МАГНИТОТРАНЗИСТОРНЫЙ ГЕНЕРАТОР Российский патент 2001 года по МПК H03K3/16 

Изобретение относится к области электротехники и электроники и может быть использовано в устройствах питания радиоэлектронной аппаратуры, для питания электроприводов и т.д.

Из уровня техники известен магнитотранзисторный генератор (авт. свид. N 463225 СССР, МПК H 03 K 3/16, БИ N 9, 1975 г.), который состоит из двух транзисторов, трансформатора, элемента задержки времени, формирователя импульсов и источника питания.

Этот генератор дает возможность осуществлять высокоточные стабилизацию и регулирование в широком диапазоне частоты выходных импульсов напряжения, однако в момент переключения его от сигнала формирователя импульсов возникают увеличенные сквозные токи, т.к. оба транзистора находятся при этом в открытом состоянии, что затрудняет использование таких генераторов при повышенных мощностях.

Наиболее близким к заявляемому по конструкции является магнитотранзисторный генератор (Решение о выдаче а. с. СССР N 1589385 по заявке N 4385815/09, МПК⁶ H 03 K 3/16, БИ N 32, 1990 г.), который состоит из трех транзисторов, трансформатора, пяти диодов, двух резисторов и конденсатора.

Данный генератор имеет повышенные КПД и электромагнитную совместимость, но не позволяет осуществлять высокоточные стабилизацию и регулирование в широком диапазоне частоты выходных импульсов.

Сущность изобретения состоит в том, что магнитотранзисторный генератор, содержащий трансформатор, два транзистора, три диода, два резистора и источник питания, в котором параллельно выводам база-эмиттерных переходов транзисторов включены диоды в обратном направлении, первичная обмотка имеет отвод, соединенный с первой шиной источника питания, а первый и второй выводы этой обмотки присоединены к выводам коллекторов соответственно первого и второго транзисторов, выводы эмиттеров которых присоединены к общей шине, с которой соединена вторая шина источника питания, а первый вывод обмотки обратной связи через первый резистор присоединен к выводу базы первого транзистора и второй ее вывод присоединен к выводу базы второго транзистора, имеет элемент задержки времени и формирователь импульсов, причем вход элемента задержки времени через третий диод присоединен к выводу коллектора второго транзистора, а его выход - к входу формирователя импульсов, выход которого через второй резистор присоединен к выводу базы второго транзистора.

На фиг. 1 прилагаемого чертежа изображен процесс перемагничивания магнитопровода трансформатора предлагаемого магнитотранзисторного генератора, а на фиг. 2 - его схема.

Процесс перемагничивания магнитопровода трансформатора в данном генераторе происходит по пути ABCD петли гистерезиса, причем положение стрелки CD на петле гистерезиса определяется как выдержкой элемента задержки времени, так и величиной напряжения питания, значением температуры магнитопровода трансформатора, степенью воздействия на него радиоактивных и других воздействий. В совершенствуемом же генераторе перемагничивание происходит по пути ABFG, т.е. по всей длине петли гистерезиса.

Магнитотранзисторный генератор (фиг. 2) состоит из транзисторов 1, 2, из трансформатора 3, первого, второго и третьего диодов 4-6 соответственно, первого и второго резисторов 7, 8, элемента задержки времени, выполненного на резисторе 9 и конденсаторе 10, формирователя импульсов, выполненного на транзисторе 11, диоде 12, резисторах 13-15 и конденсаторе 16.

К база-эмиттерным переходах транзисторов 1, 2 параллельно в обратном направлении присоединены диоды 4, 5 соответственно, первый и второй выводы первичной обмотки трансформатора 3 присоединены к выводам коллекторов транзисторов 1, 2, первый вывод обмотки обратной связи через резистор 7 присоединен к выводу базы транзистора 1, а второй ее вывод - к выводу базы транзистора 2, вывод катода диода 6 присоединен к выводу коллектора транзистора 2, а вывод его анода - к точке соединения второго вывода резистора 9 и первого вывода конденсатора 10 элемента задержки времени, вторая является его входом, первые выводы резисторов 9, 13, 14 присоединены к первой шине источника питания, к которой присоединен отвод от средней точки первичной обмотки трансформатора 3, вторая шина источника питания соединена с общей шиной схемы генератора, второй вывод конденсатора 10, являющийся выходом элемента задержки времени, присоединен к точке соединения второго вывода резистора 13 и вывода анода диода 12, вывод катода которого присоединен к точке соединения вывода базы транзистора 11 и первого вывода, резистора 15, второй вывод которого и вывод эмиттера транзистора 11 присоединены к общей шине, а вывод коллектора транзистора 11 подключен к второму выводу резистора 14 и первому выводу конденсатора 16, второй вывод которого через резистор 8 присоединен к выводу базы транзистора 2, выводы эмиттеров транзисторов 1, 2 присоединены к общей шине.

