SU651463A1 - Генератор серии импульсов - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к преобразовательной технике, а именно, к системам управлени  вентильными преобразовател ми, может быть использовано при построении управл емых выпр мителей и преобразователей частоты различных типов.

Известны генераторы с дополнительным ключевым элементом в силовой цепи 1.

Однако известные генераторы имеют недостаточно высокий КПД.

Известны генераторы серии импульсов, содержание блокинг-генератор на транзисторе с цеп ми защиты и смещени  и трансформаторе , первична  обмотка которого зашунтирОвана последовательно соединенными резистором и диодом и включена в цепь коллектора, вторичные обмотки подключены к нагрузке, а обмотка обратной св зи включена в базовую цепь транзистора через ограничительный резистор и ключ, управл ющий вход которого соединен с распределителем импульсов через согласующее устройство 2

У этого генератора недостаточно стабильна длительность серии.

Цель изобретени  - повышение стабильности длительности серим-достигаетс  тем, что в генератор серии -импульсов, содержащий . блокинг-генератор на транзисторе с, цеп ми защиты и смещени  и трансформаторе, ограничительный резистор и ключ, -распределитель импульсов, согласующее устройство, введены дополнительный диод, который включен в базовую цепь транзистора последовательно с ограничительным резистором, и конденсатор, который щунтирует последовательно соединенные ограничительный резистор и дополнительный диод.

Это позвол ет получить серии импульсов стабильной длительности в щироком диапазоне изменени  частоты следовани  серий импульсов и таким образом расщирить область применени  устройства.

На фиг. 1 представлена принципиальна  электрическа  схема генератора серий импульсов , на фиг. 2 - временные диаграммы , -по сн ющие работу генератора; на фиг. 3 показаны частные циклы перемагничивани  сердечника трансформатора.

Устройство содержит блокинг-генератор, включающий в себ  им11ульсный трансформатор 1, первична  обмотка 2 которого последовательно соединена с транзистором 3, а обмотка положительной обратной св зи 4 подсоединена через диод 5, ограничительный резистор 6 и прерывающий транзистор 7 к управл ющему входу транзистора 3.

Конденсатор 8 подсоединен параллельно диоду 5 и ограничительному резистору 6. Первична  обмотка 2 импульсного трансформатора защунтирована диодом 9 и резистором 10. Резисторы 11 и 12, а также диод 13 обеспечивают автоматическое смещение транзистора 3. Резисторы 14, 15 и транзистор 16 образуют согласующее звено 17, о назначении которого будет сказано ниже.

Диод 18 предназначен дл  сн ти  перенапр жени  на эмиттер-базовом переходе основногр транзистора и дл  перезар да конденсатора 8, а резистор 19 исключает режим оборванной базы этого транзистора и совместно с диодом 18 образует цепи защиты.

Импульсы дл  управлени  формирователем поступают с распределител  импульсов (РИ) 20. Нагрузкой 21 генератора  вл ютс  управл ющие цепи тиристоров.

Принцип работы генератора цо сн етс  осциллограммами на фиг. 2, где показаны сигнал управлени  Usi, поступающий с распределител  импульсов 20, ток нагрузки 21 генератора 1вых на одном из его выходов , напр жение UQ на конденсаторе 8, напр жение Uio на одной из обмоток трансформатора 1, ток базы транзистора 3-i-f, коллекторный ток транзистора 3 - iy.

Рассмотрим работу генератора без согласующего звена 17.

При подаче отпирающего сигнала U) (инверсного по отнощению к U на фиг. 2 а) через ограничительный резистор Rorp (на схеме не показан) на управл ющий вход транзистора 7 он открываетс , и генератор формирует импульсы. Длительность серии импульса при этом строго ограничена длительностью управл ющего сигнала.

Рассмотрим процессы более подробно.

Согласно осциллограммам на фиг. 2 б, момент времени ti через предлагаемый ограничительный резистор, эмиттер-базовые переходы транзисторов 3, 7 и диод 13 протекает ток; отпирающий эти транзисторы и обеспечиваю щий благодар  наличию обмотки положительной обратной св зи 4 лавинообразный процесс отпирани  транзистора 3.

Первый импульс длительностью ti-ta формируетс  при этом как в обычном блокинг-генераторе . Магнитное состо ние сердечника в этом интервале характеризуетс  траекторией на фиг. 3 (верхн   лини ). Отпирание транзистора 3 обеспечивает приложение к коллекторной обмотке 2 напр жени  питани  Un (пол рностью показанной без скобок). Напр жение на обмотке 4 с той же пол рностью создает ток базы , необходимый дл  насыщени  транзистора 3.

Одновременно конденсатор 8 зар жаетс  до напр жени , равного сумме падени  напр жений на резисторе 6 и диоде 5 -(с пол рностью, показанной без скобок). В момент tz индукци  в сердечнике 1 достигает значени  индукции насыщени  Bs , он насыщаетс , напр жение на всех обмотках трансформатора 1 спадает до нул , и транзистор 3 закрываетс . Запасенна  при этом в сердечнике трансформатора 1 энерги  стремитс  рассе тьс . Индукци  начинает измен тьс  в направлении от BS до Bf.

