RU2028720C1

RU2028720C1 - Blocking oscillator

Info

Publication number: RU2028720C1
Authority: RU
Inventors: Р.М. Амиров; А.М. Амиров; В.В. Гагин; Я.М. Гиндлин; А.Д. Столяров
Original assignee: Амиров Рафаиль Миргаевич
Priority date: 1990-01-19
Filing date: 1990-01-19
Publication date: 1995-02-09

Abstract

FIELD: pulse equipment. SUBSTANCE: blocking oscillator has two transistors 1, 2 four resistors 3, 4, 5, 15, isolation diode 16, feedback transformer 6 with three windings 7-9, high-voltage transformer 10 with two primary 11, 12 and two secondary 13, 14 windings, two rectifiers 17, 18. EFFECT: enhanced efficiency when feeding high-capacity loads. 1 dwg

Description

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для формирования прямоугольных импульсов преимущественно при большой мощности нагрузки. The invention relates to a pulse technique and can be used to form rectangular pulses mainly at high load power.

Известен блокинг-генератор, содержащий транзистор, подключающий периодически первичную обмотку трансформатора к источнику постоянного тока с определенной частотой включения, обусловленной параметрами цепи смещения. Вторичная обмотка трансформатора подключена к выпрямителю, питающему искровой промежуток [1]. Known blocking generator containing a transistor, periodically connecting the primary winding of the transformer to a constant current source with a specific switching frequency, due to the parameters of the bias circuit. The secondary winding of the transformer is connected to a rectifier supplying the spark gap [1].

Недостаток известного устройства состоит в том, что оно не предназначено для питания нагрузок, требующих выходных импульсов повышенного напряжения. A disadvantage of the known device is that it is not intended to power loads that require high voltage output pulses.

Прототипом является блокинг-генератор, выполненный на транзисторах, содержащий импульсный трансформатор с пятью обмотками, две из которых включены в коллекторную и базовую цепи транзистора, образуя схему блокинг-генератора, две другие - дополнительные, одна из которых, являющаяся обмоткой смещения, подключена через резистор между полюсами источника питания, а также к заземленной шине источника через открытый в исходном состоянии ключевой транзистор [2]. The prototype is a blocking generator made on transistors, containing a pulse transformer with five windings, two of which are included in the collector and base circuits of the transistor, forming a blocking generator circuit, the other two are additional, one of which is a bias winding, connected through a resistor between the poles of the power source, as well as to the grounded bus of the source through the open transistor key transistor [2].

Недостаток прототипа состоит в том, что его выходное напряжение не является достаточным для питания нагрузок, требующих повышенного напряжения. Кроме того, оно требует нескольких дополнительных источников питания цепей блокинг-генератора. The disadvantage of the prototype is that its output voltage is not sufficient to power loads that require high voltage. In addition, it requires several additional power sources for the circuits of the blocking generator.

Целью изобретения является повышение КПД при питании нагрузок большой мощности. The aim of the invention is to increase the efficiency when feeding loads of high power.

Эта цель достигается тем, что в блокинг-генератор, содержащий два транзистора одного типа проводимости, трансформатор обратной связи с тремя обмотками и выпрямитель, при этом каждая из баз транзисторов соединена с первым и вторым ограничительным резистором соответственно, эмиттеры объединены и подключены к одному из выходных выводов, каждый из коллекторов соединен с выводом соответствующей обмотки трансформатора обратной связи, а его третья обмотка одним выводом подключена к отрицательному полюсу источника питания, разделительный диод, третий и четвертый резисторы, введены высоковольтный трансформатор с двумя первичными и двумя вторичными обмотками, каждая из которых подключена к соответствующему выпрямителю, выполненному в виде моста, которые соединены по цепи постоянного тока последовательно, первые выводы первичных обмоток высоковольтного трансформатора объединены и подключены к положительному полюсу источника питания, а свободные выводы этих обмоток соединены со свободными выводами соответствующих обмоток трансформатора обратной связи, соединенных с коллекторами соответствующих транзисторов, свободные выводы первого и второго ограничительных резисторов объединены и подключены через третий резистор, зашунтированный разделительным диодом, к свободному выводу третьей обмотки трансформатора обратной связи и через четвертый резистор - к положительному полюсу источника питания, отрицательный полюс которого соединен также с объединенными эмиттерами n-p-n транзисторов. This goal is achieved by the fact that in a blocking generator containing two transistors of the same type of conductivity, a feedback transformer with three windings and a rectifier, while each of the transistor bases is connected to the first and second limiting resistor, respectively, the emitters are combined and connected to one of the output conclusions, each of the collectors is connected to the output of the corresponding winding of the feedback transformer, and its third winding is connected to the negative pole of the power source with one output, e, the third and fourth resistors, a high-voltage transformer with two primary and two secondary windings is introduced, each of which is connected to the corresponding rectifier, made in the form of a bridge, which are connected in series through the DC circuit, the first terminals of the primary windings of the high-voltage transformer are combined and connected to the positive the pole of the power source, and the free terminals of these windings are connected to the free terminals of the corresponding windings of the feedback transformer connected to the call by the corresponding transistors, the free terminals of the first and second limiting resistors are combined and connected through a third resistor shunted by an isolation diode to the free terminal of the third winding of the feedback transformer and through the fourth resistor to the positive pole of the power supply, the negative pole of which is also connected to the combined npn emitters transistors.

