Формирователь импульсов для управления транзисторным преобразователем

(21) 35 (22) 17 (46 30 ающии тран щ и й с яия, он снабж азв ранзистора, атор, о т л упрощенконденодами ием накоп что, с цельюнакопительным ом, двуммительнымный конд.И, Заика,ивошеев е иодом, и атор под и о е о рдена Леститут им88. 8) наВ.И.Ленин транзисторамирующеговыводу втающего траый диод ка ующего теру ф лектору регулдругим - к э транзистора тво СССР ерв звя тел 01, чег ричн форм мо 1981.азз 1 пггоЕесйпс",прототип).ЛЬСОВ ДЛЯЕОБРАЗОВАщий транпрямител с коллек Е 1(54 УПР 1 М Поб щии ре ченный л ТЕЛЕМ,зисторзе форм ером к баа, диодй катодомтранзистолирующего ующего транзис связи, подключ тно лле тору одом ормирую к базе езистор ов к ба егу под ра, аа транзис люченныи лирующего ора, выв одним ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ)(57) ФОРМИРОВАТЕЛ АВЛЕНИЯ ТРАНЗИСТОР содержа гором регулирую- одом с вто обмотки развяра, первый подключен к Ж диода, а анощего транзисдиод подключен ом - к эмиттеистора, другой ф ен с анодом щего транзистор а арым выводом вто :нойзывающего трансф рратный диод катодоманоду выпрямительногодом - к базе регулируютора, второй обратныйкатодом к базе, а анору регулирующего транвывод резистора соедивыпрямительного диодаИзобретение относится к электротехнике и может быть использованодля формирования импульсов, подавае.мых на базы силовых транзистороввысокочастотных преобразователей.ГИзвестен формирователь, содержащий ключ и трансформатор развязкипо выходу ь 1 3.Такой трансформатор имеет плохую1крутизну фронтов импульса тока базы 10транзистора вследствие влияния индуктивности рассеяния между первичной и вторичной обмотками развязывающего трансформатора, В результатевозрастает время нахождения транзистора в активном режиме в иятервалепереключения и, следовательно, увеличиваются коммутационные потери и снижается надежность работы прибора.Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности являетсяформирователь импульсов для управления транзисторным преобразователемсодержащий регулирующий транзисторподключенный эмиттером к базе формирующего транзистора, диод обратнойсвязи, подключенный катодом к коллектору формирующего транзистора, а аноцом - к базе регулирующего транзистора, резистор, подключенный одним30из выводов к базе регулирующего транзистора, развязь.вающий трансформатор ь 2,Недостатки известного формирователя заключаются в том, что необходима двойная трансформаторная развязка: по цепи питания выходного ключаформирователя и по сигналу его запуска, что усложцяет схему преобразователя. Кроме того, для питания Формирователя необходим отдельный дополнительный источник питания,Поставленная цель достигается теьь,что формирователь импульсов для управления транзисторным преобразователем,содержащий регулирующий транзисторподключенный эмиттером к базе Формирующего транзистора, диод обратнойсвязи, подключенный катодом к коллектору Формирующего транзистора, а ацодом - к базе регулирующего транзистора, резистор, подключенный однимиз выводов к базе регулирующеготранзистора, развязывающий трансформатор, снабжен накопительным конденсатором, двумя обратными диодами ивыпрямительным диодом, причем накопительный конденсатор подключен одним выводом к коллектору регулирующего транзистора, а другим - к эмиттеру Формирующего транзистора и к первому выводу вторичной обмотки развяэывающего трансформатора, выпря. мительный диод катодом соединен с коллектором регулирующего транзистора, а анодом - с вторым выводом вторичной обмотки развязывающего трансформа-ора, первый обратный диод катодом подключен к аноду выпрямительного диода, а анодом к базе регулирующего транзистора в горой обратный диод подключен катодам к базе, а анодом - к эмиттеру регулирующего транзистора, другой вывод резистора соединен с анодом выпрямительного диода.На фиг, 1 показана принципиальная электрическая схема устройства; на Фиг. 2 - временная диаграмма напряжений ца первичной обмотке трансформатораФормирователь содержит Формирующий транзистор 1, регулирующий транзистор 2 подключенный эмиттером к базе формирующего трацзистора 1, диод 3 обратной связи, подключенный катодом к кОллектору формирующего транзистора 1, а анодом - к базе регулирующего транзистора 2, накопительный конденсатор 4,. подключенный одним выводом к коллектору р гулирующего транзистора 2, а другим - к эмиттеру Формирующего транзистора 1, выпрямительный диод 5, подключенный катодом к коллектору регулирующего транзистора 2, развязывающий трансФорматор 6 вторичная обмотка 7 которого одним концом подключена к аноду выпрямительного диода 5, а другим к эмиттеру формирующего транзистора 1 а первичная обмотка 8 через ключ 9 соединена с источником питания напряжение которого равно 11; обратный диод 10, подключенный встречно-параллельно базо-эмиттерному переходу регулирующего транзистора 2, обратный диод 11 подключенный анодом к базе регулирующего трацзистора 2, а катодом - к анодуввыпрямительного диода 5, резистор 12, подключеццый одним выводом к аноду выпрямительного диода 5, а вторым - к базе регулирующего транзистора 2, Накопительный конденсаторобладает емкостью, достаточной для того, чтобы напряжение на нем пульсировало мало и его мо кно рассматривать как источник постоянного на.