SU877761A1 - Транзисторный двухтактный преобразователь напр жени - Google Patents

Description

(54) ТРАНЗИСТОРНЫЙ ДВУХТАКТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

НАПРЯЖЕНИЯ

I

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в качестве генератора пр моугольных импульсов в радиоэлектронных устройствах, средствах автоматики и вычислительной техники.

Известен двухтактный преобразователь напр жени , содержащий источник питанн , два транзистора и трансформатор, обмотка которого выполнена со средней точкой .

Частота генерации такого преобразовател  пр мо пропорциональна напр жению источника питани , поэтому ври неизменных параметрах элементов схемы, на ример индукции насыщени  сердечника трансформатора , стабильность частоты определ етс  стабильностью питающего напр жени  и может составл ть ±(5-7)%.

Известен также двухтактный двухтраисформаторный преобразователь напр жени , содержащий источник питани , два транзистора , коммутирующий н частотно-задающий трансформаторы {2.

Нестабильность частоты генернруемых 20 импульсов объ сн етс  тем, что в процессе работы происходит измененне магнитного потока в сердечнике от минимального до

максимального значений, при котсфых происходит переключение схемы, т.е. пр мой блокннг-процесс мен етс  на обратный. Ма-. териал сердечника трансформатсфа должен обладать высоким коэффициентом пр моугольностн , и точкам переключени  на кривой намагничивани  соответствуют участки с минимальной крутизной, что oRpejEteAHer нестабильность срабатывани  сжми.

Кроме того, величина магнитной нндукиши сердечника существенно зависит от Mai; ннтной проницаемости материала се ечи4на трансформатора, котора  в процессе работы не остаетс  посто нной из-за вли ни  дестабилизирующих факторов: изменени  температуры физических воздействий, старени  и т.д.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому  вл етс  двухтактный транзист(ный преобразователь напр жени , содержащий транзисторы, подключенные к первичной обмотке выходного трансформатора, нме ющей средний вывод, а также блок стабилизации , выполненный на конденсаторе, врем задающем элементе и двух диодах J3J. Недостатком указанного преобразовател   вл етс  относительно больша  нестабнльность частоты, составл юща  ± (1-2)% о объ сн етс  тем, что напр жение на конденсаторе RC-цепочки нарастает по эксноненциальному закону и постепенно достигает своего максимального значени . Следовательно , крутизна логарифмической характеристики врем задаюшей RC-цепочки в момент переключени  транзисторов незначительна , чем определ етс  нестабильность частоты генерируемых импульсов. Кроме того, врем  зар да зависит от напр жени  питани  генератора, которое должно быть стабилизировано. Цель изобретени  - повышение стабильности частоты генерации. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в транзисторном двухтактном преобразователе напр жени , содержащем транзисторы, подключенные к первичной обмотке выходного трансформатора, имеющей средний вывод , а также блок стабилизации, выполненный на конденсаторе, врем задающем элементе и двух диодах, трансформатор снабжен дополнительной обмоткой, в состав блока стабилизации введены два управл емых ключа и пороговый элемент, а в качестве врем задающего элемента применен стабилизатор тока, при этом дополнительна  обмотка одним концом через диод соединена с управл ющим электродом первого управл емого ключа, вторым концом -- через второй диод с силовым электродом второго управл емого ключа и через стабилизатор тока с силовым электродом первого управл емого ключа, обкладкой конденсатора н через пороговый элемент с управл ющим электродом второго ключа, второй силовой электрод которого подсоединен к средней точке дополнительной обмотки, второй обкладке конденсатора и второму силовому электроду управл емого ключа. Такое схемное решение транзисторного двухтактного преобразовател  напр жени  обеспечивает линейное нарастание напр жени  на конденсаторе с посто нной интенсивностью при нестабильности величины напр жени  питани  генератора, и переключение схемы происходит на участке характеристики зар да конденсатора, имеющей достаточную крутизну. При принудительном переключении схемы искусственным образом формируетс  (дл  любого ферромагнитного материала) пр моугольна  петлд гистерезиса сердечника трансформатора, чем определ етс  высока  стабильность частоты следовани  генерируемых импульсов. На чертеже представлена схема преобразовател  напр жени . Устройство содержит транзисторы 1 и 2, трансформатор 3, обмоткн 4 и 5 которого выполнены по схеме со средней точкой, входные выводы 6 и 7 дл  подключени  источника питани  н блок 8 стабилизации частоты. содержащий конденсатор 9, врем задающнй элемент 10 диоды 11 и 12. Трансформатор 3 снабжен дополнительной обмоткой 13, котора  одним своим концом через диод И подключена к управл ющему (коммутирующему) электроду ключа 14, другнм концом через диод 12 к врем задающему элементу (стабилизатору тока ) 10 и к одному силовому (коммутируемому ) электроду -ключа 15, а средней точкой к другому силовому электроду этого же ключа и к одной обкладке конденсатора 9. Конденсатор 9, включенный параллельно силовым электродам ключа 14, второй своей обкладкой соединен со стабилизатором 10 тока и пороговым элементом 16, который подк,л{рчен к управл ющему электроду ключа 15. При использовании в качестве силового элемента ключа 15 тиристора на управл ющий электрод ключа 15 сигнал поступает с порогового элемента 16, катод тиристора подключаетс  к средней точке дополнительной обмотки 13 трансформатора 3 и анод тиристора подключаетс  к катоду диода 12, При использовании в качестве силовых элементов ключей 14 и 15 транзисторов, например кремниевых транзисторов типа п-р-п, на базу транзистора ключа 15 сигнал поступает с порогового элемента 16, .эмиттер транзистора ключа 15 подключаетс  к средней точке дополнительной обмотки 13 транс форматора 3, а коллектор транзистора подключаетс  к катоду диода 12. На базу транзистора ключа 14 сигнал поступает с катода диода П. Эмиттер транзистора ключа 14 подключенК средней точке допрлнительной обмотки 13 трансформатора 3, а коллектор к обкладке конденсатора 9. В качестве порогового элемента 16 могут быть использованы двухполюсные элементы, например стабилитроны кремниевые. Вариант с использованием двухполюсного элемента в качестве порогового элемента 16 представлен на фиг. 1. В качестве порогового элемента 16 могут быть использованы четырехполюсные элементы, например триггер с эмиттерной св зью. Вариант с использованием четырехполюсного элемента в качестве порогового элемента 16 указан в формуле изобретени . При использовании в качестве элемента. 16 четырёхполюсного элемента должна по витьс  нова  св зь между общими выводами элемента 16 и средней точкой дополнительной обмотки трансформатора. При использовании в схеме в, качестве ключа 15 транзистора желательно применить в качестве порогового элемента 16 триггер С эмиттерной св зью, а при использовании тиристора желательно применить в качестве порогового элемента 16 стабилитрон. Указанные рекомендации не  вл ютс  об зательными и завис т от параметров трансформатора и других элементов схемы, а также от требуемой стабильности частоты генератора.

