duzych przepiec i szybkiemu niszczeniu tran¬ zystorów. Jest to rzecz oczywista jeden ze sposo¬ bów rozwiazania tego zagadnienia, bowiem wyma¬ ga on stosowania obciazen indukcyjnych kompenso¬ wanych pojemnoscia nie zawsze mozliwy do zrea¬ lizowania.Znane sa rozwiazania ukladów zasilajacych ferry¬ towe pamieci rdzeniowe, w których stosuje sie znacznie mniejsze stromosci zlbocza impulsów, jed¬ nakze takie rozwiazania powoduja wydluzanie cza¬ su trwania impulsu, a tym samym wydluzenie cy¬ klu pracy urzadzen pamieciowych.Znany jest równiez miedzy innymi ogranicznik amplitudy, opisany w patencie NRF Nr 1. 166.255, wykonany w postaci ukladu mostkowego z dioda, jednakze uklad taki jest znacznie drozszy oraz trudny do wykonania dla impulsów typu prostokat¬ nego, pilozejbnego itp., poniewaz reaguje slabiej na czola i zbocza impulsów.Celem wynalazku jest usuniecie wad omówionych rozwiazan przey równoczesnym zachowaniu duzych stromosci czola i zlbocza impulsów pradowych bez obawy o przeciazenie tranzystora.Cel ten osiagnieto dzieki rozwiazaniu, stanowia¬ cym przedmiot niniejszego wynalazku, w którym pomiedzy stopniem koncowym dowolnego prado¬ wego generatora impulsów prostokatnych o duzej opornosci wyjsciowej, wytwarzajacego impulsy pro¬ stokatne o ostrym czole i zboczu, zasilanego napie¬ ciem poprzez obciazenie indukcyjne, a obciazeniem indukcyjnym wlaczony jest dwójnik, na przyklad dwójnik równolegly typu RC o stalej czasu wiek¬ szej od czasu trwania czola impulsu oraz czasu trwania zbocza impulsu, a mniejszej od czasu trwa¬ nia plaskiej czesci impulsu.Dzieki zastosowaniu dwójnika RC w^ ukladzie generatora z obciazeniem indukcyjnym, zasilanego poprzez obciazenie, uzyskano zabezpieczenie tran¬ zystora w stopniu koncowym generatora przed prze¬ ciazeniem, przy czym nie ma znaczenia w^takim ukladzie to, czy obciazenie jest czysto indukcyjne, czy tez indukcyjno-oporowe. Dwójmik taki przed¬ stawiajacy soba mala opornosc dla chwili nara¬ stania i opadania impulsu, oraz duza opornosc dla plaskiej czesci impulsu pracuje jako ogranicznik amplitudy napiecia polaryzacji zlacza, co umozli¬ wia w konsekwencji zmniejszenie mocy strat tran¬ zystora i zmniejszenie przepiec w przypadkach stosowania obciazen o duzej indukcyjnosci i bardzo malej opornosci omowej. Ponadto odpowiedni do¬ bór stalej czasu zapewnia odpowiednie w czasie rozladowywanie sie kondensatora zapewniajace po¬ dejmowanie funkcji ogranicznika przez dwójnik dla ciagu impulsów.Wynalazek zostanie blizej wyjasniony na przy¬ kladzie wykonania przedstawionym na rysunku, z którym fig. 1 przedstawia uklad blokowy wyjscia 4 generatora impulsów prostokatnych polaczonego z obciazeniem poprzez dwójnik RC, a fig. 2 przedsta¬ wia pogladowo przebiegi krzywych impulsu prado¬ wego, napiecia indukowanego /na obciazeniu, napie- 5 cia dwójnika RC oraz linia przerywana przedsta¬ wiono przebieg napiecia na kolektorze w przypad¬ ku braku dwójnika, a linia ciagla przebiegu na¬ piecia na kolektorze przy stosowaniu dwójnika.Fig. 1 przedstawia uklad blokowy tranzystorowe¬ go wyjscia dowolnego impulsowego generatora pra¬ dowego 1, generujacego impulsy prostokatne, który obciazony jest odbiornikiem indukcyjnym 3, przy czym wyjscie 1 przedstawione jest alternatywnie, jako tranzystor pracujacy w ukladzie wspólnej ba- 15 zy lub ze sprzezeniem