Формирователь импульсов

(5 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ЕТЕЛЬСТ К АВТОРСКОМУ(54) ФОРМИРО (57) Изобрете технике и мож ричных источн ния - расш импульсной вано во вто(61) 1480104(71) Специальное конструкторское бюроПроизводственного объединения "Коммунов8.8)свидетельство СССР . Н 03 К 5/01, 1989.ВАТЕЛЬ ИМПУЛЬСОВ ние относится к импульсной ет быть использовано во втоиках питания. Цель изобретеирение функциональных Изобретение относится ктехнике и может быть использоричных источниках питания.Известен формирователь импульсов, содержащий первый транзистор, база которого соединена с входной клеммой формирователя, а коллектор - с катодом диода, первый резистор, второй транзистор, коллектор которого соединен с положительной клеммой источника питания и через последовательно соединенные конденсатор, первичную обмотку трансформатора, обмотку положительной обратной связи и второй резистор - с базой второго транзистора, выводы вторичной обмотки трансформатора возможностей путем формирования выходного напряжения постоянного тока, величина которого определяется скважностью управляющих импульсов, и обеспечение параметрической стабилизации выходного напряжения постоянного тока. В установившемся режиме напряжение на конденсаторе 9 обратно пропорционально скважности управляющего сигнала, а выходное напряжение на вторичной обмотке 15 пропорционально напряжению на конденсаторе 9, Параметрическая стабилизация выходного напряжения достигается за счет того, что длительность импульсов, поступающих на базу транзистора 3, обратно пропорциональна напряжению питания. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. соединены с выходными клеммами формирователя, змиттер второго транзистора - с соединенными выводами первичной обмотки и обмотки положительной обратной связи, третий и четвертый транзисторы, третий и четвертый резисторы, управляющую обмотку трансформатора, первый вывод которой через третий резистор соединен с базой третьего транзистора, второй вывод связан с отрицательной клеммой источника питания и эмиттерами третьего и четвертого транзисторов, эмиттер первого транзистора соединен с коллектором третьего транзистора, базой четвертого транзистора и через четвертый резистор - с отрицательной клеммой источника питания, эмиттер второго транзистора соединен через первый резистор с коллектором первого транзистора, база второго транзистора соединена через диод с коллектором первого транзистора, коллектор четвертого транзистора связан с соединенными выводами второго резистора и обмотки положительной обратной связи.Недостатком известного формирователя является отсутствие выходного напряжения постоянного тока, величина которого определяется скважностью управляющих импульсов, что ограничивает его функциональные возможности,Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем формирования выходного напряжения постоянного тока, величина которого определяется скважностью управляющих импульсов, и обеспечение параметрической стабилизации выходного напряжения постоянного тока.Для этого в формирователь импульсов введены выпрямительный диод и конденсатор фильтра, первая выходная клемма формирователя через выпрямительный диод соединена с третьей выходной клеммой формирователя, которая через конденсатор фильтра связана с второй клеммой формирователя. Кроме того, в формирователь введены второй диод, инвертирующий пороговый элемент и времязадающая ВС- цепь, последовательно соединенные резистор и конденсатор которой первыми выводами соединены с соответствующими выводами источника питания, вторые выводы резистора и конденсатора времязадающей ВС-цепи через второй диод соединены с входной клеммой формирователя и первым входом элемента И и через инвертирующий пороговый элемент - с вторым входом элемента И, выход которого соединен с базой первого транзистора.На чертеже приведена принципиальная схема формирователя импульсов.Формирователь импульсов содержит транзисторы 1 - 4, резисторы 5 - 8, конденсатор 9, источник 10 питания, трансформатор 11 с первичной обмоткой 12, обмоткой положительной обратной связи 13, управляющей обмоткой 14 и вторичной обмоткой 15, диод 16, выпрямительный диод 17, конденсатор 18 фильтра, диод 19, времязадающую ВС-цепь 20 с резистором 21 и конденсатором 22. инвертирующий пороговый элемент 23 и элемент И 24 с соответствующими связями.Формирователь импульсов работает следующим образом. Импульсы положительной полярностиоткрывают транзистор 3, что в свою очередьвызывает открывание транзистора 1 и протекание тока заряда конденсатора 9, При5 этом в сердечнике трансформатора 11 накапливается реактивная энергия, а протекание тока в обмотке положительнойобратной связи 13 обеспечивает глубокоенасыщение транзистора 1. По окончанию10 выходного импульса транзистор 3 закрывается и прерывает базовый ток транзистора1. ЭДС самоиндукции трансформатора 11,наведенная в обмотке 13, открывает транзистор 2, приводят к разряду конденсатора 9,15 выступающего в качестве источника энергии, и перемагничивая сердечник трансформатора 11, При этом открываетсятранзистор 4. По приходу очередного входного импульса транзистор 1 открывается20 только после закрытия транзистора 2 итранзистора 4,Интегральное значение тока через конденсатор 9 за период Т равно нулю, поэтомув установившемся режиме напряжение.на25 конденсаторе 9 определяется формулой09 = Опит Т = Опит)т(1)где Опит - напряжение источника 10 питания;30 1 - длительность управляющих импульсов;Т - период управляющих импульсов;у - коэффициент заполнения, относительная длительность управляющих. им 35 пульсов,Напряжение 015 положительной фазына выходной обмотку 15 формируется наинтервале времени (1 - у), т,е. когда открыттранзистор 2. В это время обмотка 12 через40 открытый транзистор 2 подключается к конденсатору 9 и напряжение на ней равнонапряжению Оз. Соответственно в обмотке15 индуцируется напряжение 015, амплитуда которого равна45 + ф/15015 =09 =09 Ктр, (2)юцггде а 15 - число витков обмотки 15;а 1 г - число витков обмотки 12.