SU664266A1 - Транзисторный формирователь импульсов с частотным заполнением дл управлени тиристорами - Google Patents

Description

зан со средней точкой первичной обмот ки выходного трансформатора, а второй конец - с выводом дл  подключени  к источнику питани . Кроме того, в формирователе в цепь питани  мультивибратора включен транс |форматор тока, Нагрузка которого вклю чена между базой одного из транзис-, торов через диод и выводом дл  подклю чени  к источнику питани . Кроме того, в формирователе в цепь питани  мультивибратора включен трансформатор тока,нагрузка которого включена между базой одного из транзисторов через диод и выводом дл  подключени  к источнику питани . На фиг. 1 представлен предлагаемый транзисторный.формирователь;на фиг.2 и 3 - диаграммы, по сн ющие его рабоТУ . - , ,. - /- J; Мультивибратор содержит транзИсторы 1 и 2, запираемые от источника 3 смещени  через сопротивлени  4 и 5, выходной трансформатор 6. Трансформатор 7 обратной св зи первичной обмоткой 8 подключен через переключающий конденсатор 9 к обмотке обратной св зи 10 выходного.трансформатора. Вторична  обмотка трансформатора обратной св зи средней точкой соединена с Источником входного сиГнала 11 выполненным в виде транзистора. Крайнйе точки вторичной обмотки соединены с базами транзисторов мерезодиоды 12 и 13, Базы транзисторов мультивибратора соединены с кол текторами через стабилитроны 14 и 15. В цепЬ питани  мультивибратора включен нелинейный дроссель 16 и трансформатор 17 тока. Нагрузка трансформатора 18 тока включена между полюсом источника питани  и базой одного из транзисторов через диод 19. Питаетс  мультивибратор от источника 20 посто нного напр жени . Устройство работает следующим образом . Пока ток обратной св зи отсутствует , оба транзистора заперты и напр же ние на выходе отсутствует. При подаче входного тока схема.начинает генерировать колебани  пр моугольной формы , продолжающиес  до той поры, пока входной ток протекает. Рассмотрим как это происходит. Пусть входной ток поступил в момент t О (фиг. 2), Этот ток через отпирающиес  диоды 12 и 13 поступает в базы обоих транзисторов, но благода р  наличию положительной обратной св зи, как и в других мультивибраторах , включаетс  только один. Действи тельно, пусть в силу, неодинаковости транзисторов коллекторный ток транзистора 1 несколько больше. Тогда намагничивающие силы, создаваемые коллекторными токами транзисторов в половинах первичной обмотки выходного т|5ансформатора 6 будут неодинаковы и