При построении конкретной схемы транзистор ключа 14 может быть заменен электронным реле, т.е. несколькими транзисторами , обеспечивающими (совместно с пассивными элементами) в открытом состо нии оконечного транзистора реле разр д конденсатора 9и в закрытом состо нии оконечного транзистора ток утечки через него не более 10, т.е. тока стабилизатора 10.

Устройство работает следующим образом .

В один из полупериодов работы генератора диод 11 закрыт, а диод 12 открыт. Транзистор ключа 14 закрыт, например, нулевым базовым смещением, и происходит зар д конденсатора 9 через стабилизатор JO тока до напр жени  срабатывани  порогового элемента 16, если в качестве последнего используетс  триггер Шмидта, или пробо  стабилизатора, если в качестве элемента 16 используетс  стабилитрон. Сигнал с выхода элемента 16 поступает на вход ключа 15. Если в качестве ключа 15 используетс  тиристор , то последний включаетс  и закорачивает часть дополнительной обмотки 13 трансформатора 3, что вызывает «срыв генерации генератора и определ ет начало процесса перемагнкчивани  сердечника трансформатора 3. В процессе перемагничивани  пол рность на дополнительной обмотке 13 трансформатора 3 мен етс  на обратную , диод 12 закрываетс , диод II открываетс , пороговый элемент 16 выключаетс  и тиристор 15 отключаетс . Если в качестве ключа 15 используетс  транзистор, то он после пробо  стабилитрона начинает открыватьс  и закорачивает часть дополнительной обмотки 13 трансформатора 3. При некоторых параметрах схемы срыв генерации не происходит или он не стабилен. В этом случае следует применить в качестве элемента 16 триггер Шмидта с достаточным коэффициентом возврата (отношение напр жени  срабатывани  к напр жению отпускани  триггера).

Применение в качестве ключа 15 транзистора и в качестве порогового элемента триггера Шмидта вызвано недостаточным быстродействием серийно выпускаемых тиристоров , величиной емкости стабилитронов и, следовательно, ограничением по максимальной частоте генератора.

Вопрос о применении в качестве ключа 14 транзистора или реле, в качестве ключа 15 тиристора или транзнстора и в качестве порогового элемента 16 триггера Шмидта или

стабилитрона зависит от параметров конкретного устройства.

Таким образом, врем  формировани  одного полупернода колебани  генератора оп редел етс  только величиной емкости конденсатора 9 и током его зар да (током стабилизатора 10) и не зависит от изменени  свойств ферритового сердечника трансформатора 3 и колебаний напр жейи  питани  генератора, благодар  чему достигаетс  повышенне стабильности частотй генерируемых импульсов. Предлагаемое устройство обеспечивает стабильность частоты в пределах ± (0,5-i)/o, что позвол ет использовать его в устройствах, предъ вл ющих жесткие требовани  к частоте следовани 

импульсов.

Claims (3)

1. Моин В. С., Лаптев Н. Н. Стабилизированные транзнсторные преобразователи. М., «Энерги , 1972, с. 8.

2. Чнженко Н. М. и др. Основы преобразовательной техники. М., «Высща  школа,, .1974, с; 359.

3. Моин В. С., Лаптев Н. Н. Стабилизи-.. рованные транзисторные преобразователи.-: М., «Энерги , 1972, с. 380, рис. 10-56..;

-0

-0