С учетом формулы 1015 = Опит.УКтр, (3)Таким образом, амплитуда положитель+ной фазы выходного напряжения 015 прямо пропорциональна относительнойдлительности управляющих импульсов и55 может регулироваться изменением этогопараметра.Напряжение 015 через диод 17 поступает на конденсатор 18 фильтра и заряжаетего до своего амплитудного значения (паде(8) нием напряжения на диоде 17 можно пренебречь). В установившемся режиме напряжение на конденсаторе 18 постоянно, еговеличина определяется формулой 3 5018 = 015 = ОпитКтр (4)Конденсатор 18 накапливает энергию(заряжается) на интервале (1-у) и отдает еев нагрузку. Изменяя значение Ктр можнозадавать различную величину выходного 10напряжения, а изменяя у, можно регулировать это напряжение в требуемых пределах.Полученное напряжение может быть использовано в качестве контрольного параметра работоспособности устройства, 15контроля значения у, управления варикапами идр,При параметрической стабилизации выходного напряжения устройство работаетследующим образом. 20Управляющие импульсы поступают напервый вход элемента И 24, а через диод 19- на конденсатор 22, который заряжаетсячерез резистор 21 от источника 10 питания,Напряжение на конденсаторе 22 изменяется по экспоненциальному законуОо = Опит(1-еС), (5)где Оо - напряжение на конденсаторе 22;11 - длительность заряда конденсатора 3022;К - сопротивление резистора 21;С - емкость конденсатора 22.Время заряда конденсатора 22 до напряжения Ос равно 3511= -1 п(1 -- ) ВС.Ос(6)ОпитНапряжение конденсатора 22 поступает на вход инвертирующего порогового элемента 23, который изменяет свое состояние 40с высокого уровня на низкий при достижении напряжения Оо порога срабатыванияэлемента 23. При относительно небольшойвеличине порога срабатывания элемента 23(малой по сравнению с Опит величине Оо) 45напряжение на конденсаторе 22 от нижнегозначения до Оо изменяется практически линейно и может быть описано упрощеннойформулой1 Опит 50Ос= - , сг, (7)В момент равенства Ос = Оо пороговыйэлемент 23 изменяет выходной сигнал нанизкий уровень и блокирует элемент И 24.В результате этого на выходе элемента И 24формируется импульс, длительность которого равна По окончанию управляющего импульса его низким уровнем через диод 19 конденсатора 22 разряжается. В следующем такте процесс повторяетсяПри повышении напряжения Ос над амплитудой управляющего импульса диод 19 открывается и ограничивает дальнейшее нарастание напряжения Ос,Импульсы с выхода элемента И 24 поступают на базу транзистора 3 и управляют формирователем импульсов. Выходное напряжение постоянного тока на конденсаторе 18 с учетом формул (1), (4) и(8) будет равно12 Оо, ВС и 15 018=0 пит-Ктр = Опит -Т Опит Т 9 аВС, в 15(9)Т чч 12Из формулы (9) видно, что выходное напряжение 018 не зависит от напряжения Опит источника 10 питания, т.е. имеет место параметрическая стабилизация выходного напряжения.При скачкообразном изменении напряжения Опит также скачкообразно изменяется длительность т 2 иМпульсов на выходе элемента И 24, что обеспечивает практически мгновенную перестройку формирователя с сохранением постоянства выходного напряжения.Изменение тока нагрузки приводит к некоторому изменению выходного напряжения за счет изменения падений напряжения главным образом на диоде 17, обмотках трансформатора 12 и транзисторах 1 и 2,Так как все элементы формирователя работают в импульсных режимах, то обеспечивается достаточно высокий КПД.Таким образом, предлагаемый формирователь импульсов позволяет расширить его функциональные возможности за счет получения на выходе не только импульсного напряжения переменного тока, но и напряжения постоянного тока, регулируемого по величине путем изменения ууправляющих импульсов либо постоянного по величине выходного напряжения, независимого от изменения напряжения питания, При этом формирователь импульсов может использоваться и как управляемый источник напряжения постоянного тока, и как источник питания малой мощности.Формула изобретения 1. Формирователь импульсов по авт,св, М 1480104, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширение функциональных возможностей путем формирования выходного напряжения постоянного тока, величина которого определяется скважностью управляющих импульсов, в него введены1742981 15 Составитель Н.ГоряйновРедактор М,Кузнецова Техред М.Моргентал Корректор С.Черни каз 2294 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1 выпрямительный диод и конденсатор фильтра, первая выходная клемма формирователя через выпрямительный диод соединена с третьей выходной клеммой формирователя, которая через конденсатор фильтра соединена с второй выходной клеммой формирователя,2, Формирователь импульсов по п.1, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью обеспечения параметрической стабилизации выходного напряжения постоянного тока, .в него введены второй диод,инвертирующий пороговый элемент, элемент И и времязадающая ВС-цепь, последовательно соединенные резистор и конденсатор которой первыми выводами 5 соединены с .соответствующими выводамиисточника питания, вторые выводы резистора и конденсатора времязадающей ВС-цепи через второй диод соединены с входной клеммой формирователя и первым входом 10 элемента И и через инвертирующий пороговый элемент - с вторым входом элемента И, выход которого связан с базой первого транзистора.