Генератор серии импульсов

ВЮъйтно-техв часика Союз СоветскихСоциалистицескихРеспублик ВТОР СКОМУ С ТЕЛЬ СТВУ(23) Пр ааударатвеннын кает СССР па делам нзабретеннй н аткрытнйпуб иковано писания 09,03 ата опублико АвторыизобретенияГ: С. Мыцык и В, В, Дуд Московский ордена Ленина энергетический инсти Заявитель) ГЕНЕРАТОР СЕРИИ ИМПУЛЬСО Изобретейне относится к преобразовательной технике, а именно, к системам управления вентильными преобразователями, может быть использовано при построении управляемых выпрямителей и преобразователей частоты различных типов.Известны генераторы с дополнительным ключевым элементом в силовой цепи 1.Однако известные генераторы имеют недостаточно высокий КПЛ.Известны генераторы серии импульсов, содержащие блокинг-генератор на транзисторе с цепями защиты и смещения и трансформаторе, первичная обмотка которого зашунтирована последовательно соединенными резистором и диодом и включена в цепь коллектора, вторичные обмотки подключены к нагрузке, а оомотка обратной связи включена в базовую цепь транзистора через ограничительный резистор и ключ, управляющий вход которого соединен с распределителем импульсов через согласующее устройство 12У этого генератора недостаточно стабильна длительность серии,Цель изобретения - повышение стабильности длительности серии - достигается тем, что в генератор серии .импульсов, содержащий блокинг-генератор на транзисторе с цепями зашиты и смещения и трансформаторе, ограничительный резистор и ключ, распределитель импульсов, согласующее устройство, введены дополнительный диод, который включен в базовую цепь транзистора последовательно с ограничительным резистором, и конденсатор, который шунтирует последовательно соединенные ограничительный резистор и дополнительный диод.Это позволяет получить серии импульсовстабильной длительности в широком диапазоне изменения частоты следования серий импульсов и таким образом расширить область применения устройства.На фиг. 1 представлена принципиальнаяэлектрическая схема генератора серий импульсов, на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие работу генератора; на 20 фиг, 3 показаны частные циклы перемагничивания сердечника трансформатора,Устройство содержит блокинг-генератор,включающий в себя импульсный трансформатор 1, первичная обмотка 2 которого последовательно соединена с транзистором 3,а обмотка положительной обратной связи 4 подсоединена через диод 5, ограничительный резистор 6 и прерывающий транзистор 7 к управляющему входу транзистора 3.Конденсатор 8 подсоединен параллельно диоду 5 и ограничительному резистору 6, Первичная обмотка 2 импульсного трансфор матора зашунтирована диодом 9 и резистором 10. Резисторы 11 и 12, а также диод 13 обеспечивают автоматическое смещение транзистора 3. Резисторы 14, 15 и транзистор 16 образуют согласующее звено 17, о назначении которого будет сказано ниже.Диод 18 предназначен для снятия перенапряжения на эмиттер-базовом переходе основного транзистора и для перезаряда конденсатора 8, а резистор 19 исключает режим оборванной базы этого транзистора и совместно с диодом 18 образует цепи защиты,Импульсы для управления формирователем поступают с распределителя импульсов (РИ) 20. Нагрузкой 21 генератора являются управляющие цепи тиристоров.Принцип работы генератора поясняется осциллограммами на фиг. 2, где показаны сигнал управления Бэ, поступающий с распределителя импульсов 20, ток нагрузки 21 генератора 1 вих на одном из его выходов, напряжение Бс на конденсаторе 8, напряжение Уа на одной из обмоток трансформатора 1, ток базы транзистора 3 - 1 б, коллекторный ток транзистора 3 - 1 к,Рассмотрим работу генератора без согласующего звена 17.При подаче отпирающего сигнала 11 ч (инверсного по отношению к 11 э на фиг.2 а) через ограничительный резистор Йогр (на схеме не показан) на управляющий вход транзистора 7 он открывается, и генератор формирует импульсы. Длительность серии импульса при этом строго ограничена длительностью управляющего сигнала.Рассмотрим процессы более подробно.Согласно осциллограммам на фиг, 2 б, момент времени 11 через предлагаемый ограничительный резистор, эмиттер-базовые переходы транзисторов 3, 7 и диод 13 протекает ток, отпирающий эти транзисторы и обеспечивающий благодаря наличию обмотки положительной обратной связи 4 лавинообразный процесс отпирания транзистора 3.Первый импульс длительностью 1 - 1 з формируется при этом как в обычном блокинг-генераторе. Магнитное состояние сердечника в этом интервале характеризуется траекторией 1-й на фиг. 3 (верхняя линия). Отпирание транзистора 3 обеспечивает приложение к коллекторной обмотке 2 напряжения питания 1.1 (полярностью, показанной без скобок). Напряжение на обмотке 4 с той же полярностью создает ток базы, необходимый для насьпцения транзистора 3. Одновременно конденсатор 8 заряжается до напряжения, равного сумме падения напряжений на резисторе 6 и диоде 5 (с полярностью, показанной без скобок). В мо- Б мент 1 и индукция в сердечнике 1 достигаетзначения индукции насыщения Вэ, он насыщается, напряжение на всех обмотках трансформатора 1 спадает до нуля, и транзистор 3 закрывается. Запасенная при этом в сердечнике трансформатора 1 энергия стремится рассеяться. Индукция начинает изменяться в направлении от Вз до В 4 .