RU2086070C1 - Ультразвуковой транзисторный генератор - Google Patents
Ультразвуковой транзисторный генератор Download PDFInfo
- Publication number
- RU2086070C1 RU2086070C1 RU9595105549A RU95105549A RU2086070C1 RU 2086070 C1 RU2086070 C1 RU 2086070C1 RU 9595105549 A RU9595105549 A RU 9595105549A RU 95105549 A RU95105549 A RU 95105549A RU 2086070 C1 RU2086070 C1 RU 2086070C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- circuit
- transistors
- output
- primary winding
- capacitor
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
- Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes
Landscapes
- Ac-Ac Conversion (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
Использование: изобретение относится к области преобразовательной техники и может быть использовано в различных технологических процессах, идущих с использованием ультразвука. Сущность изобретения: отличительной особенностью устройства является устойчивая работа на острорезонансную резкопеременную нагрузку. Для повышения надежности, расширения функциональных возможностей в генератор, содержащий делитель входного напряжения на двух последовательно соединенных конденсаторах, два последовательно соединенных транзистора, силовой трансформатор первичная обмотка которого включена между средней точкой делителя входного напряжения и общей точкой транзисторов и переключающий трансформатор, вторичные обмотки которого подключены между базами и эмиттерами транзисторов, а первичная обмотка подключена к одной из обмоток силового трансформатора, выводы вторичной обмотки которого являются выходными выводами введены датчики выходного тока и напряжения, ключевой фазовый детектор, управляемый ключ, последовательный LC-контур и дополнительный конденсатор, так что выходы датчиков тока и напряжения подсоединены к первому и второму входам ключевого фазового детектора, выход которого подключен к управляющему входу ключа, выход которого подсоединяет дополнительный конденсатор параллельно конденсатору LC-контура, включенного в первичную обмотку переключающего трансформатора. 2 ил.
Description
Предлагаемое изобретение относится к области преобразовательной техники и может быть использовано в различных технологических процессах, идущих с использованием ультразвука. Известны ультразвуковые транзисторные генераторы выполненные на базе автономных полумостовых инверторов, обеспечивающие работу на сложную технологическую нагрузку типа ультразвукового излучателя но для обеспечения надежной работы они требуют либо очень сложной системы управления и защиты, либо не обеспечивают условий согласования генераторы с нагрузкой [1;2]
Также известны транзисторные генераторы на базе полумостовых или мостовых инверторов, выполненных по схеме с самовозбуждением [3] Они достаточно просты по схемному решению, но имеют ряд существенных недостатков, препятствующих их применению в ультразвуковых технологических процессах, а именно:
сильную зависимость частоты от питающего напряжения
трудность в реализации широкодиапазонной системы автоподстройки частоты.
Также известны транзисторные генераторы на базе полумостовых или мостовых инверторов, выполненных по схеме с самовозбуждением [3] Они достаточно просты по схемному решению, но имеют ряд существенных недостатков, препятствующих их применению в ультразвуковых технологических процессах, а именно:
сильную зависимость частоты от питающего напряжения
трудность в реализации широкодиапазонной системы автоподстройки частоты.
Известен транзисторный генератор на базе автогенераторного транзисторного инвертора [4] взятый в качестве прототипа, как наиболее близкий по технической сущности к предлагаемому. Он содержит делитель входного напряжения на двух последовательно соединенных конденсаторах, два последовательно соединенных транзистора, силовой трансформатор, первичная обмотка которого включена между средней точкой делителя входного напряжения и общей точкой транзисторов, и переключающий трансформатор, вторичные обмотки которого подключены между базами и эмиттерами транзисторов, а первичная обмотка подключена к одной из обмоток силового трансформатора, выводы вторичной обмотки которого являются выходными выводами. Основными недостатками данного генератора являются сильная зависимость режимов работы от питающего напряжения и нагрузки, что не позволяет использовать данную схему для острорезонансных нагрузок.
Целью изобретения является повышение надежности генератора и расширение его функциональных возможностей.
Поставленная задача достигается тем, что транзисторный ультразвуковой генератор, содержащий делитель входного напряжения на двух последовательно соединенных конденсаторах, два последовательно соединенных транзистора, силовой трансформатор, первичная обмотка которого включена между средней точкой делителя входного напряжения и общей точкой транзисторов, и переключающий трансформатор, вторичные обмотки которого подключены между базами и эмиттерами транзисторов, а первичная обмотка подключена к одной из обмоток силового трансформатора, выводы вторичной обмотки которого являются выходными выводами, дополнительно снабжен датчиками выходного тока и напряжения, ключевым фазовым детектором, управляемым ключом, последовательным LC контуром и конденсатором, причем выходы датчиков подсоединены к первому и второму входам ключевого фазового детектора, выход которого подключен к управляющему входу управляемого ключа, выходная цепь которого образует последовательную цепь с дополнительным конденсатором, подключенную параллельно конденсатору LC контура, включенного последовательно в цепь первичной обмотки переключающего трансформатора.
