ФОРМИРОВАТЕЛЬ ПРЯМОУГОЛЬНЫХ ИМПУЛЬСОВ Российский патент 1997 года по МПК H03M5/00 

Изобретение относится к области импульсной техники и может быть использовано в управляющих комплексах избирательного действия.

Известен формирователь импульсов с внешним возбуждением, выполненный по двухтактной схеме и содержащий входной и выходной трансформаторы, в каждом из каналов коммутирующий транзистор, база которого через последовательно соединенные первый резистор и диод подключена ко вторичной обмотке входного трансформатора, эмиттер, через второй резистор, соединен с базой, коллектор подключен к первичной обмотке выходного трансформатора [1]
Недостатком этого формирователя является отсутствие избирательности задействования по управляющему сигналу, обусловленное тем, что транзисторы управляются прямоугольными импульсами напряжения переменной полярности с длительностью равной половине рабочего периода, а также сравнительно большие коммутационные перегрузки транзисторов.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является формирователь прямоугольных импульсов, выполненный по схеме мостового транзисторного инвертора [2] содержащий транзисторы, управляющие трансформаторы и выходной трансформатор.

Недостатком этого устройства является отсутствие избирательности задействования по управляющему сигналу, обусловленное тем, что транзисторы инверторов управляются прямоугольными импульсами напряжения переменной полярности с длительностью равной половине рабочего периода.

Изобретение направлено на повышение избирательности задействования устройства по управляющему сигналу и снижение коммутационных перегрузок транзисторов.

Повышение избирательности и снижение коммутационных перегрузок достигается тем, что в формирователь прямоугольных импульсов, выполненный по схеме мостового транзисторного инвертора введены дополнительные транзисторы и двух- и трехобмоточные насыщающиеся трансформаторы, первичные обмотки которых соединены последовательно с ограничительными резисторами, первые вторичные обмотки трехобмоточных трансформаторов подключены к переходам база-эмиттер одной пары последовательно включенных транзисторов, вторые вторичные обмотки подключены к переходам база-эмиттер дополнительных транзисторов, вторичные обмотки двухобмоточных трансформаторов и дополнительные транзисторы подключены к переходам база-эмиттер другой пары последовательно включенных транзисторов.

На чертеже изображена принципиальная схема формирователя прямоугольных импульсов и приняты следующие позиционные обозначения: 1 двухобмоточный насыщающийся трансформатор с малой остаточной индукцией; 2,3,4 транзистор; 5 трехобмоточный насыщающийся трансформатор с малой остаточной индукцией; 6 - двухобмоточный насыщающийся трансформатор с малой остаточной индукцией; 7,8
транзистор; 9 выходной насыщающийся трансформатор с большой остаточной индукцией; 10 транзистор; 11 трехобмоточный насыщающийся трансформатор с малой остаточной индукцией; 12, 13 ограничительный резистор.

Вход 1 через резистор 12 соединен с началом первичной обмотки трансформатора 5, конец которой соединен с началом первичной обмотки трансформатора 1, конец которой соединен со входом 11. Начало первой вторичной обмотки трансформатора 5 соединено с базой транзистора 4, а конец с его эмиттером, коллектором транзистора 10 и концом первичной обмотки трансформатора 9. Начало второй вторичной обмотки трансформатора 5 соединено с базой транзистора 2, а конец с его эмиттером. Начало вторичной обмотки трансформатора 1 соединено с коллектором транзистора 2 и базой транзистора 3, а конец с эмиттерами транзисторов 2 и 3, коллектором транзистора 8 и началом первичной обмотки трансформатора 9. Вход III через резистор 13 соединен с началом первичной обмотки трансформатора 11, конец которой соединен с началом первичной обмотки трансформатора 6, конец которой соединен со входом II. Начало первой вторичной обмотки трансформатора 11 соединено с базой транзистора 10, а конец с его эмиттером. Начало второй вторичной обмотки трансформатора 11 базой транзистора 7, а конец с его эмиттером. Начало вторичной обмотки трансформатора 6 соединено с коллектором транзистора 7 и базой транзистора 8, а конец с эмиттерами транзисторов 7, 8 и 10.