664266 под воздействием разностной н.с, на обмотках трансформатора ,6 возникает ЭДС самоиндукции, пол рность которой указана на фиг, 1 .без скобок. Через конденсатор 9, который в исходный момент времени разр жен, напр жение с обмотки 10 передаетс  на трансформаfrojp 7 обратной св зи. Напр жение вторичной обмотки трансформатора 7, действу  в контуре 21, 12, 1, 2, 13, увеличивает ток базы 1 и уменьшает ток базы 2, что усиливает неодинаковость коллекторных токов. Это приводит к дальнейшему нарастанию ЭДС самоиндукции , т.е. процесс развиваетс  лавинообразно , привод  к включению транзистора 1 и выключению транзистора 2. После окончани  лавинообразного процесса входной ток протекает только в правой половине вторичной обмотки трансформатора обратной св зи и в базе 1, так как диод 13 заперт напр жением вторичной обмотки. По отнесению к этому току трансформатор 7 действует как трансформатор тока, т.е. поте7 чет ток в обмотке 8. Направление этого тока будет соответствовать указанному на фиг. 1, а конденсатор 9 зар жаетс  с пол рностью, указанной на фиг. 1, По мере возрастани  напр жени  Ug на обкладках конденсатора падает напр жение Ug на первичной обмотке 8, поскольку оно равно разности напр жений на обмотке 10 трансформатора 6 и на обкладках конденсатора. Как только напр жение UQ станет больше П. (момент t, на фиг. 2), напр жение обмотках трансформатора 7 мен ет знак и по контуру 21, 13, 2, 1, 12 происх.одит запирание транзистора 1 и отпирайие транзистора 2. Из-за наличи  положительной обратной св зи процесс переключени  транзисторов носит лавинообразный характер. После того как напр жение на конденсаторе измененной пол рности достигнет величины напр жени  на обмотке 10, произойдет новое переключение транзисторов. Продолжительность полу .периода выходного напр жени  равна, . таким образом, времени переразр да конденсатора. Генераци  пр моугольного напр жени  продолжаетс  до той поры, пока протекает входной ток. При его исчезновении .(момент времени tg на фиг. 2J прекращаетс  протекание тока в базах транзисторов, оба транзистора выключаютс  и генераци  колебаний прекращаетс , Вьрсодное напр жение, таким образом, моделируетс  входным сигналом . -На фиг, 3 представлены диаграм1ЛЛ , по сн ющие работу схемы .с элементами форсировкй. Дл  осуществлени  фррсировки необходима задержка колебаний . Дл  этог.о дроссель 16 следует выполн ть на двух кольцевых сердечниках , из которых один имеет высокую, а второй - низкую магнитную проницаемость . В частности, первичный сердеч ник может быть ферритовым, а второй альсиферовым, обмотка наматываетс н два сердечника одновременно. Тогда при подаче входного тока ма , нитный поток вначале нарастает только в первом сердечнике и ток igQ буде мал, поскольку проницаёмость сердечника велика.После насыщени  первого сердечника на 1инает нарастать поток во втором сердечн,ике и ток в обмотке таким же образом,как и Нри линейном дросселе.Начальна  часть кривой тока i2o изобра Тена на фиг.Зб ( ступен малого тока). Условие отсутстви  генерации в интервале t 3-f где К - коэффициент трансформации трансформатора 7 обратной св зи; коэффициент трансформации вы ходного трансформатора относительно обмотки.обратной св зи. в течение интервала t входной ток делитс  пополам между двум  базами и оба транзистора включены. Роль делител  выполн ет вторична  обмотка 7. Выводы первичной обмотки в гЗсодного трансформатора 6 соединены между собой накоротко через включенные транзисторы , поэтому выходное напр жение равно нулю. Поскольку на первичной обмотке трансформатора 6 и транзисторах нет напр жени , то все напр жение питани  Ugo приложено к форсирующему дросселю 16 (цепь 20, 16, 22, 1) . Ток в обмотке дроссел  нарастает (фиг. 36 и в магнитном поле сердечника накапливаетс  энерги . Эта энерги  и используетс  в дальнейшем дл  форсировки . В коллекторной цепи каждого транзистора протекает в интервале задержки ti. половина тока -Iso / при этом роль делител  тока выполн ет первична  обмотка трансформатора 6. Посколь ку токи в коллекторах непрерывно нарастают , то наступит момент,когда дл  одного из транзисторов перестанет выпалн тьс  условие насыщени  (момент t,2 на фиг. 3) . Этот транзистор (пусть это будет 1) выходит из на сыщени , между его коллектором и баЗОЙ по вл етс  напр жение, которое вследствие действи  положительной обратной св зи быстро нарастает. Когда оно достигает напр жени  стабилизации UOT стабилитрона 14, стабилитрон вступабТ в действие и дальнейшее нарастание напр жени  между коллектором и базой прекращаетс . Остаетс  неизменным напр жение между коллектором и эмиттером .UCT а также напр жение на первичной обмотке трансформатора 6, которое равно , поскольку второй транзистор 2 включен (пол рность указана на фиг. 1 в :скрбках) 66 После того как выходной ток достигнет величины приведенного тока ( момент tg на фиг. .Зв), ток 20 („ коллектора 1 спадает к нулю и напр жение на коллёкторё останетс  равным 2Ugo до момента переключени  транзис-. Topofe t. Переключение, как и ранее, /1роисходит при достижении равенства напр жений на конденсаторе У и обмот|ке 10 выходного трансформатора. Напр жение на выключающемс  транзисторе is момент Ц будет подниматьс  до величины Ист., ускор   тем самым изменение пол рности выходного тока. Необходима  дл  формировки энерги  поставл етс  д{)оссёлем 1б.Дроссель, преп тству  спаду тока i до при выключении любого из транзисторов, создает ЭДС самоиндукции, складывающуюс  с напр жением питани  и обеспечивающую повышение напр жени  натранзисторе и обмотках трансформатора 6. В начальный- мсжент генераций энерги  , нак6плен на   в л;: беселе, достаточна дл  поддерх ани  повышенного напр жени  на врем  всего импульса заполнени . Тем самим достигаетс  форсировка амплит ды управл ющего импульса тока tv,.В интервале задержки t (фиг. 3) ток коллектора каждого из двух транзисторов равен половине тока ijo (фиг. Зб) и нарастает плавно. Чтобы выполнить условие насыщени  транзисторов (ftif чк ) i достаточно посылать в базу линейно нарастающий ток (пунктир на фиг. За). Следовательно, продолжительность переднего фронта входного импульса может быть допущена равной tn., т.е. требовани  к крутизне фронта снижены. Дл  устранени  нестабильности в цепь питани  включен трансформатор 17 тока с нагрузкой 18. Этот трансформатор работает только в переходном режиме , т.е. передает сигнал в момент нарастани  суммарного коллекторного тока. Как только падение напр жени  на нагрузке трансформатора 18 тока превысит напр жение источника питани , откроетс  диод 19 в базовой цепи транзистора 1 и пЬтёчет ток, который даст начало процессу генерации. Использование новых элементов нелинейного дроссел  в цепи питани  и цепи стабилизации амплитуды выходного импульса тока позвол ют повысить крутизну переднего фронта импульса управлени , обеспечить помехоустойчи-i аость схемы со стороны,, входа и получать стабильную амплитуду выходных импульсов. ;: Формула изобретени  1. Транзисторный формирователь импульсов с чаЬтотньтм заполнением дл 