Пусть при включенном источнике питания и запущенном, например, подачей через дополнительный резистор положительного напряжения на базу транзистора 1 генераторе транзистор 1 находится в открытом состоянии. Тогда магнитопровод трансформатора 3 перемагничивается в определенном направлении. При этом в обмотке обратной связи индуктируется ЭДС, которая вызывает ток, открывающий транзистор 1 по цепи от первого вывода обмотки обратной связи через резистор 7, база-эмиттерный переход транзистора 1, через диод 5 - к второму выводу обмотки обратной связи и создающий закрывающее транзистор 2 падение напряжения на диоде 5. При этом транзистор 11 открыт током, протекающим от первой шины источника питания через резистор 13, диод 12 и база-эмиттерный переход транзистора 11 к второй шине источника питания, а конденсатор 10 заряжается от источника питания через резистор 9, диод 12 и база-эмиттерный переход транзистора 11.

При насыщении магнитопровода трансформатора 3 транзисторы 1, 2 под действием возникающего при этом напряжения положительной обратной связи переключаются и перемагничивание магнитопровода трансформатора 3 происходит в обратном направлении, а транзистор 11 закрывается отрицательным потенциалом второго вывода конденсатора 10, перезарядка которого происходит по цепи от первой шины источника питания через резистор 13, конденсатор 10, диод 6, коллекторно-эмиттерную цепь транзистора 2 - к второй шине источника питания. При появлении положительного напряжения на втором выводе конденсатора 10 транзистор 11 открывается и закрывает потенциалом второго вывода конденсатора 16, заряженного до этого от источника питания через резисторы 14, 8 и база-эмиттерный переход транзистора 2, этот же транзистор. При этом транзистор 1 открывается вследствие положительной обратной связи, и далее процесс повторяется.

При изменении выдержки времени элемента задержки частота импульсов генератора будет изменяться.

В данном генераторе в отличие от выполненного по авт. свид. N 463225 переключение транзисторов 1, 2 происходит при закрывании транзистора 2, что уменьшает сквозные токи и позволяет использовать генератор при повышенных мощностях.

При применении высокостабильного элемента задержки времени этот генератор дает возможность получать выходные сигналы высокой стабильности частоты.

В качестве источника питания элемента задержки времени и формирователя импульсов может быть применен отдельный источник питания, что необходимо в случае применения источника питания с изменяющимся напряжением для собственно генератора.

При применении регулируемой задержки времени частота выходных импульсов генератора может изменяться в широком диапазоне.

Использование: в устройствах питания радиоэлектронной аппаратуры, для питания электроприводов. Магнитотранзисторный генератор состоит из двух транзисторов, трансформатора, трех диодов, элемента задержки времени, формирователя импульсов и двух резисторов. Технический результат заключается в получении высокоточно стабилизированных по частоте и регулируемых в широком диапазоне при изменении времени выходных сигналов, в том числе при повышенной мощности генератора. К база-эмиттерным переходам транзисторов в обратном направлении присоединены диоды, а к выводам их коллекторов - выводы первичной обмотки трансформатора. Выводы обмотки обратной связи трансформатора присоединены к выводам баз транзисторов. Вход элемента задержки времени через диод присоединен к выводу коллектора второго транзистора, а его выход - к входу формирователя импульсов, выход которого через резистор присоединен к выводу базы второго транзистора. Процесс перемагничивания магнитопровода трансформатора происходит по всей длине петли гистерезиса. Причем индукция в нем определяется как выдержкой времени, так и величиной напряжения питания. 2 ил.

Магнитотранзисторный генератор, содержащий трансформатор, два транзистора, три диода, два резистора и источник питания, в котором параллельно выводам база-эмиттерных переходов транзисторов включены диоды в обратном направлении, первичная обмотка имеет отвод, соединенный с первой шиной источника питания, а первый и второй выводы этой обмотки присоединены к выводам коллекторов соответственно первого и второго транзисторов, выводы эмиттеров которых присоединены к общей шине, с которой соединена вторая шина источника питания, а первый вывод обмотки обратной связи через первый резистор присоединен к выводу базы первого транзистора и второй ее вывод присоединен к выводу базы второго транзистора, отличающийся тем, что он имеет элемент задержки времени и формирователь импульсов, причем вход элемента задержки времени через третий диод присоединен к выводу коллектора второго транзистора, а его выход - к входу формирователя импульсов, выход которого через второй резистор присоединен к выводу базы второго транзистора.