На чертеже представлена принципиальная схема устройства. The drawing shows a schematic diagram of a device.

Блокинг-генератор содержит транзисторы 1,2, соединенные параллельно, базы которых через резисторы 3,4, ограничивающие базовый ток, и резистор 5 подключены к положительному полюсу источника постоянного напряжения. Объединенные эмиттеры n-p-n транзисторов 1,2 подключены к отрицательному полюсу источника постоянного напряжения. Положительная обратная связь (ПОС) по току осуществляется через трансформатор 6. При этом отрицательный полюс источника питания подключен к обмотке 7 трансформатора 6. Коллектора транзисторов 1,2 подключены к соответствующим обмоткам 8,9 трансформатора 6. Трансформатор 10 содержит две первичные обмотки 11,12 и две вторичные обмотки 13,14. Обмотки 8,9 трансформатора 6 обратной связи соединены последовательно с обмотками 12,11 трансформатора 10 соответственно. Точка соединения обмоток 11,12 соединена с положительным полюсом источника постоянного напряжения, а отрицательный полюс через обмотку 7 трансформатора 6 подключен к резистору 15, зашунтированному диодом 16. Свободные выводы резистора 15 и диода 16 соединены с базовыми резисторами 3,4. Диод 16 служит для отсечки переменной составляющей с трансформатора 6, а резисторы 5 и 15 - для ограничения напряжения смещения транзисторов 1,2. Выход устройства образован выводами двух последовательно соединенных мостов 17,18, подключенных ко вторичным обмоткам 13,14 трансформатора 10. Цепь обратной связи обозначена соединением отрицательного полюса источника питания 12 В и отрицательного выхода блокинг-генератора. The blocking generator contains transistors 1,2 connected in parallel, the bases of which are connected through resistors 3,4, limiting the base current, and resistor 5 is connected to the positive pole of the DC voltage source. The combined emitters of n-p-n transistors 1.2 are connected to the negative pole of a constant voltage source. Positive current feedback (PIC) is carried out through a transformer 6. In this case, the negative pole of the power source is connected to the winding 7 of the transformer 6. The collector of transistors 1,2 is connected to the corresponding windings 8,9 of the transformer 6. The transformer 10 contains two primary windings 11,12 and two secondary windings 13.14. The windings 8.9 of the feedback transformer 6 are connected in series with the windings 12.11 of the transformer 10, respectively. The connection point of the windings 11,12 is connected to the positive pole of the DC voltage source, and the negative pole through the winding 7 of the transformer 6 is connected to the resistor 15, shunted by the diode 16. The free terminals of the resistor 15 and the diode 16 are connected to the base resistors 3,4. The diode 16 is used to cut off the variable component from the transformer 6, and the resistors 5 and 15 to limit the bias voltage of the transistors 1,2. The output of the device is formed by the outputs of two series-connected bridges 17,18 connected to the secondary windings of 13,14 transformer 10. The feedback circuit is indicated by the connection of the negative pole of the 12 V power supply and the negative output of the blocking generator.

Работа устройства осуществляется следующим образом. The operation of the device is as follows.

