Генератор прямоугольных колебаний Советский патент 1983 года по МПК H03K3/53 

(St) ГЕНЕРАТОР ПРЯМОУГОЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ

Изобретение относится к полупрово никовой преобразовательной технике и может быть использовано в трансформа торных генераторах прямоугольных колебаний с внешним управлением. .Известны генераторы прямоугольных колебаний с внешним управлением, содержащее полупроводниковые, например транзисторные ключи, трансформатор и блок управления с задающим ген ратором 1 3 Недостатком таких генераторов является одностороннее насыщение сердечника тpaнcфopмatopa, приводясдее к возникновению пиков тока намагничивания- через один из транзисторных ключей, что уменьшает КПД и надежность. Наиболее близким к предлагаемому является генератор прямоугольных колебаний, содержащий транзисторы тран форматор с магнитопроводом с первичной и выходной обмотками и блок управления с задающим генератором, выходы которого подключены к базам. транзисторов С 2 Недостатком известного ;генератора является невысокая надежность. Цель изобретения - повышение надежности генератора за счет исключения пиков тока через силовые транзисторы, превышающих ток нагрузки. Указанная цель достигается тем, что в генератор прямоугольных колебаний, содержащий транзисторы, трансформатор с магнитопроводом с первичной и выходной обмотками и блок управления, выходы которого подключены к базам транзисторов, коллекторы которых соединень с первичной oбмoткoй введены источник тока и два выпрямителя, а магнитопровод трансформатора выполнен из двух сердечников, на каждом из которых расположены по две дополнительных обмотки, при этом первые дополнительные обмотки соединены встречно-последовательно и подключены к источнику тока, а каждая из вторых дополнительных обмоток через со ответствующий выпрямитель подключен к блоку управления с На.ч.ертеже приведена схема предлагаемого генератора Схема содержит транзисторы 1 и 2 блок 3 управления, первичную обмотк k со средней точкой, магнитопроводы 5-7, первые дополнительные обмотки. и 9, вторые дополнительные обмотки 10 и. 11, выпрямители 12 и 13, источ ник 14 тока, трансформатор 15, датчик 16 положения рабочей точки, источник 17 питания с напряжением U., выходная обмотка 18, нагрузка 19« Базы транзисторов 1 и 2 подключе ны к выходам блока 3 управления Коллекторы транзисторов подключены к первичной обмотке А со средней то кой 5 Источник Н тока подключен к последовательно соединенным первым дополнительным обмоткам 8 и 9 Вторые дополнительные обмотки 10 и 11 через выпрямители 12 и 13 подключены к входам блока 3 управления. Генератор работает следующим образом. В блоке 3 управления формируются синхронизирующие импульсы равной длительности, поочередно открывающие транзисторы 1 и 2, которые подключают источник 17 .питания поочередно к каждой из полуобмоток первичной обмотки Ц трансформатора 15 Ток источника 1 тока, пропущенный через первые дополнительные обмотки 8 и 9 датчика 16 положения рабочей точки, смещает петли намагничивания магнитопроводов 6 и 7 трансформатора 15 в разные стороны на величину ширины петли гистерезиса материала сердечников магнитопроводов 6 и 7. Средние значения выпрямленных вы прямителями 12 и 13 напряжений вторых дополнительных обмоток 10 и 11 определяются выражениями WQC BpVrriAB ..,3 Jn vy где и - напряжение питания генератора; максимальная рабочая индук ция трансформатор 15, 6В - уход рабочей точки от симм ричного положения; W . - число витков обмоток 10 и 11 обратной связи; W - число витков первичной обмотки 4е В блоке 3 управления определяется разность напряжений и U, которая является сигналом обратной связи ., с помощью которого регулируется относительная длительность синхронизирующих импульсов V - -)Д гл1 jj . fc . где t. и длительность синхронизирующих импульсов, открывающих соответственно транзисторы 1 и 2, Напряжение Ujj. определяется выражениемw . VV Оруу, Величина k регулируется в соответствии с выражением V-KUoc, . где k - коэффициент пропорциональности Уход рабочей точки от симметричного положения лВ в зависимости от k; определяется выражением ( где S площадь сечения магнитопроводов 6 и 7 трансформатора 15, A-U разница между падениями напряжений на открытых.транзисторах 1 и 2. При появлении несимметрии в перемагничивании трансформатора 15, т.е. при А В появляется сигнал обратной связи U-jg который изменяет величину k, . Изменение kx , в свою очередь, приводит к уменьшению несимметрии лВ, Таким образом, в предлагаемом устройстве реализован контур обратной связи по поддержанию симметричного перемагкичивания тр.ансформатора 15 Напряжения вторых дополнительных обмоток 10 и 11 не зависят от тока нагрузки 19 генератора Они зависят только от положения рабочей точки, что позволяет эффективно обнаруживать и устранять несимметрию и таким образом повысить надежность работы генератора. При этом даже при Л В О ток через транзисторы 1 и 2 будет практически равен току нагрузки 19 Это объясняется тем, что из-за первоначального смещения сердечников в .моменты коммутации транзисторов 1. и 2 не происходит насыщения магнитрпроводов 6 и 7 трансформатора 15 Применение предлагаемого устрой- ства позволяет повысить надежность генератора за счет исключения пиков тока через транзисторы, превыша ющих ток нагрузки; Формула изобретения Генератор прямоугольных колебаний, содержащий транзисторы, трансформатор с магнитопроводом с пераичной и выходной обмотками и блок управ ления, выходы которого подключены к базам транзисторов, коллекторы котор соединены с первичной обмоткой, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения надежности, в него до полнительно введены источник тока и два выпрямителяi а магнитопровод трансформатора выполнен из двух сердечников, на каждом из которых расположено по две дополнительных обмотки, при Э150М первые дополнительные обмотки соединены встречно-последовательно и подключены к источнику тока, а каждая из вторых дополнительных (юмоток через соответствую1ций выпрямитель подключена к блоку управления. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Андреев В.В. Несимметричный режим трансформатора в усилителе мощности статического преобразователя. Сб. ЭТ в А, 1971. вып. 2,- с, . 2,Мелешин В.И., Опадчий Ю.Ф., Симметрирование транзисторных преобразователей напряжения с внешним управ лением. Сб ЭТ в А. 197, вып. 6, , с, 50-55,

/

CZh