БЛОКИНГ-ГЕНЕРАТОР ДЛЯ РАБОТЫ В РЕЖИМЕ АВТОГЕНЕРАТОРА Российский патент 2018 года по МПК H03K3/02 

Изобретение относится к импульсной технике. Оно может быть использовано для формирования прямоугольных импульсов при оптимальном соотношении КПД и габаритов блокинг-генератора, работающего в автоколебательном режиме.

Известен блокинг-генератор, содержащий транзистор, подключающий периодически первичную обмотку трансформатора к источнику постоянного тока с определенной частотой включения, обусловленной параметрами цепи смещения [1].

Недостаток этого устройства - велика вероятность выхода сердечника трансформатора в насыщение, что приводит к резкому повышению потребления тока и снижению КПД, либо необходимо увеличивать массу трансформатора, т.е. его габариты.

Для повышения КПД был предложен блокинг-генератор, содержащий импульсный трансформатор, две первичные обмотки которого подключены к минусу источника питания, вторые концы ее - к коллекторам ключевых транзисторов через обмотки дополнительного трансформатора, вторичная обмотка которого через схему смещения подключена к базам ключевых транзисторов [2].

Однако здесь также не предусмотрена защита от выхода сердечника трансформатора в насыщение, что тогда приведет к снижению КПД.

Этот блокинг-генератор принимается за прототип.

Предлагается изобретение, использование которого позволяет избежать насыщения сердечника трансформатора.

Принципиальная схема предлагаемого блокинг-генератора представлена на чертеже.

Предлагаемый блокинг-генератор для работы в режиме автогенератора состоит из ключевого транзистора 1, коллектор которого подключен к первичной обмотке 3 трансформатора, второй конец которой подключен к плюсу источника питания, база транзистора 1 подключена к вторичной обмотке трансформатора 4, второй конец которой подключен к схеме смещения на резисторах 5, 6, 7 и конденсаторе 8, эмиттер ключевого транзистора 1 подключен к базе регулирующего транзистора 2 напрямую и через резистор 9 - к минусу источника питания, эмиттер регулирующего транзистора 2 подключен к минусу источника питания, а коллектор регулирующего транзистора 2 соединен с базой ключевого транзистора.

Устройство работает так.

В исходном состоянии конденсатор 8 разряжен и ключевой транзистор через резистор 5 и обмотку 4 закрыт. Конденсатор 8 заряжается от делителя на резисторах 6 и 7. Когда напряжение на конденсаторе 8 достигнет порога открывания транзистора 1, он приоткроется, к первичной обмотке оказывается приложена часть напряжения питания, которая трансформируется во вторичную обмотку трансформатора и прилагается к базе транзистора 1 в открывающем направлении, что приводит к еще большему открыванию транзистора 1. Из-за этой положительной обратной связи процесс развивается лавинно вплоть до входа ключевого транзистора 1 в насыщение, при этом к первичной обмотке оказывается приложенным почти все напряжение питания, которое трансформируется в открывающее транзистор 1 напряжение. Ток базы открытого ключевого транзистора разряжает конденсатор 8. Это метастабильное положение, в нем за счет приложенного напряжения линейно нарастает ток через обмотку 3 и транзистор 1. Этот ток вызывает падение напряжения на резисторе 9, и когда ток, а соответственно и это напряжение вырастет до порога открывания транзистора 2, этот транзистор, открываясь, зашунтирует напряжение, открывающее транзистор 1, и начнется лавинный процесс закрывания транзистора 1 с положительной обратной связью через трансформатор. Далее процесс повторяется.

Защита от насыщения магнитопровода трансформатора достигается тем, что индукция в сердечнике прямо зависит от тока обмотки, и отсечка по току чуть ниже границы насыщения гарантирует схему от насыщения сердечника и высоких сквозных токов. Таким образом, схема подстраивает длительность импульса блокинг-генератора, чтобы в любых условиях сердечник в импульсе накапливал максимальную энергию, но при этом не насыщался.

Техническим результатом изобретения является оптимизация соотношения КПД и габаритов блокинг-генератора, работающего в автоколебательном режиме.

Список использованных источников

1. Бобров И.И. Электронные генераторы. Пермь.: Изд-во Перм. гос. техн. ун-та, 2008. 218 с.

2. Патент RU 2028720.

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для формирования прямоугольных импульсов при оптимальном соотношении КПД и габаритов блокинг-генератора, работающего в автоколебательном режиме. Технический результат заключается в оптимизации соотношения КПД и габаритов блокинг-генератора, работающего в автоколебательном режиме за счет снижения границы насыщения магнитопровода трансформатора. Генератор содержит ключевой транзистор и трансформатор, первичная обмотка которого включена между коллектором ключевого транзистора и источником питания, вторичная обмотка подключена к базе ключевого транзистора, содержит также регулирующий транзистор, первый, второй, третий и четвертый резисторы и конденсатор, причем первый резистор включен между эмиттером ключевого транзистора и общей землей, параллельно этому резистору включен эмиттерный переход регулирующего транзистора, эмиттер регулирующего транзистора соединен с общей землей, а база его подключена к эмиттеру ключевого транзистора и коллектор регулирующего транзистора соединен с базой ключевого транзистора. Конец вторичной обмотки, который не соединен с базой, подключен через второй резистор к схеме смещения из делителя напряжения питания на третьем и четвертом резисторах и конденсатора. 1 ил.

Блокинг-генератор для работы в режиме автогенератора, содержащий ключевой транзистор и трансформатор, первичная обмотка которого включена между коллектором ключевого транзистора и источником питания, вторичная обмотка подключена к базе ключевого транзистора, отличающийся тем, что содержит регулирующий транзистор, первый, второй, третий и четвертый резисторы и конденсатор, причем первый резистор включен между эмиттером ключевого транзистора и общей землей, параллельно этому резистору включен эмиттерный переход регулирующего транзистора, эмиттер регулирующего транзистора соединен с общей землей, а база его подключена к эмиттеру ключевого транзистора и коллектор регулирующего транзистора соединен с базой ключевого транзистора, конец вторичной обмотки, который не соединен с базой, подключен через второй резистор к схеме смещения из делителя напряжения питания на третьем и четвертом резисторах и конденсатора.