На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства, а на фиг. 2 - временные диаграммы его работы.
Схема состоит из конденсаторного делителя 1 и 2 входного напряжения, двух последовательно включенных транзисторов 3 и 4, силового трансформатора 5, переключающего трансформатора 6, датчиков выходного тока 7 и напряжения 8, ключевого фазового детектора 9, управляемого ключа 10, дополнительного конденсатора 11, подключаемого параллельно конденсатору 12, последовательно LC контура, состоящего из конденсатора 12 и индуктивности 13. Кроме этого, для обеспечения начала работы генератор снабжен пусковым устройством 14.
Устройство работает следующим образом. При подаче питающего напряжения на конденсаторный делитель С1-С2, начинает работать пусковое устройство 14, формирующее пусковой импульс в базу транзистора 4. транзистор включается, открывая путь протекания тока по контуру: 2 7 5 4 2. При этом за счет протекания тока по первичной обмотке трансформатора 5 во вторичных обмотках формируются импульсы напряжения, один из которых поступает на вход датчика напряжения 8, а с другой через LC контур 12-13 на первичную обмотку переключающего трансформатора 6, причем обмотки трансформаторов 5 и 6 сфазированы так, что при включении транзистора 4 на его базовой обмотке, являющейся одной из вторичных обмоток переключающего трансформатора 6, формируется импульс, удерживающий транзистор 4 в открытом состоянии, а на базовой обмотке транзистора 3 формируется импульс, удерживающий транзистор в закрытом состоянии.
Длительность формируемого при этом импульса, в основном определяется параметрами LC контура 12-13 (при разомкнутом ключе 10). По окончании импульса за счет перемагничивания сердечников трансформаторов 5 и 6 и колебательного процесса в цепи 5 12 13 6 5, формируется импульс, включающий транзистор 3. При этом ток протекает по контуру 1 3 5 7 1, формируя вторую полуволну напряжения и, соответствующий импульс управления для транзисторов 3 и 4.
При работе генератора на резонансную нагрузку (которой и являются ультразвуковые пьезокерамические и магнитострикционные излучатели) одним из основных требований к надежной работе является поддержание частоты работы, равной резонансной частоте излучателя. Для обеспечения этого условия сигналы с датчиков тока 7 и напряжения 8 подаются на входы ключевого фазового детектора 9, который формирует импульсный сигнал, среднее значение которого, в зависимости от фазового сдвига между током и напряжением в нагрузке, становится либо положительным, либо отрицательным (см. эпюры). Этот импульсный сигнал управляет транзисторным ключом 10, подключая конденсатор 11 к времязадающей цепи 12-13 на какой-то интервал времени, длительность которого зависит от величины фазового рассогласования между током и напряжением (см. эпюры). При этом меняется длительность формируемого LC контуром импульса, что вызывает соответствующее изменение частоты выходного ультразвукового генератора. При правильно сфазированных сигналах тока и напряжения описанная система обеспечивает автоматическую подстройку частоты работы генератора под резонансную частоту излучателя, компенсируя при этом все возмущения, связанные с изменением питающего напряжения, температуры и нагрузки.
Таким образом, использование предложенной схемы ультразвукового транзисторного генератора позволяет:
повысить надежность его работы за счет существенного упрощения схемного решения (отсутствие системы служебного питания и специальной системы управления);
обеспечить устойчивую работу генератора на резонансную резкопеременную нагрузку за счет повышенного быстродействия системы автоподстройки частоты;
повысить эксплуатационную надежность работы генератора за счет режимного исключения опасных условий работы генератора (при короткозамкнутой нагрузке
генератор просто не выключается).
повысить надежность его работы за счет существенного упрощения схемного решения (отсутствие системы служебного питания и специальной системы управления);
обеспечить устойчивую работу генератора на резонансную резкопеременную нагрузку за счет повышенного быстродействия системы автоподстройки частоты;
повысить эксплуатационную надежность работы генератора за счет режимного исключения опасных условий работы генератора (при короткозамкнутой нагрузке
генератор просто не выключается).
Литература:
1. Драбович Ю. И. Комаров Н. С. Марченко Н.Б. Транзисторные источник электропитания с бестрансформаторным выходом, Киев: Наукова думка, 1984, 160 с.
1. Драбович Ю. И. Комаров Н. С. Марченко Н.Б. Транзисторные источник электропитания с бестрансформаторным выходом, Киев: Наукова думка, 1984, 160 с.
2. Четти П. Проектирование ключевых источников электропитания, М. Энергоатомиздат, 1990 г. 240 с.
3. Моин В.С. Стабилизированные транзисторные преобразователи, М. Энергия, 1986, 136 с.
4. Авторское свидетельство России N 2007830, Автогенераторный полумостовой инвертор 5 НО2М 7/573, Б.Н. N 3, 1994 (прототип).