Индуктируемое .при этом на обмотках трансформатора напр жение имеет пол рность , показанную в скобках. Конденсатор 8 перезар жаетс  напр жением обмотки 4 до пол рности, показанной в скобках по контуру 8-4-18-7-8. На частном цикле петли гистерезиса магнитное состо ние сердечника характеризуетс  траекторией (фиг. 3). В момент t зар дный ток в конденсаторе становитс  равным отпирающе У току:

Нарр + К13+Нэб +Иэбз

гдеКй, Ria, Ract,, Rscfj - соответственно 5 сопротивлени  ограничительного резистора в цепи базы транзистора 7, диода 13 и эмиттер-базовых переходов транзисторов 3, 7. С этого момента начинает преобладать отпирающий ток, транзистор 3 приоткрываетс , и к коллекторной обмотке 2 после лавинообразного отпирани  транзистора 3 (благодар  обмотке положительной обратной св зи 4) прикладываетс  напр жение Un. Напр жение на обмотке вновь приобретает пол рность, показанную без скобок, конденсатор 8 вновь перезар жаетс  до исходной пол рности (без скобок), а его перезар дный ток способствует четкому отпиранию транзистора 3. Магнитное состо ние сердечника характеризуетс  траекторией tj- t4 на фиг. 3. Далее процессы повтор ютс .

Режим высокочастотных колебаний продолжаетс  до момента ts и характеризуетс  работой трансформатора на малом частотном цикле петли гистерезиса. В момент ts с транзистора 7 снимаетс  отпирающий сиг5 нал и . Цепь положительной обратной св зи при этом разрываетс , и процесс высокочастотных колебаний прекращаетс , а энерги  сердечника рассеиваетс  в виде тепла на резисторе Ш. Через него протекает ток от обратного всплеска напр жени  на обмотке 2, обусловленного переходом магнитного состо ни  сердечника из точки на малом частотном цикле в точку Вг (фиг. 3). Следует отметить, что длительность серии импульсов Тп всегда длительнос5 ти управл ющего сигнала Uy или меньще и независимо от частоты его следовани , . так как окончание процесса высокочастотной генерации всегда сопровождаетс  обратным , а не пр мым всплеском напр жени  на обмотках трансформатора. Это следует из вышеизложенного и нз фиг. 3. В ждущем режиме транзистор 3 занерт падением напр жени  на диоде 13, через который протекает ток смещени , ограниченный резистором 11:

i - Цд

Отметим особо функции элементов 5, 6, 8. Резистор 6 ограничивает ток положительной обратной св зи и обеспечивает зар д конденсатора 8. Конденсатор обеспечивает надежное запирание транзистора 3 в паузах между высокочастотными импульсами пр мой (полезной) пол рности (показанной на фиг. 1 без скобок), а также надежное и четкое отпирание транзистора 3 при формировании импульсов пр мой пол рности. Диод 5 предотвращает разр д конденсатора пр пол рности напр жени , показанной в скобках . Отсутствие элементов 5, 8 ведет к ерыву высокочастотных колебаний. При этом устройство генерирует лишь первый импульс , т. е. работает как обычный блокинггенератор в ждущем режиме..

Помехоустойчивость генератора гарантируетс  обрывом цепи положительной обратной св зи в ждущем режиме за счет транзистора 7.

В р де случаев при построении распределителей импульсов на базе микросхем их выходные импульсы могут иметь вид, показанный на фиг. За, т.е. вид сигнала, инверсного по отношению к сигналу, отпирающему транзистор 7. Дл  согласовани  такого распределител  с формирователем можно использовать согласующий узел 17. В этом случае формирователь запускаетс  следующим образом.

Согласно осциллограмме на фиг. 2 а, в момент времени ti транзистор 16 закрываетс . Вследствие этого через резисторы 14, 15, эмиттер-базовые переходы транзисторов 3, 7 и диод 13 протекает ток, отпирающнй эти транзисторы. В дальнейшем процесс формировани  импульсов повтор етс . Следует отметить, что наличие множества гальванических разв занных выходов позвол ет использовать такой генератор дл  одновременного управлени  множеством тиристоров в преобразователе, например, дл  управлени  последовательно соединенными тиристорами. При этом устройство генерирует Серии импульсов любой заданной длительности , что не вли ет на его масс-габаритные показатели. Указанное придает ему свойство унификации.

Claims (2)

1. Авторское свидетельство СССР № 240005, кл. Н 03 К 3/335, 1968.

2. Извести  Вузов / «Электромеханика, № 6, 1976, с. 647.

f -- Л Д,

Qi

иг.(

Фиг-2

J -Jl

Риг.З