управлени  тиристорами, содержащий мультивибратор с переключающим конденсат ором в цепи обратной св зи, с трансформаторным выходом и разделительным трансформатором обратной св зи , первична  обмотка которого через переключаюйщй конденсатор подключена к обмотке обратной св зи выходного трансформатора, а вторична  обмотка средней точкой соединена с источником входного сигнала и крайними точками - через диоды с базами транзисторов мультивибратора, а база каждого транзистора соединена с коллектором через стабилитрон, отличающ и и с   тем, что, с целью улучше-/ ни  параметров формируемых импульсов и повышени  помехоустойчивости, он дополнительно снабжен нелинейным .форскрующим дросселем, выполненным на двух кольцевых сердечниках, из которых один имеет высокую,.а второй низкую магнитную проницаемость, причем один конец дроссел  св зан со средней точкой первичной обмотки выходного трансформатора, а второй кЪнец - с выводом дл  подключени  к источнику питани ,

2. Формирователь по п.1, о т л ичающийс   тем, что, с целью получени  стабильной амплитуды выходных импульсов, в цепь питани  мультивибратора включён трансформатор тока, нагрузка которого включена между баЗОЙ одного из транзисторов через Диод и выводом дл  подключени  к источйику питаний.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Калашников Б. Е. и Др.., Системы управлени  автономными инверторами, М., Энерги , 1974, с. 44, 72.

2. Моин В, и Лаптев Н, Стабилизированные транзисторные преобразователи, М., Энерги , 1972, с. 389,

рис. 10-7.

664266