Claims (1)
- Ультразвуковой транзисторный генератор, содержащий делитель входного напряжения на двух последовательно соединенных конденсаторах, два последовательно соединенных транзистора, силовой трансформатор, первичная обмотка, которого включена между средней точкой делителя входного напряжения и общей точкой транзисторов, и переключающий трансформатор, вторичные обмотки которого подключены между базами и эмиттерами транзисторов, а первичная обмотка подключена к одной из обмоток силового трансформатора, выводы вторичной обмотки которого являются выходными выводами, отличающийся тем, что введены датчик выходного тока, датчик выходного напряжения, ключевой фазовый детектор, управляемый ключ, последовательный LC-контур и дополнительный конденсатор, причем выходы датчиков тока и напряжения подсоединены к первому и второму входам ключевого фазового детектора, выход которого подключен к управляющему входу управляемого ключа, выходная цепь которого образует последовательную цепь с дополнительным конденсатором, подключенную параллельно конденсатору LC-контура, включенного последовательно в цепь первичной обмотки переключающего трансформатора.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU9595105549A RU2086070C1 (ru) | 1995-04-11 | 1995-04-11 | Ультразвуковой транзисторный генератор |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU9595105549A RU2086070C1 (ru) | 1995-04-11 | 1995-04-11 | Ультразвуковой транзисторный генератор |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU95105549A RU95105549A (ru) | 1996-11-20 |
RU2086070C1 true RU2086070C1 (ru) | 1997-07-27 |
Family
ID=20166635
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU9595105549A RU2086070C1 (ru) | 1995-04-11 | 1995-04-11 | Ультразвуковой транзисторный генератор |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2086070C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2573647C1 (ru) * | 2014-11-14 | 2016-01-27 | Сергей Павлович Ловчиков | Полумостовой автогенераторный инвертор |
RU2614570C1 (ru) * | 2016-01-19 | 2017-03-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный технический университет" | Транзисторный генератор |
RU2749210C1 (ru) * | 2020-11-10 | 2021-06-07 | Акционерное общество «Диаконт» | Генератор ультразвуковых колебаний |
-
1995
- 1995-04-11 RU RU9595105549A patent/RU2086070C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Моин В.С. Стабилизированные транзисторные преобразователи. - М.: Энергия, 1986. с. 136. 2. Авторское свидетельство СССР N 2007830, кл. Н 02 М 7/573, 1994. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2573647C1 (ru) * | 2014-11-14 | 2016-01-27 | Сергей Павлович Ловчиков | Полумостовой автогенераторный инвертор |
RU2614570C1 (ru) * | 2016-01-19 | 2017-03-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Омский государственный технический университет" | Транзисторный генератор |
RU2749210C1 (ru) * | 2020-11-10 | 2021-06-07 | Акционерное общество «Диаконт» | Генератор ультразвуковых колебаний |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU95105549A (ru) | 1996-11-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU96114947A (ru) | Источник энергии с переключением режимов для линейного усилителя мостовой схемы | |
RU2086070C1 (ru) | Ультразвуковой транзисторный генератор | |
RU2103795C1 (ru) | Транзисторный генератор | |
RU2027297C1 (ru) | Преобразователь постоянного напряжения в переменное заданной формы | |
SU641611A1 (ru) | Автономный инвертор с самовозбуждением | |
SU1453557A1 (ru) | Способ автоподстройки частоты источника питани резонансного электромеханического преобразовател | |
SU1008878A1 (ru) | Устройство дл управлени регул тором напр жени | |
SU720636A1 (ru) | Стабилизированный по напр жению трехфазный мостовой инвертор | |
SU767937A1 (ru) | Устройство дл управлени транзисторным инвертором | |
SU921001A1 (ru) | Инвертор с высоковольтным выходом | |
SU646394A1 (ru) | Устройство дл управлени пьезоэлектрическим вибродвигателем | |
RU25699U1 (ru) | Ультразвуковой генератор с фазовой автоподстройкой частоты | |
SU475564A1 (ru) | Устройство контрол фаз трансформатора | |
SU762112A1 (ru) | Трехфазный инвертор i | |
SU1707753A1 (ru) | Широтно-импульсный модул тор | |
SU1515287A1 (ru) | Однотактный преобразователь посто нного напр жени | |
SU764016A1 (ru) | Устройство дл управлени вибродвигателем | |
JPH0270266A (ja) | 共振式スイッチング電圧変換装置 | |
SU1420645A1 (ru) | Генератор @ -фазного тока | |
SU1371234A1 (ru) | Устройство дл настройки сверхпровод щего квантового магнитометра | |
SU851700A1 (ru) | Преобразователь посто нного напр жени В пЕРЕМЕННОЕ | |
SU817943A1 (ru) | Двухфазный инвертор | |
SU1739459A1 (ru) | Способ управлени инвертором | |
SU468227A1 (ru) | Стабилизатор напр жени переменного тока | |
SU1330702A2 (ru) | Устройство дл точной автоматической синхронизации |