Ключевой генератор

ЕТ И ический инч-Бруевичаи В.Г.Моиные транзинергоиздат,иотехнике стве высо 4 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР. ОПИСАНИЕ ИЗО АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС(71) Ленинградский злектротехнститут связи им, проф. М.А.Бон(56) Моин В.С. Стабилизировансторные преобразователи. М.; Э1986, с, 301, рис. 8.22 в. 4) КЛЮЧЕВОЙ ГЕНЕРАТОР7) Изобретение относится к рможет быть, использовано в ка коэффективного генератора большой и средней мощности в радиопередающих устройствах, преобразователях напряжения и т,д. Цель изобретения - повышение.надежности ключевого генератора при повышении КПД. Генератор содержит возбудитель 1, ключевые элементы 2.1-2,4, конденсаторы 3 - 6 и выходной трансформатор 7. Введение резистора 8 позволяет за счет высокой точности выравнивания напряжений питания ключевых каскадов получить максимально возможную выходную мощность при одновременном повышении КПД за счет уменьшения потерь на переключение.1 ил,Шина пигпаниаИзобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в качестве высокоэффективного генератора большой или средней мощности в радиопередающих устройствах, преобразователях напряжения и т,п,Цель изобретения - повышение надежности ключевого генератора при повышении КПД,На чертеже приведена схема ключевого генератора.Генератор содержит возбудитель 1, четыре ключевых элемента 2,1 - 2.4, содержащих один управляющий и два силовых электрода, четыре конденсатора 3-6, выходной трансформатор 7 и резистор 8. Грямой выход возбудителя 1 подключен к управляющим электродам ключевых элементов 2,1 и 2.4, а его инверсный выход - к управляющим электродам ключевых элементов 2.2 и 2.3. Первый силовой вывод ключевого элемента 2,1 подключен к шине питания и к первому выводу конденсатора 3, второй вывод которого подключен к второму и первому силовым выводам ключевых элементов 2,2 и 2.3.соответственно, к первому выводу резистора 8 и первому выводу конденсатора 4. Второй вывод последнего подключен к общей шине и к второму силовому выводу ключевого элемента 2.4. Второй силовой вывод ключевого элемента 2,1 подключен к первому силовому выводу ключевого элемента 2.2 и к первому выводу конденсатора 5, второй вывод которого подключен к первому выводу первичной обмотки выходного трансформатора 7. Второй вывод ключевого элемента 2.3 подключен к первому силовому, выводу ключевого элемента 2,4 и к первому выводу конденсатора 6, второй вывод которого подключен к вто. рому выводу первичной обмотки выходного трансформатора 7, средняя точка которой подключена к второму выводу резистора 8.Возбудитель 1 ключевого генератора должен обеспечивать на выходах два противофазных сигнала типа "меандр" и может быть выполнен в виде ключевого усилителя (генератора) с трансформаторным выходом. Для улучшения формы выходного. сигнала возбудитель желательно выполнять по двухтактной схеме.В качестве ключевых элементов 2,1 - 2,4 могут быть использованы биполярные или полевые транзисторы, При этом вывод базы (затвора) является управляющим электродом, а коллектор и эмиттер (сток и исток) - силовыми электродами, К силовым электродам должны быть подключены обратные диоды для обеспечения работоспособности45 правлении через первичную обмотку 50 55 10 15 20 25 30 35 ключевого элемента при инверсных токах (например, в случае расстройки нагрузки резонансного. типа).Емкость конденсаторов 5 и 6 должна быть такой, чтобы их сопротивление на минимальной рабочей частоте было существенно меньше сопротивления нагрузки, пересчитанного в первичную обмотку выходного трансформатора 7,Емкость конденсаторов 3 и 4 выбирается исходя из допустимых пульсаций напряжения питания при .