Формирователь импульсов

(с 1)5 Н 03 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ АВТОРСКОМУ СВ ЕЛЬСТВУ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(57) Изобретение относится к импульснойтехнике и можетбыть использовано во вторичных источниках питания, в частности всхемах управления силовыми ключами импульсн ых регуляторов. Цел ь изобретения - расширение области использования за счет исключения зависимости между характером изменения напряжения питания и подачей управляющих импульсов - достигается введением в известное устройство диодов 13, 14, транзистора 5 и резисторов 19, 20. Устройство также содержит транзисторы 1 - 4, трансформатор 6 с первичной обмоткой 7 и обмоткой 8 положительной обратной связи, выходной обмоткой 9 и управляющей обмоткой 10, диод 12, резисторы 15 - 18, источник 1 питания, входящую клемму 22, выходные клеммы 23, 24 и нагрузку 25, 1 ил,Изобретение относится к импульснойтехнике и может. быть использовано во вторичных источниках питания, в частности всхемах управления силовыми ключами импульсных регуляторов.Цель изобретения - расширение области использования эа счет исключения зависимости между характером изменениянапряжения питания и подачей управляющих импульсов, 10На чертеже приведена электрическаясхема формирователя импульсов.Формирователь импульсов содержиттранзисторы 1-5, трансформатор 6 с первичной обмоткой 7 и обмоткой 8 положительной обратной связи, выходной обмоткой9 и управляющей обмоткой 10, конденсатор11, диоды 12 - 14, резисторы 15 - 20, источник21 питания, входную клемму 22, выходныеклеммы 23 и 24 и нагрузку 25, 20Формирователь импульсов работаетследующим образом,При включении источника 21 питанияна его выходных шинах появляется напряжение Опит Транзисторы 1, 3 и 4 закрыты, 25транзистор 5 открывается базовым токомсмещения от положительной шины источника 2 1 питания через резистор 19, вследствие чего открывается транзистор 2 базовымтоком смещения от положительной шины 30источника 21 питания через переход коллектор - эмиттер транзистора 5 и резистор 20,конденсатор 11 разряжен, напряжение нанем примерно равно нулю и поддерживаетсяна этом уровне открытым транзистором 2, 35Импульс управления, поступающий навходную клемму 22, открывает транзистор1, что приводит к закрытию транзисторов 5и 2 и открытию транзистора 1, Начинаепротекать ток по цепи транзистор 3- обмотка 8- обмотка 7- конденсатор 11 - источник21 питания. Конденсатор 11 начинает заряжаться, а в сердечнике трансформатора 6накапливается реактивная энергия. На конце обмотки 8 по отношению к ее началу 45возникает напряжение положительной полярности, ток от обмотки 8 через ограничительный резистор 17, прямосмещенныйдиод 12 и открытый транзистор 1 поступаетв базу транзистора 3, обеспечивая его глубоков насыщение, Транзистор 2 удерживается в закрытом состоянии эа счетобратного смещения перехода эмиттер -база (О э-б 2) разностью напряжений:Оэ-б 2=Об-эз+ Ок-э нас,1+Опр,д 1 З- ОВгде Об-эз - напряжение баэо-эмиттерногоперехода транзистора 3; О к-э нас 1,0 к-э нас 3- НаПряжЕНИЕ НаСЫщЕ- ния коллектор-эмиттерного перехода транзисторов 1 и 3;Опрд 1 з- прямое падение напряжения на диоде 13;Об - напряжение на обмотке 8,Для этого напряжение обмотки 8 выбирается таким, чтобы выполнялось условие:Об-эЗ+ Ок-э нас.1+ Опрд 1 З Ок-э нас,З+ ОВ,тогда транзистор 2 закрыт укаэанной разностью напряжений,Отрицательное напряжение обмотки 10 удерживает транзистор 4 закрытым,В момент окончания импульса управления на входной клемме 22 формирователя устанавливается нулевое напряжение, транзистор 11 закрывается и прерывает базовый ток транзистора 3, резистор 15 обеспечивает нулевое напряжение на базе транзистора 3, Через время, определяемое временем рассасывания неосновных носителей в области базы, транзистор 3 закрывается и прекращается ток через обмотки 7 и 8, трансформатора 