После подачи напряжения от источника 12 В, напряжение смещения через резисторы 5,16 открывает транзисторы 1,2, работающие в режиме ключа. Под воздействием коллекторных токов в обмотках трансформатора 6 наводится ЭДС, которая через базовую обмотку 7 способствует более лавинообразному открытию транзисторов 1,2. Действующая в схеме ПОС через трансформатор 6 приводит к полному открыванию транзисторов 1,2. Транзисторы 1,2 входят в насыщение и происходит перемагничивание сердечника трансформатора 6. Его насыщение вызывает уменьшение ЭДС в базовой обмотке. По мере перемагничивания сердечника трансформатора 6, ток базы уменьшается и в определенный момент времени начинается рассасывание заряда неосновных носителей в переходах транзисторов 1,2. After applying voltage from a 12 V source, the bias voltage through the 5.16 resistors opens the 1.2 transistors operating in the key mode. Under the influence of collector currents in the windings of the transformer 6, an EMF is induced, which through the base winding 7 contributes to a more avalanche-like opening of transistors 1,2. Acting in the PIC circuit through a transformer 6 leads to the complete opening of transistors 1,2. Transistors 1,2 enter saturation and the magnetization reversal of the core of the transformer 6 occurs. Its saturation causes a decrease in the EMF in the base winding. As the magnetization reversal of the core of the transformer 6, the base current decreases and at a certain point in time, the charge dissipation of minority carriers in the transitions of transistors 1,2 begins.

Они выходят из насыщения и токи коллекторов начинают уменьшаться. При этом размагничивается сердечник трансформатора 6 и в базовой обмотке 7 наводится ЭДС, которая вызывает обратное увеличение тока базы. За счет действия ПОС в схеме возникает регенеративный процесс, в результате которого транзисторы 1,2 закрываются. Далее процесс повторяется. They exit saturation and collector currents begin to decrease. In this case, the core of the transformer 6 is demagnetized and an EMF is induced in the base winding 7, which causes a reverse increase in the base current. Due to the action of the PIC, a regenerative process occurs in the circuit, as a result of which the transistors 1,2 are closed. The process is then repeated.

В моменты переключения транзисторов 1,2 в первичных обмотках 11,12 трансформатора 10 наводится ЭДС, которая воздействует на вторичные обмотки 13,14, подключенные к мостам 17,18. За счет последовательного соединения выпрямительных мостов напряжение на выходе устройства увеличивается. At the moments of switching transistors 1,2 in the primary windings 11,12 of the transformer 10, an EMF is induced, which acts on the secondary windings 13,14 connected to the bridges 17,18. Due to the series connection of rectifier bridges, the voltage at the output of the device increases.

Следует отметить, что при индуктивной нагрузке трансформатор 10 выполняет роль дросселя, включенного в цепь постоянного тока. Эта функция осуществляется при изменении полярности на обмотках. Параллельное включение транзисторов 1,2 позволяет при большой мощности нагрузки уменьшить габариты устройства за счет применения радиаторов охлаждения малых размеров. Используемое в изобретении соединение обмоток 8,9,11,12 трансформаторов 6,10 в коллекторных цепях транзисторов 1,2 позволило разделить высоковольтные обмотки трансформатора 10 на две катушки. Этим достигается равномерное распределение нагрузки на сердечник и решается вопрос изоляции высоковольтных обмоток, а также использование высоковольтного трансформатора в воздушной среде. It should be noted that with inductive load, the transformer 10 acts as a choke included in the DC circuit. This function is carried out by changing the polarity on the windings. The parallel connection of transistors 1,2 allows for large load power to reduce the dimensions of the device due to the use of small cooling radiators. Used in the invention, the connection of the windings of 8,9,11,12 transformers 6,10 in the collector circuits of transistors 1,2 allowed to divide the high-voltage windings of the transformer 10 into two coils. This achieves a uniform distribution of the load on the core and solves the issue of isolation of high-voltage windings, as well as the use of a high-voltage transformer in air.

Claims

BLOCKING-GENERATOR, containing two transistors of the same type of conductivity, a feedback transformer with three windings and a rectifier, with each of the bases of the transistors connected to the first and second limiting resistors, respectively, the emitters are combined and connected to one of the output terminals, each of the collectors is connected to the output of the corresponding winding of the feedback transformer, and its third winding with one output is connected to the negative pole of the power source, an isolation diode, a third and fourth resistor ry, characterized in that, in order to increase efficiency when supplying high-power loads, a high-voltage transformer with two primary and two secondary windings, each of which is connected to the corresponding rectifier, made in the form of a bridge, which are connected in series with a direct current circuit, is introduced, the first the leads of the primary windings of the high voltage transformer are combined and connected to the positive pole of the power source, and the free leads of these windings are connected to the free leads of the corresponding current of the feedback transformer connected to the collectors of the corresponding transistors, the free terminals of the first and second limiting resistors are combined and connected through a third resistor shunted by a dividing diode, to the free terminal of the third winding of the feedback transformer and through the fourth resistor to the positive pole of the power source, whose negative pole also connected to the combined emitters of pnp transistors.