Индуктируемое при этом на обмоткахтрансформатора напряжение имеет полярность, показанную в скобках. Конденсатор 8 перезаряжается напряжением обмотки 4 до полярности, показанной в скобках по контуру 8 4 18 - 7 - 8, На частном цикле петли гистерезиса магнитное состояние сердечника характеризуется траекторией 1 -4"1 з (фиг. 3). В момент 1, зарядный ток в конденсаторе становится равным отпирающему току: Уа1 одрВагр+ В 1 з+ Вэб Ф Вэбзгде Кргр, К , Кэб, Рай - . соответственно 25 сопротивления ограничительного резисторав цепи базы транзистора 7, диода 13 и эмиттер-базовых переходов транзисторов 3, 7.С этого момента начинает преобладатьотпирающий ток, транзистор 3 приоткрывается, и к коллекторной обмотке 2 после лавинообразного отпирания транзистора 3 (благодаря обмотке положительной обратной связи 4) прикладывается напряжение 1.1 п, Напряжение на обмотке вновь приобретает полярность, показанную без скобок, конденЗ 5 сатор 8 вновь перезаряжается до исходнойполярности (без скобок), а его перезарядный ток способствует четкому отпиранию транзистора 3. Магнитное состояние сердечника характеризуется траекторией 1 з на фиг. 3. Далее процессы повторяются.40Режим высокочастотных колебаний продолжается до момента 1 ь и характеризуется работой трансформатора на малом частотном цикле петли гистерезиса. В момент 15 с транзистора 7 снимается отпирающий сиг нал У . Цепь положительной обратной связи при этом разрывается, и процесс высокочастотных колебаний прекращается, а энергия сердечника рассеивается в виде тепла на резисторе 10. Через него протекает ток 50от обратного всплеска напряжения на обмотке2, обусловленного переходом магнитного состояния сердечника из точки на малом частотном цикле в точку Въ (фиг, 3).Следует отметить, что длительность серии импульсов Тп всегда равна длительнос ти управляющего сигнала О или меньшеи независимо от частоты его следования,. так как окончание процесса высокочастотной генерации всегда сопровождается обратным, а не прямым всплеском напряжения на обмотках трансформатора. Это следует .из вышеизложенного и из фиг. 3. Вждущем режиме транзистор 3 заперт падением напряжения на диоде 13, через который протекает ток смещения, ограниченный резистором 11:Уп1 си =811 +В 1 ЗОтметим особо функции элементов 5, 6, 8.Резистор 6 ограничивает ток положительнойобратной связи и обеспечивает заряд конденсатора 8. Конденсатор обеспечивает надежное запирание транзистора 3 в паузахмежду высокочастотными импульсами прямой (полезной) полярности (показанной нафиг. 1 без скобок), а также надежное и четкое отпирание транзистора 3 при формировании импульсов прямой полярности. Диод 5 предотвращает разряд конденсатораприполярности напряжения, показанной в скобках, Отсутствие элементов 5, 8 ведет к срыву высокочастотных колебаний. При этомустройство генерирует лишь первый импульс, т.е. работает как обычный блокинггенератор в ждущем режимеПомехоустойчивость генератора гарантируется обрывом цепи положительной обратной связи в ждущем режиме за счет транзистора 7,В ряде случаев при построении распределителей импульсов на базе микросхемих выходные импульсы могут иметь вид,показанный на фиг. За, т.е. вид сигнала,инверсного по отношению к сигналу, отпирающему транзистор 7. Для согласованиятакого распределителя с формирователемможно использовать согласующий узел 17.В этом случае формирователь запускается з 5следующим образом,Согласно осциллограмме на фиг, 2 а, вмомент времени 1 транзистор 16 закрывается. Вследствие этого через резисторы 14,15, эмиттер-базовые переходы транзисторов 3, 7 и диод 13 протекает ток, отпираю. щий эти транзисторы. В дальнейшем процесс формирования импульсов повторяется.Следует отметить, что наличие множества гальванических развязанных выходов позволяет использовать такой генератор для одновременного управления множеством тиристоров в преобразователе, например, для управления последовательно соединенными тиристорами. При этом устройство генерирует серии импульсов любой заданной длительности, что не влияет на его масс-габаритные показатели. Указанное придает ему свойство унификации,Формула изобретенияГенератор серии импульсов, содержащий блокинг-генератор, выполненный на транзисторе с цепями защиты и смещения и трансформаторе, первичная обмотка которого зашунтирована последовательно соединенными резистором и диодом и включена в цепь коллектора, вторичные обмотки подключены к нагрузке, а обмотка обратной связи включена в базовую цепь транзистора через ограничительный резистор и ключ, управляющий вход которого соединен с распределителем импульсов через согласующее устройство, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности длительности серии, в него введены дополнительный диод, который включен в базовую цепь транзистора последовательно с ограничительным резистором, и конденсатор, который шунтирует последовательно соединенные ограничительный резистор и дополнительный диод.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР Хо 240005, кл. Н 03 К 3/335, 1968.2. Известия Вузов Электромеханика, Мо 6, 1976, с. 647.651463 Фиг. г В 5 Фиг. Я Редактор Б. Заказ 819/5 ПИ Государственного комитета по делам изобретений и о 1 кр Ъосква. Ж; Раушскаа на ППП Патент, г, Ужгород, ул.1.1 Н И 11303лиал Составитель Педотов Тсхред О.,ЛугоТираж 1059 Лягниая Корректор М. РяшкоПодписноеСССРытийб., д. 4/5Проектная, 4