6. ЭДС самоиндукции трансформатора 6, наведенная в обмотке 8 через прямосмещенный диод 14 и резистор 18, прикладывается к переходу база - эмиттер транзистора 2 в прямом направлении и открывает его. Начинает протекать ток по цепи транзистор 2 - обмотка 7 - конденсатор 11. Конденсатор 11 начинает разряжаться, а сердечник трансформатора 6 перемагничивается в противоположном направлении. При этом через обмотку 8, прямосмещенный диод 13 и резистор 18 замыкается цепь положительной обратной связи, которая удерживает транзистор 2 в открытом, насыщенном состоянии. При насыщении транзистора 2 выполняется условиеОк-э нас.2Об-э 2,поэтому к переходу эмиттер - база транзистора 5 прикладывается запирающее напряжение смещенияОэ-бб = Об-э 2 - Ок-э нас.2,ГДЕ Ок-э нас.2-4 НаПРЯжЕНИЕ НаСЫЩЕНИЯ КОЛ- лектор-эмиттерного перехода транзистора 2;Об-э 2 - напряжение базо-эмиттерного перехода транзистора 2,Транзистор 5 находится в режиме отсечки,Напряжение, наведенное в обмотке 10,через резистор 16 открывает транзистор 4, 16619775 10 трансформатора 6 и запирает транзистор 4, Только после закрытия транзистора 4 открывается транзистор 3 и начинается оче редной такт работы формирователя. Далее процесс повторяется.В процессе работы формирователя им-. пульсов в обмотке 9 трансформатора 6 индуцируются импульсы напряжения 25 прямоугольной формы переменной полярности, которые через выходные клеммы 23 и 24 поступают на нагрузку 25. Амплитуда выходных импульсов определяется соотношением витков обмоток 8 и 7, 30 35 В момент прихода очередного импульса на входную клемму 22 формирователя снова открывается транзистор 1, шунтирует базу транзистора 5 непосредственно, а базу транзистора 2 через диод 13, вследствие чего транзистор 5 остается закрытым и начинает закрываться транзистор 2. Транзистор 3 в это время остается закрытым, так как его база-эмиттерный переход продолжает шунтироваться открытым транзистором 4. После полного рассасывания неосновных носителей в области базы транзистора 2 он закрывается, ток обмотки 7 резко уменьшается за счет реактивной энергии, накопленной в сердечнике трансформатора 6, возникает ЭДС самоиндукции, которая наводится в обмотке 10 Транзистор 5 открывается только в том случае, если транзистор 1 закрыт (импульс управления на клемме 22 отсутствует, а транзистор 2 по какой-либо причине не входит в насыщение, т.е. когда при закрытом транзисторе 1 не образуется положительная обратная связь), Транзисторы 2 и 5 при этом включены по схеме составного транзистора с общим коллектором, благодаря чему транзистор 2 коммутирует значительный ток при достаточно малом токе управления, обеспечиваемом резистором 19, Это позволяет не ухудшить экономичность устройства, Диоды 14 и 12 обеспечивают развязку, исключая шунтирование базовых токов транзисторов 5 и 2 обмоткой 6 через резисторы 17 и 18.В случае, когда питание подано, а на клемме 22 устанавливается нулевой уровень напряжения, и импульсы управления появляются через достаточно большое время, устройство работает следующим образом.При появлении напряжения питания транзисторы 1, 3 и 4 остаются закрытыми, транзистор 5 открывается базовым током смещения от положительной шины источника 21 питания через резистор 19, вследствие чего открывается транзистор 2 базовым то 45 50 55 ком смещения от положительной шины источника 21 питания через переход коллектор - эмиттер транзистора 5 и резистор 20, конденсатор 11 разряжен, напряжение на нем близко к нулю и остается на этом уровне до прихода на клемму 22 импульсов управления, Величина напряжения на конденсаторе 11 не превышает падения напряжения на переходе коллектор - эмиттер транзистора 22, включенного по схеме с общим коллектором, т,е, примерно равна 1,5 - 2 В, По импульсу управления открывается транзистор 1, закрываются транзисторы 5 и 2, открывается транзистор 3 и начинает протекать ток по обмотке 7 трансформатора 6, По окончании импульса управления ток через обмотку 7 прерывается, вследствие чего возникает положительная обратная связь и формирователь возбуждается,Таким образом, при нулевом уровне напряжения на клемме 22 в формирователе устанавливается такой режим и начальные условия, которые гарантируют его возбуждение при появлении импульсов управления.