Способ синхронизации транзисторного автогенератора

О П И С А Н И Е и 919032ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциапистичесиикРесиубпии(5), л. Н 02 М 7/52 с присоединением заявки ЭЙ(72) Автор изобретения Б.А.Лапин Научно-исследовательский институт автбйвтщкии электромеханики при Томском институте автоматизированных систем управления и радиоэлектроники(54 СПОСОБ СИНХРОНИЗАЦИИ ТРАНЗИСТОРНОГОАВТОГЕНЕРАТОРА Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при разработке вторичных источников электропитания.Известны способы двухполупериодной синхронизации, при которых переключение транзисторов автогенератора в обоих полупериодах происходит по синх. рониэирующим импульсам Я, 21 и 1"31Известен также способ двухлолупериодной синхронизации, заключающийт 6 ся в переключении транзисторов авто- генератора на каждом полупериоде по импульсам задающего каскада 4 1.Недостаток известного способа15 двухполупериодной синхрониз ации - низ. кая устойчивость синхронизации, которая переходит в однополупериодную, если промежуток времени между естественным переключением автогенератора, происходящем при насыщении трансформатора, и последущцим синхроимпульсом меньше периода синхронизации. Переход двухполупериодной синхронизации в однополупериодную является аварийным режимом автогенератора, так как сопровождается удвоением частоты выходного напряжения, искажением его формы и перегрузкой транзисторов,Обычно сбои двухполупериодной синхронизации происходят в переходныхрежимах пуска автогенератора, сброса-наброса нагрузки, при регулировании частоты более чем на 5-103. Дляповышения устойчивости двухполупериодной синхронизации предлагаютсяспециальные цепи, обеспечивающие поступление первого синхроимпульса вопределенной фазе относительйо момента естественного переключения и рекомещуется использовать для трансформаторов магнитопроводы с зазором,Однако эти меры не устраняют полностью возможность сбоев,двухполупериодной синхронизации, не обеспечивают ее восстановление и не расширяют диапазон регулирования частоты.Цель изобретения - повышение устойчивости синхронизации и расширение Диапазона регулирования частоты.Поставленная цепь достигаетсятем, что в способе синхронизации 5автогенератора путем переключениятранзисторов на каждом полупериодепо синхроимпульсам задающего каскада с синхронизирующим входом, а моменты переключения автогенератора 10формируют дополнительные синхроимпульсы и подают их на синхронизирующий вход задающего каскада.На фиг, 1 показана схема устройоства реализующего способ синхронизации, на фиг. 2 - диаграммы напряжений; на фиг. 3 - петля гистерезиса выходного трансформатора автогенератора.Устройство содержит задающий кас-,кад 1, имеющий синхронизирующий вход2 и выход 3, автогенератор 4, синхронизирующий вход 5 которого соединенс выходом задающего каскада, нагрузку6 и формирующую цепь 7, подключенную своим выходом к синхронизирующемувходу 2 задающего каскада.Задаюций каскад выполнен по схемеКС-генератора 8-10 на однопереходном транзисторе 1, межбаэовое сопро- З 0тивление которого шунтируется транзистором 12,Автогенератор выполнен на силовыхтранзисторах 13 и 14, соединенных собмотками 15 и б трансформатора 17по схеме мультивибратора Ройера. Резисторы 18 и 19 обеспечивают запускавтогенератора при включении питайия,Синхронизация автогенератора осуществляется с помощью ВС-цепи 20 и 21и двунаправленного ключа 22-23.Цепь 24-25 предназначена для ограничения сквозных токов через транзисторы при их переключении.Нагрузка авторогенератора образована реостатом 26.Формирующая цепь состоит из резистора 27 и конденсатора 28, соединенных через выoрямительный мост 29. Обмотка 30 трансформатора 17 через вы 50ключатель соединена с цепочкой 28-2927 осуществляющей дифференцированиенапряжения с последующим выпрямлением дифимпульсов. Силовые транзисторы автогенератора 55переключаются импульсами разрядноготока конденсатора 21, протекающегочерез входные цепи транзисторов 13 и 4 при включении транзистора 22 посинхроимпульсам,Если при включении питания в устройстве возникает однополупериоднаясинхронизация (выключатель разомкнут),нечетные переключения автогенераторапроисходят естественным путем при насыщении трансформатора 17, а четныепереключения - по синхроимпульсамзадаюцего каскада.