пряжения.89727 4 1 О 20 25 30 3 10Формирователь работает следующим образом.В момент времени(Фиг. 2) заОмыкаем ключ 9, На вторичной обмотке 7 трансформатора 6 появляется напряжение с полярностью, указанной без скобок (фиг, 1). По контуру, состоящему из элементов 7, 12, 2, 1 потечет ток, который будет являться базовым током регулирующего транзистора 2. Индуктивность рассеяния трансформатора 6 лишь незначительно ухудшит крутизну переднегс фронта этого тока, поскольку этот ток, являясь током базы регулирующего транзистора 2, имеет малую амплитуду. В та время никаких других токов, которые могли бы ухудшить крутизнуфронта, не потечет до той пары, пока напряжение на вторичной обмотке 7 не достигнет величины напряжения заряженного накопительного конденсатора 4 и не откроется выпрями- тельный диод 5, Таким образом, напряжение па вторичной обмотке 7 будет иметь крутой передний фронт.При включении регулирующего тран. зистора 2 потечет ток по контуру. состоящему из элементов 4, 2, 1,Накопительный конденсатор 4 выполняет роль источника питания для базы формирующего транзистора 1 до той поры, пока не нерастет ток в выпрямительном диоде 5 и во вторичной обмотке 7. Эта произойдет не сразу в связи с задержкой, создаваемой индуктивностью рассеяния. Протекание тока в цепи выпрямительного диода 5 ведет к тому, что роль источникапитания принимает на себя вторичная обмотка 7. Она же падзаряжает накопительный конденсатор 4.Таким образом, формируется импульс тока базы формирующего транзистора 1, на передний Фронт которого индуктивность рассеяния трансформатора 6 ока. зывает лишь незначительное влияние. Роль накопителя энергии выполняет при этом накопительный конденсатор 4.При размыкании в момент С ключа 9 Формирователя напряжение на первичной обмотке 8 изменяет полярность и значение отрицательной амплитуды Б определяется защитой ключа 9 по напряжению (как правило, защитные функции выполняет лавинный ограничитель напряжения - стабилитран). Однако напряжение на вторичной обмотке 7 в течение небольшого отрезка времени 5 15 1 г . ) 5 50(времени задержки 1) сохраняет нетолько полярность, но и величину,поскольку индуктивность рассеяниятрансформатора 6, препятствуя скачкообразному изменению тока, паддерживает выпрямительный диод 5 открытым и напряжение на вторичной абмот.ке 7 остается равным напряжению назаряженном накопительном конденсаторе 4. В течение времени задержкинакопительный конденсатор 4 вновьпринимает на себя роль источника питанияцепи базы формирующего транзистора,Задержка длится до той поры,пока не закончится рассасываниеносителей заряда в выпрямительнамдиоде 5. Его ток к этому моментуне только спадает к нулю, на и изменяет направление. В момент выключения выпрямительного диода 5 индуктивность рассеяния, препятствуяскачкообразному спаду отрицательноготока, протекавшего через выпрямительный диод 5, создает ЭЛС самоиндукции, которая отпирае обратные диоды10 и 11 и переводит отрицательныйток в цепь базы формирующего и регулирующего транзисторов 1 и 2, В этотже момент запирается и регулирующийтранзистор 2 в связи с прекращениемподачи отпирающего сигнала на егобазу (напряжение на вторичной обмотке 7 в данпьп момент изменяет полярность и происходит Форсированиеспада тока в базе). Ток базы Формирующего транзистора 1 практическискачкообразно спадет к нулю и скачком появляется обратньп так. Его амплитуда близка к величине намагничивающего тока трансформатора 6 к моменту размыкания ключа 9,Задержка спада тока невелика ипоскольку она пропорциональна П +Пто ее можно сделать очень малой увеличением уровня ограничения напр 11 жения на ключе 9.Схема полностью сохраняет своюработоспособность и в там случае,если на первичной стороне трансформа.тора Формируются симметрично двуполярные импульсы полупериадной длиотельности (двумя выходными ключами).Применение предлагаемого устройства позволяет отказаться .от применения дополнительного потенциально изолированного источника питания или исключить дополнительные разделительныетрансформаторы,что упрощает устройствоа также повышает надежность его работы,1089727Составитель С. Пузанов едактор М. Ткач Техред Т,Фанта Корректор Ю, Макарен з 2950/53 Тираж 667 Подпи ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д,Филиал ППП "Патент г, Ужгород, ул . Проектная,