Формирователь прямоугольных импульсов работает от монополярной периодической последовательности чередующихся "длинных" и "коротких" импульсов, поступающих на входы I-II и III-II и сдвинутых по фазе на 1/2 периода, следующим образом. "Длинный" импульс со входов I-II поступает на последовательно включенные первичные обмотки трансформаторов 5 и 1. Сигнал, формируемый на вторичных обмотках трансформатора 5, поступает на базы транзисторов 2 и 4 и открывает их. Транзистор 3 находится в закрытом состоянии, т.к. его база зашунтирована транзистором 2. Через время, равное примерно 1/2 длительности "длинного" импульса, трансформатор 5 насыщается. Напряжение на его вторичных обмотках становится равным нулю и транзисторы 2 и 4 закрываются. Сигнал, формируемый на вторичной обмотке трансформатора 1 поступает на базу транзистора 3 и открывает его. Моменту открывания транзистора 3 соответствует приход "короткого" импульса на входы III-II. Тем самым устраняются коммутационные перегрузки мощных транзисторов.

"Короткий" импульс с входов III-II поступает на последовательно включенные первичные обмотки трансформаторов 11 и 6. Сигнал, формируемый на вторичных обмотках трансформатора 11, поступает на базы транзисторов 7 и 10 и открывает их. Транзистор 8 находится в закрытом состоянии, т.к. его база зашунтирована транзистором 7. Так как одновременно открыты транзисторы 3 и 10, то через первичную обмотку трансформатора 9 протекает ток слева направо и на вторичной обмотке трансформатора 9 формируется прямоугольный импульс. До момента окончания "длинного" импульса трансформатор 9 насыщается, напряжение на его вторичной обмотке становится равным нулю и процесс формирования импульса заканчивается. Через время равное длительности "длинного" импульса трансформаторы 1 и 11 насыщаются, напряжение на их вторичных обмотках становится равным нулю и транзисторы 3 и 10 закрываются.

Для формирования прямоугольного импульса противоположной полярности необходимо, чтобы "длинный" импульс пришел на входы III-II.

"Длинный" импульс с входов III-II поступает на последовательно включенные первичные обмотки трансформаторов 11 и 6. Сигнал, формируемый на вторичных обмотках трансформатора 11, поступает на базы транзисторов 7 и 10 и открывает их. Транзистор 8 находится в закрытом состоянии, т.к. его база зашунтирована транзистором 7. Через время, равное примерно 1/2 длительности "длинного" импульса, трансформатор 11 насыщается. Напряжение на его вторичных обмотках становится равным нулю и транзисторы 7 и 10 закрываются. Сигнал, формируемый на вторичной обмотке трансформатора 6 поступает на базу транзистора 8 и открывает его. Моменту открывания транзистора 8 соответствует приход "короткого" импульса на входы I-II. Тем самым устраняются коммутационные перегрузки транзисторов.

"Короткий" импульс с входов I-II поступает на последовательно включенные первичные обмотки трансформаторов 5 и 1. Сигнал, формируемый на вторичных обмотках трансформатора 5, поступает на базы транзисторов 2 и 4 и открывает их. Транзистор 3 находится в закрытом состоянии, т.к. его база зашунтирована транзистором 2. Так как одновременно открыты транзисторы 8 и 4, то через первичную обмотку трансформатора 9 протекает ток справа налево и на вторичной обмотке трансформатора 9 формируется прямоугольный импульс противоположной полярности. До момента окончания длинного импульса трансформатор 9 насыщается, напряжение на его вторичной обмотке становится равным нулю и процесс формирования импульса заканчивается. Через время равное длительности "длинного" импульса трансформаторы 6 и 5 насыщаются, напряжение на их вторичных обмотках становится равным нулю и транзисторы 8 и 4 закрываются. Дальше процесс повторяется.