Пусть в момент 1, трансформатор17 насыщается и происходит естественное переключение автогенератора(фиг. 2). После переключения индукция увеличивается от индукции насыцения - К 5, что соответствует перемещению рабочей точки из положенияа вверх по петле гистерезиса (фиг. 3) .В момент 1 происходит переключениеавтогенератора по СИ, после которогорабочая точка из положения б начинает перемещаться вниз по петле. Когдаиндукция достигает значения - В 5,происходит второе естественное переключение автогенератора (моменти точка в на петле гистерезиса). Кприходу второго СИ в момент С рабочая точка поднимается до положенияг, а после переключения автогенератора начинает опять опускаться по петле к значению индукции - В 5. При выходе точки на уровень - В происхо 5дит третье естественное переключениеавтогенератора (момент С), В дальнейшем (моменты й "1 ) процесс синх 5рониэации протекает аналогично с траекторией рабочей точки: - д - е - ж -и-к-л - м. Рассмотрим процесс восстановления двухполупериодной синхронизации. Допустим, что после момента 1 ю замыкается выключатель и на вход эадаюцего каскада в момент С 1 соответствующий естественному переключению авто- генератора 4, поступает импульс СИ р, По этому импульсу задаюций каскад срабатывает одновременно с переключением автогенератора вследствие чего следующее срабатывание задающего каскада отодвигается до момента 1 (фиг. 2). Теперь между естественным переключением автогенератора 4 (С ) и приходом следующего СИ () существует больший промежуток времени, чем в предыдущем режиме на интервале С"С , Вследствие этого индукция на трансформаторе изменяется на большую величину, соответствующую5 9190 перемещению рабочей точки по петле из положения м до положения н. После переключения автогенератора в момент й рабочая точка к моменту 1прихода следукщего СИ как раз опускается до уровня - В, и затем после переключения автогенератора 4,по СИ опять начинает перемещаться вверх по петле до прихода СИ в момент 11, Данный режим является режимом двухполупери одной синхронизации, так как каждое переключение автогенератора 4 происходит по СИ. Рабочая точка в этом режиме перемещается по траектории м - н - п - р и т,д. 13Таким образом, по фронтам выходного напряжения автогенератора формирунщая цепь 7 формирует дополнительные синхроимпульсы СИоп, порядок появления которых указан на фиг. 2 20 стрелками. Импульсы СИр поступают на синхронизирующий вход 2 задающего каскада вслед за его срабатыванием, поэтому они не влияют на его работу и не изменяют период следования 23 синхроимпульсов (фиг. 2).Предлагаемый способ синхронизации обеспечивает устойчивую двухполупериодную синхронизацию как в устано" вившемся режиме, так и в переходных щ 0 режимах пуска, изменения нагрузки, регулирования частоты. Эксперименты в частности, показывают, что диапазон регулирования частоты авогенератора при синхронизации по предлагаемому способу расширяется до 10:1 и более. Двухполупериодная синхронизация не нарушается также при работе автогенератора на частоте, близкой 32к частоте автоколебаний, Это позволяет выбирать частоту автоколебаннй автогенератора лишь немногим меньше час. тоты синхронизированного режима и за счет этого уменьшить габариты трансформатора.1Использование способа синхронизации во вторичных источниках питания способствует повышению их эксплуатационной надежности, улучшению регули" ровочных свойств и массо-габаритных показателей.Формула изобретенияСпособ синхронизации транзисторного автогенератора путем переключениятранзисторов на каждом полупериодено синхроимпульсам задающего каскадас синхронизирунщим входом, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения устойчивости синхронизациии расширения диапазона регулированиячастоты, в моменты переключения автогенератора формируют дополнительныесинхроимпульсы и подают их на сикхронизирующий вход задающего каскада.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРУ 494841, кл. Н 02 И /52, 19752. Патент США В 3962626,кл. 321-45, 1975.3. Патент ВеликобританииР 1456338, кл. Н 2 Г, 1976.4, Тихомиров В,К. Импульсная синхронизация транзисторных преобразователей. - "Электроника", 1966, В 8.919032 Тираж 71 НИИПИ Государстве по делам изобрете 13035, Москва, ЖПодписноССР ного комит.ета С ний и открытий5, Раущская наб 4 5 ППП Патентг. Ужгород, ул. Проектца Фили Составитель И. НикитинРедактор Л. Пчелинская Техред Т.Маточка Корректор Н. СтЗаказ 2158/37 9е