ГЕНЕРАТОР ПАЧЕК ИМПУЛЬСОВ Российский патент 1997 года по МПК H03K3/30 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в преобразователях напряжения.

Известен генератор пачек импульсов, содержащий транзистор, эмиттер которого подключен к общей шине, а между коллектором и шиной питания включена первичная обмотка импульсного трансформатора, один из выводов вторичной обмотки которого подключен к базе транзистора, выходная обмотка импульсного трансформатора, шунтированная конденсатором, подсоединена одним концом к шине питания, а другим к выходной шине, цепь из параллельно соединенных резистора и конденсатора, одна точка соединения выводов которых подключена к шине питания [1]
Однако этот генератор пачек импульсов обладает невысокой стабильностью формирования пачки импульсов при изменении температуры окружающей среды и напряжения источник питания.

Наиболее близким по техническому решению является генератор пачек импульсов, содержащий транзистор, эмиттер которого подключен к общей шине, а между коллектором и шиной питания включена первичная обмотка импульсного трансформатора, один из выводов вторичной обмотки которого подключен к базе транзистора, выходная обмотка импульсного трансформатора, шунтированная конденсатором, подсоединена одним концом к шине питания, а другим к выходной шине, цепь из параллельно соединенных резистора и конденсатора, одна точка соединения которых подключена к шине питания, а к точке соединения других выводов резистора и конденсатора подсоединены выводы двух диодов, включенных в прямом направлении для базового тока транзистора, вторые выводы которых соединены с базой транзистора и с другим выводом вторичной обмотки импульсного трансформатора [2]
Однако предлагаемый генератор пачек импульсов обладает невысоким КПД, а при использовании его в качестве преобразователя напряжения он не осуществляет стабилизацию заданного по уровню выходного напряжения при изменении потребляемой мощности.

Технической задачей является разработка генератора пачек импульсов, осуществляющего стабилизацию заданного по уровню выходного напряжения при изменении потребляемой мощности и напряжения источника питания и обладающего при этом улучшенным КПД.

Техническая задача достигается за счет того, что в генератор пачек импульсов введены нагрузка, стабилитрон, второй и третий транзисторы, эмиттер первого из которых соединен через первый конденсатор с общей шиной и непосредственно со вторым выводом вторичной обмотки импульсного транзистора, коллектор с шиной питания и с первым выводом резистора, второй вывод которого соединен с базой второго транзистора и с коллектором третьего транзистора, эмиттер которого соединен с общей шиной, база с анодом стабилитрона, катод которого соединен с первыми выводами нагрузки и второго конденсатора и с катодом диода, анод которого через выходную обмотку импульсного трансформатора соединен с коллектором первого транзистора, а вторые выводы нагрузки и второго конденсатора соединены с общей шиной.

Генератор пачек импульсов, структурная схема которого показана на чертеже, содержит транзистор 1, эмиттер которого подключен к общей шине 2, а между коллектором и шиной питания 3 включена первичная обмотка 4 импульсного трансформатора 5, один из выводов вторичной обмотки 6 которого подключен к базе транзистора 1, выходная обмотка 7 импульсного трансформатора 5 подсоединена одним концом к коллектору транзистора 1, а другим через включенный в прямом направлении диод 8 к первым выводам конденсатора 9 и нагрузки 10, а также к катоду стабилитрона 11, анод которого подключен к базе второго транзистора 12, эмиттер второго транзистора 12 подключен к общей шине 2, а коллектор через резистор 13 к шине питания 3, а также к базе третьего транзистора 14, коллектор которого подключен к шине питания 3, а эмиттер к второму выводу вторичной обмотки 6 импульсного трансформатора 8 и через конденсатор 15 к общей шине 2, к которой подключены также вторые выводы конденсатора 9 и нагрузки 10.

Генератор пачек импульсов работает следующим образом.