В случае, когда при наличии питания на клемму 22 поступает положительный уровень сигнала, а импульсы управления появляются через достаточно большое время, устройство работает следующим обраозм,Положительный уровень сигнала на клемме 22 открывает транзистор 1, который удерживает закрытыми транзисторы 5 и 2, и открывает транзистор 3, транзистор 4 остается закрытым. Ток, протекающий от источника 21 через открытый транзистор 3 и обмотки 8 и 7 трансформатора 6, заряжает конденсатор 11 примерно до напряжения питания, в результатет чего ток экспоненциально уменьшается до нуля, В этом состоянии формирователь находится до появления импульсов управления на клемме 22. По окончании первого импульса, т.е. по переходу сигнала управления от положительного уровня к нулевому транзисторы 1 и 3 закрываются и открываются. транзисторы 5 и 2, Ток, протекающий от конденсатора 11 через открытый транзистор 2 обмотку 7 трансформатора 6, вызывает наведенную ЭДС в обмотке 8, которая через прямосмещенный диод 14 и резистор 18 обеспечивает насыщение транзистора 2, т.е. возникает положительная обратная связь. Транзистор 5 при этом закрывается, так как напряжение база - эмиттер транзистора 2 в режиме его насыщения больше, чем напряжение коллектор - эмиттер, Таким образом, при положительном уровне сигнала на клемме 22 в формирователе устанавливается такой режим и начальные условия, которые гаран1661977. Составитель А.КоробковТехред М.Моргентал Корректор С.Черни Редактор О,Головач Заказ 2135 Тираж 470 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул, Гагарина, 101 тируют его возбуждение при появлении импульсов управления,Формула изобретен ия Формирователь импульсов, содержащий первый транзистор, база которого соединена с входной клеммой,. коллектор соединен с катодом диода, второй транзистор, коллектор которого соединен с положительной шиной источника питания и через последовательно соединенные конденсатор, первичную обмотку трансформатора и обмотку положительной обратной связи с коллектором третьего транзистора, эмиттер второго транзистора соединен с общими выводами первичной обмотки трансформатора Йобмотки положительной связи и первым выводом первого резистора, а база - с анодом диода и первым выводом второго резистора, управляющую обмотку трансформатора, первый вывод которой через третий резистор соединен с базой четвертого транзистора, второй вывод соединен с отрицательной шиной источника питания и эмиттерами третьего и четвертого транзисторов, эмиттер первого транзистора соединен с коллектором четвертого транзистора, базой третьего транзистора и через четвертый резистор соединен с отрица тельной шиной источника питания, выводывторичной обмотки трансформатора соединены с выходными клеммами, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью расширения области использования за счет исключения 10 зависимости между характером изменениянапряжения питания и подачей управляющих импульсов, в него введены второй и третий диоды, пятый транзистор, пятый и шестой резисторы, катод второго диода соединен с 15 вторым выводом второго резистора, а анод -с коллектором третьего транзистора, анод третьего диода соединен с вторым выводом первого резистора, а катод - с коллектором первого транзистора, базой пятого транзи стора и через пятый резистор с коллекторомпятого транзистора и положительной шиной источника питания, эмиттер пятого транзистора через шестой резистор соединен с базой второго транзистора,