Ключевой генератор

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ,РЕСПУБЛИН 1385 А 51) 17 60 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ ВТО 2 ектротехническоф М А Бончи м Галахов анян М.А. и ЕРАТО(57) Изобретение относится ной технике и может быть ис в качестве мощных высокочас нераторов радиопередающих.у Изобретение расширяет часто пазон устройства в результа ния диодных ключей для обес более быстрого отпирания по импульсользовано отных гетроиств. ный диае введеечен во(54) КЛЮЧЕВОЙ МУ СВИДЕТЕЛЬСТВ транзистора ключевого элемента иуменьшения времени включения силовогключевого элемента для исключениясквозных токов. Ключевой генераторсодержит возбудитель 1, блок 2 согласования, ключевые элементы 3 и 4,каждый из которых содержит полевойтранзистор 5(6), биполярный транзистор 7(8) и силовой диод 9(10), резисторы 11-14 и диоды 15-18. Возбудитель 1, как и в прототипе, близокк генератору напряжения и формируетна выходе два противофазных сигналатипа меандра с амплитудой, достаточной для отпирания полевого транзистора. Он может быть выполнен по схемемаломощного ключевого усилителя иширокополосного импульсного трансформатора, 2 ил.Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в качестве мощных ВЧ генератороврадиопередающих устройств.Цель изобретения - расширение частотного диапазона за счет введениядиодных ключей для обеспечения болеебыстрого открывания полевого транзистора ключевого элемента и уменьшения 10времени задержки на включение силового ключевого элемента для исключениясквозных токов.На фиг. 1 представлена схема предлагаемого устройства; на фиг, 2 - 15эпюры токов и напряжений, отображающие работу устройства,Устройство содержит возбудитель1, блок 2 согласования, ключевые элементы 3 и 4, каждый из которых содержит полевой транзистор 5 и 6, биполярный транзистор 7 и 8, силовой диод9 и 10, резисторы 11-14 и диоды 15-18.При этом выход возбудителя 1 черезпоследовательно соединенные резисторы 2513 и 11 (либо 14 и 12), шунтированныедиодом 17 (или 18), соединены с входом ключевого элемента 3 (либо 4),а точка соединения резисторов 13 и11 (либо 14 и 12) соединена через 30диод 17 (либо 18) с выходом ключевогоэлемента 4 (либо 3) и входом блока 2согласования.Возбудитель 1 близок к генераторунапряжения (К.К), обеспечивает навыходе два противофазных сигнала типамеандр с амплитудой, достаточной дляоткрывания полевого транзистора, иможет быть выполнен в виде маломощного ключевого усилителя и широкополосного (импульсного) трансформатора,Блок 2 согласования служит длясогласования ключевых элементов с нагрузкой, в частности может быть выполнен В Виде трансформаторау сред 45няя точка первичной обмотки которогоподключена к источнику питания, акрайние выводы ее являются входамисогласующего устройства, выводы вто"ричной обмотки которого являются еговыходами.50Сущность работы устройства состоит в следующем: до тех пор пока одиниз ключевых элементов, например 3,не выключился (фиг. 1), т,е. его вы 55ходное напряжение мало и равно остаточному напряжению на биполярномтранзисторе 7 (П й О), диод 18 непозволяет потенциалу общего вывода резисторов 12 и 14 превысить П под воздействием которого через резистор 12 происходит перезаряд входной емкости полевого транзистора 6 другого ключевого элемента от -ф ,) до П (величина резистора 12 (11) определяет задержку включения полевого транзистора и так как П с Пвх. м с, то величина резистора 12(11) существенно меньше величины резистора 12 (11) в известном устройстве). После выключения ключевого элемента 3 диод 18 закрывается и дальнейший перезаряд входной емкости полевого транзистора происходит под воздействием потенциала Пчерез последовательно соединенные резисторы 12 и 14 (11 и 13), общая величина которых также может быть выбрана существенно меньше величины резистора 12 (11) К в известном устройстве. Следовательно, напряжение на затворе полевого транзистора достигает максимальной величины раньше, чем в известном устройстве, что обеспечит меньшее значение остаточногонапряжения на ключевом элементе, а значит и меньшую величину статических потерь. Таким образом, предложенное устройство обладает большим КПД по сравнению с известным устройством,Подключение диодов 17 и 18 непосредственно к затворам полевых транзисторов недопустимо, так как реально остаточное напряжение на ключевом элементе при токах коллектора 10-20 А может достигать величины 2-3 В, а величина порогового напряжения полевого транзистора часто лежит в этом диапазоне напряжений (например, для транзистора типа КП 904 П р1 В), и условия запирания полевого транзистора в этом случае невыполнимы.Определим величины резисторов К, и К (фиг.1) в случае примера, соответствующего рассмотренному для известного устройства. Предлагаемое техническое решение ключевого генератора не критично к выбору величины сопротивления, подключаемого к затвору полевого транзистора. Максимальная величина резистора 1 (12) К определяется по формулесЗК 1 С = 50 нс,. ц с3Величину резистора 13 (14) Кнеобходимо определять из допустимого дополнительного тока 1 дол черезоткрытый ключевой элемент по цепи:возбудитель, резистор 13 (14) К,диод 17 (18), открытый ключевой элемент 4 (3). Пусть амплитуда выходного напряжения возбудителя Б , 10 В,максимальный ток ключевого элемента1 к э. макс = 20 Ау 1 оп /1 к. э. макс=- 0,01 (1 ),Тогда 1385 1 Аов = (11 м П ост М/Кфф 15 Пъ/ дог - 50 Ом К = К, + К,1 130 0 м.Формула изобретения35 Ключевой генератор, содержащий возбудитель, блок согласования, пер 20После выключения одного из ключевых элементов напряжение на входе другого изменяется согласно ФормулеФ-Ьклй сБек = П(1- 2) 25 с постоянной времениК, существенно меньшей по сравнению с величиной постоянной времени известного устройства, что обеспечивает повышение входного напряжения до 0,99 0 1 т, в момент протекания через ключевой элемент максимального тока И = й ц+ + т/4). 287вый и второй резисторы, первый и второй диоды, первый и второй ключевыеэлементы, состоящие из силового диода, полевого и биполярного транзисторов, причем эмиттер биполярного транзистора соединен с общей шиной ианодом силового диода, база - с истоком, а коллектор - с катодом силового диода и со стоком полевого транзистора, затвор которого являетсявходом ключевого элемента, а сток -его выходом, выход каждого ключевогоэлемента соединен с одним из входовблока согласования, а вход каждогоключевого элемента с первым выводомсоответствующего резистора и анодомсоответствующего диода, катод каждого из которых соединен с одним издвух выходов возбудителя, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюрасширения частотного диапазона, внего введены третий и четвертый диоды, третий и четвертый резисторы,причем первый вывод третьего резистора и анод третьего диода соединеныс вторым выводом первого резистора,а второй вывод третьего. резистора -с катодом первого диода, и соответственно первый вывод четвертого резистора и анод четвертого диода сое"динены с вторым выводом второго рези стора, а второй вывод четвертого резистора - с катодом второго диода,причем катод третьего диода соединенс выходом второго ключевого элемента,а катод четвертого диода - с выходомключевого элемента,1385287 Ив ЮЛ,Ф 3 Ьккл эЗ фиг. 2 Романовска Составител Редактор Т. нко Техред Л.Олийнык ектор И, Нож Лазоре 1422/54 Тираж 928 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Иосква, Ж, Раушская наб., д