Предположим, что по окончании "длинного" импульса на входах I-II на них приходит снова "длинный" импульс, а через время равное примерно 1/2 длительности "длинного" импульса на входы III-II приходит "короткий" импульс. Весь процесс протекания тока через первичную обмотку трансформатора 9 повторится, но импульс на вторичной обмотке трансформатора 9 не формируется, т.к. не произошло процесса перемагничивания за счет протекания тока в обратном направлении через первичную обмотку, и трансформатор 9 по-прежнему находится в насыщенном состоянии.

Предположим, что на входы I-II и III-II импульсы приходят одновременно. Тогда происходит одновременное открывание транзисторов 4 и 10 и ток через первичную обмотку трансформатора 9 не протекает.

Предположим, что на входы I-II и III-II приходят импульсы противоположной полярности. Тогда все транзисторы находятся в закрытом состоянии, т. к. на их базы поступают импульсы запирающей полярности.

Таким образом, схема работает только от монополярной периодической последовательности чередующихся "длинных" и "коротких" импульсов, поступающих на входы I-II и III-II и сдвинутых по фазе на 1/2 периода.

Использование: в области импульсной техники и может быть использовано в управляющих комплексах избирательного действия. Сущность изобретения: формирователь прямоугольных импульсов выполнен по схеме мостового транзисторного инвертора, в который введены по два дополнительных транзистора, двух- и трехобмоточных насыщающихся трансформатора, первичные обмотки которых соединены последовательно с ограничительными резисторами, первые вторичные обмотки трехобмоточных трансформаторов подключены к переходам база-эмиттер одной пары последовательно включенных транзисторов, вторые вторичные обмотки подключены к переходам база-эмиттер дополнительных транзисторов, вторичные обмотки двухобмоточных трансформаторов и дополнительные транзисторы подключены к переходам база-эмиттер другой пары последовательно включенных транзисторов, что позволяет схеме работать только от монополярной периодической последовательности чередующихся "длинных" и "коротких" импульсов. 1 ил.

Формирователь прямоугольных импульсов, содержащий мостовой транзисторный инвертор, два трехобмоточных трансформатора, отличающийся тем, что в него введены два дополнительных транзистора, два двухобмоточных трансформатора, два ограничительных резистора и три входа, первый из которых через первый ограничительный резистор соединен с началом первичной обмотки первого трехобмоточного трансформатора, конец которой соединен с началом первичной обмотки первого двухобмоточного трансформатора, конец которой соединен с вторым входом устройства и концом первичной обмотки второго двухобмоточного трансформатора, начало которой соединено с концом первичной обмотки второго трехобмоточного трансформатора, начало которой через второй ограничительный резистор соединено с третьим входом устройства, первая вторичная обмотка первого трехобмоточного трансформатора подключена началом к базе, а концом к эмиттеру транзистора, включенного в верхнее правое плечо моста, вторая вторичная обмотка первого трехобмоточного трансформатора подключена началом к базе, а концом к эмиттеру первого дополнительного транзистора, коллектор и эмиттер которого подключены соответственно к базе и к эмиттеру транзистора, включенного в верхнее левое плечо моста и соответственно к началу и концу вторичной обмотки первого двухобмоточного трансформатора, первая вторичная обмотка второго трехобмоточного трансформатора подключена началом к базе, а концом к эмиттеру транзистора, включенного в нижнее правое плечо моста, вторая вторичная обмотка второго трехобмоточного трансформатора подключена началом к базе, а концом к эмиттеру второго дополнительного транзистора, коллектор и эмиттер которого подключены соответственно к базе и эмиттеру транзистора, включенного в нижнее левое плечо моста и соответственно к началу и концу вторичной обмотки второго двухобмоточного трансформатора, причем два двухобмоточных и два трехобмоточных трансформаторы выполнены насыщающимися.