При подключении источника питания к шинам 3 и 2 и при напряжении на нагрузке 10 (которое определяется степенью разряда конденсатора 9), меньшим от заданного номинального, стабилитрон 11 и транзистор 12 находятся в закрытом состоянии. При этом транзисторы 14 и 1 открываются. В коллекторной цепи транзистора 1 появляется ток. Нарастающий коллекторный ток сразу через трансформатор наведет напряжение на обмотке 6 такой полярности, что способствует еще большему открыванию транзистора 1. Транзистор 1 открывается лавинообразно до полного насыщения, а ток положительной обратной связи заряжает конденсатор 15 и при этом поддерживает транзистор 1 в открытом состоянии. Напряжение, вырабатываемое генератором пачек импульсов, при этом к нагрузке не прикладывается, так как напряжение, наводимое в обмотке 7 импульсного трансформатора 5, включенной последовательно с обмоткой 4, держит в закрытом состоянии диод 8.

После того, как конденсатор 15 полностью зарядится до напряжения на обмотке 6, ток через него прекратится и транзистор 1 скачком закроется постоянным напряжением на конденсаторе 15, которое имеет отрицательную полярность относительно базы. При этом напряжение источника питания суммируется с ЭДС, возникающей на обмотках 4 и 7, и через открытый диод 8 прикладывается к нагрузке 10 и конденсатору 9, заряжая его.

Напряжение на конденсаторе 15 начинает постепенно уменьшаться, он разряжается и через некоторое время конденсатор 15 не может противодействовать "плюсу", поступающему с эмиттера транзистора 14: транзистор 1 мгновенно открывается, в коллекторной цепи появляется ток и процессы, описанные выше, повторяются.

Генератор пачек импульсов будет генерировать последовательность импульсов, длительность которых и пауза между ними будет зависеть от величины нагрузки, степени разряда конденсатора 9 и величины напряжения источника питания.

При заряде конденсатора 9 до напряжения, равного заданному номинальному, стабилитрон 11 открывается. При этом транзистор 12 открывается, а транзистор 14 закрывается. Генерация импульсов прекращается.

Источники информации
1. Патент ФРГ N 2347483, кл. 21 а 36/02, 1974.

2. А.с. СССР N 550760, кл. H 03 K 3/30, БИ 10, 1977.

Использование: для стабилизации заданного по уровню выходного напряжения при изменении напряжения источника питания и потребляемой мощности. Цель - разработка генератора пачек импульсов, осуществляющего стабилизацию заданного по уровню выходного напряжения при изменении потребляемой мощности и напряжения источника питания и обладающего при этом улучшенным КПД. Цель достигается за счет того, что в генератор пачек импульсов введены нагрузка, стабилитрон, второй и третий транзисторы, эмиттер первого из которых соединен через первый конденсатор с общей шиной и непосредственно - с вторым выводом вторичной обмотки импульсного трансформатора, коллектор - с шиной питания и с первым выводом резистора, второй вывод которого соединен с базой второго транзистора и с коллектором третьего транзистора, эмиттер которого соединен с общей шиной, база - с анодом стабилитрона, катод которого соединен с первыми выводами нагрузки и второго конденсатора, и с катодом диода, анод которого через выходную обмотку импульсного трансформатора соединен с коллектором первого транзистора, а вторые выводы нагрузки и второго конденсатора соединены с общей шиной. 1 ил.

Генератор пачек импульсов, содержащий первый транзистор, эмиттер которого соединен с общей шиной, коллектор через первичную обмотку импульсного трансформатора соединен с шиной питания, первый вывод вторичной обмотки которого соединен с базой первого транзистора, диод, два конденсатора, резистор, отличающийся тем, что в него введены нагрузка, стабилитрон, второй и третий транзисторы, эмиттер первого из которых соединен через первый конденсатор с общей шиной и непосредственно с вторым выводом вторичной обмотки импульсного трансформатора, коллектор с шиной питания и первым выводом резистора, второй вывод которого соединен с базой второго транзистора и коллектором третьего транзистора, эммитер которого соединен с общей шиной, база с анодом стабилитрона, катод которого соединен с первыми выводами нагрузки и второго конденсатора, и катодом диода, анод которого через выходную обмотку импульсного трансформатора соединен с коллектором первого транзистора, а вторые выводы нагрузки и второго конденсатора соединены с общей шиной.