zwrotnym. Pomiedzy wyj¬ sciem generatora 1, a obciazeniem 3 wlaczony jest dwójnik 2, którego zadaniem jest zabezpieczyc tran¬ zystor w stopniu wyjsciowym generatora 1 przed przeciazeniami, jakie wystepuja podczas generowa- 20 nia impulsów.Dla wyjasnienia istoty dzialania ukladu, przed¬ stawionego na fig. 1, pokazane sa pogladowo na fig. 2 przebiegi napiec na poszczególnych elemen- 25 tach ukladu w czasie trwania pradowego impul¬ su prostokatnego. ' W celu otrzymania generatora pradowego o bar¬ dzo duzej opornosci wyjsciowej, jago stopien wyj¬ sciowy 1 jest zwykle tranzystorem pracujacym w 30 ukladzie wspólnej bazy luib ze sprzezeniem zwrot¬ nym. iWarunkiem podstawowym pracy tranzystora, jako zródla pradowego jest jego praca w stanie aktywnym, to znaczy, ze napiecie kolektor-baza musi byc wieksze od zera. W zwiazku z tym napie- 35 cie zasilajace U musi byc wieksze od napiecia uL indukowanego ma obciazeniu 3 przy stosowaniu tranzystora w ukladzie wspólnej bazy lub wieksze od sumy napiec uL i napiecia baza-masa w ukla¬ dzie ze sprzezeniem zwrotnym. Widac stad, ze 40 napiecie uL w sposób bezposredni wplywa na wy¬ bór inapiecia zasilania U.Na przykladzie stopnia wyjsciowego 1 generatora z tranzystorem pracujacym w ukladzie wspólnej bazy, przy obecnosci dwójnika RC 2, napiecie Uc 45 na kolektorze tranzystora wynosi: uc = U — uL — ud Przebieg napiecia uc w czasie trwania impulsu 50 pradowego zalezy zatem od wartosci napiecia zasi¬ lania U oraz przebiegów wartosci napiec Ul i na¬ piecia dwójnika Ud w poszczególnych fazach czasu trwania impulsu pradowego.W czasie narastania impulsu pradowego i wy- 55 stepuje imjpuls napiecia uL skierowany przeciwnie do inapiecia U, a nastepnie zanika w momencie po¬ jawienia sie plaskiej czesci impulsu pradowego i, aby wystapic powtórnie w czasie opadania impul¬ su pradowego i, ale juz o znaku przeciwnym powo- 60 dujacym przepiecie, jak to obrazuje przebieg na fig. 2 pokazany linia przerywana.Przebieg napiecia ua na dwójniku RC 2 przy stalej czasu dwójnika wiekszej od czasu trwania czola oraz od czasu trwania zbocza impulsu pra- 65 dowego i, a mniejszy od czasu trwania jego pla-5 sklej czesci umozliwia zmniejszenie napiecia uc podczas plaskiej czesci impulsu i, a wiec i zmniej¬ szenie mocy strat tranzystora oraz powoduje zmniejszenie napiecia na kolektorze podczas zani¬ ku impulsu pradowego i. PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Uklad zabezpieczajacy przed przeciazeniem tran¬ zystora w stopniu wyjsciowym pradowego gene¬ ratora impulsowego o duzej opornosci wyjsciowej, obciazonego na wyjsciu odbiornikiem indukcyjnym, 6 przeznaczony zwlaszcza dla urzadzen z ferrytowa pamiecia rdzeniowa, w którym generator wytwa¬ rza pradowe impulsy prostokatne o ostrym czole i zlboczu, znamienny tym, ze pomiedzy wyjsciem (1) generatora, a obciazeniem (3) jest wlaczony dwój- nik (2), na przyklad dwójnik równolegly typu RC o stalej czasu wiekszej od czasu trwania czola oraz od czasu trwania zbocza impulsu (i) i mniejszy od czasu trwania plaskiej czesci impulsu (i) stanowia¬ cy uklad ograniczajacy amplitude napiecia kolek¬ tora tranzystora na wyjsciu (1) generatora.KI. 21 a1, 36/04 57619 MKP H 03 k fi,. 4. U UC*U-UL~ bez dwójnika. TZC Uc*i/-UL-U„ -*¦ * dwójnikiem RC -*t fig-2. |ZG i„Ruch" fW^wa, zam. 483-69 inakl. 1240 egz. PL