заданной выходной мощности генератора и минимальной рабочей частоте. Она может быть оценена по формуле ЬО = Рн/2 Е 1 С, где Рн - мощность в нагрузке; Е - напряжение источника питания; С - емкость конденсаторов 3 и 4 (общая); 1 - минимальная рабочая частота генератора,Выходной трансформатор 7 не имеет конструктивных особенностей, Полоса его рабочих частот определяется соответствующей полосой генератора, а коэффициент трансформации - требуемой величиной выходной мощности,Сопротивление Я резистора 8 может быть более чем на порядок превышать сопротивление нагрузки, пересчитанное в первичную обмотку трансформатора,Генератор работает следующим образом.При отпирании ключевых элементов 2.1 и 2.4 ток от источника питания протекает через ключевой элемент 2.1. конденсатор 5, первичную обмотку трансформатора 7, конденсатор 6 и открытый ключевой элемент 2,4. При этом напряжение на конденсаторах 5 и 6 примерно равно половине напряжения источника питания (с точностью до различия в остаточных напряжениях на ключевых злементах), При отпирании ключевых элементов 2.2 и 2,3 функции источника питания выполняют конденсаторы 5 и б, обуславливающие протекание тока в обратном натрансформатора 7.При различии напряжений на конденсаторах 5 и 6 через резистор 8 течет выравнивающий ток 1 2 Ь = Е/В (при напряжениях на конденсаторах 5 и 6 соответственно О 5 = Е + Ь Е, Об = Е - Л Е). В случае отсутствия резистора 8 напряжение питания генератора делится произвольным образом между каскадами, устройство находится в равновесии. Поэтому достаточно любого по величине резистора 8, чтобы в конце концов напряжение между каскадами делилось поровну (реально в соответствии с распределением напряжений на конденсаторах 3 и 4),16 17 ЦВ 3 Формула изобретения Ключевой генератор, содержащий возбудитель, прямой выход которого соединен с управляющим электродом первого ключевого элемента, а инверсный выход - с управляющим электродом второго ключевого элемента, первый вывод первого конденсатора соединен с первым силовым выводом Составитель Е,Маркин Редактор Т,Юрчикова Техред М,Моргентал Корректор О.КравцоваЗаказ 1652 Тираж 470 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Рауаская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 Для уменьшения времени установления равномерного распределения напряжений необходимо уменьшить величину резистора 8, Реально напряжение между каскадами делится с точностью до разности между остаточными напряжениями на ключевых элементах. Поскольку ключевые генераторы имеют высокий КПД, то остаточные напряжения составляют 5 10-",ь от напряжения питания. Разность между ними обычно не превышает 3 5% от напряжения питания. Таким образом напряжение между каскадами делится с точностью до 3, 5 .Высокая точность выравнивания напряжений питания ключевых каскадов предлагаемого ключевого генератора позволяет максимально использовать транзисторы по напряжению и тем самым, получить максимально возможную выходную мощность при одновременном повышении КПД за счет уменьшения потерь на переключения,первого ключевого элемента и с шиной питания, второй вывод - с вторым и первым силовыми выводами второго и третьего ключевых элементов и с первым выводом второ го конденсатора, второй вывод которогосоединен с вторым силовым выводом четвертого ключевого элемента и с общей шиной, первый вывод третьего конденсатора соединен с вторым и первым силовыми вы водами первого и второго ключевых элементов, а его второй вывод - с первым выводом. первичной обмотки выходного трансформатора, второй силовой вывод третьего ключевого элемента соединен с первым силовым 15 выводом четвертого ключевого элемента ипервым выводом четвертого конденсатора, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности при повышении КПД, в него введен резистор, первый вывод 20 которого соединен с первым силовым выводом третьего ключевого элемента, а второй вывод - со средней точкой первичной обмотки выходного трансформатора, второй вывод которой соединен с вторым выводом 25 четвертого конденсатора, причем прямойвыход возбудителя соединен с управляющим электродом четвертого ключевого элемента, а его инверсный выход - с управляющим электродом третьего ключевого 30 элемента.