Генератор прямоугольных колебаний Советский патент 1987 года по МПК H03K3/53 

Изобретение относится к полупроводниковой преобразовательной техни- ке и может быть использовано в трансформаторных генераторах прямоугольных колебаний с внешним управлением. 5

Целью изобретения является расширение области применения.

На фиг. 1 приведена функциональная блок-схема генератора прямоугольных колебаний; на фиг. 2 - диаграмма Ю результирующей идеальной кривой намагничивания магнитопровода его трансформатора.

Генератор прямоугольных колебаний содержит трансформатор с магнитопро- 5 водом на двух сердечниках 1 и 2 с первичной обмоткой, состоящей из первой 3 и второй 4 полуобмоток, намотанных на обоих сердечниках, и с первыми обмоткой 5 смещения и дополни- 20 тельной обмоткой 6 на первом сердечнике 1 и вторыми обмоткой 7 смещения и дополнительной обмоткой 8 на втором сердечнике 2, при этом начало первой 3 и конец второй 4 полуобмоток 5 первичной обмотки объединены и подключены к первой шине 9 источника питания, эмиттеры первого 10 и второго 11 транзисторов подключены к второй шине источника питания, а ба- 30 зы - к блоку 12 управления, причем начала первой 5 и второй 7 обмоток смещения объединены, а концы соединены с первой и второй шинами источника 13 постоянного тока, первая до- 35 полнительная обмотка 6 включена последовательно и согласно с первой полуобмоткой 3 первичной обмотки и подключена к коллектору первого транзистора 10, а вторая дополнительная 40 обмотка 8 включена последовательно и согласно с второй полуобмоткой 4 первичной обмотки и подключена к коллектору второго транзистора П.

Генератор работает следующим об- 45 разом.

В блоке 12 управления формируются синхронизирующие импульсы .равной дпительности. Эти импульсы поочередно открывают транзисторы 10 и 11, ко- 50 торые подключают источник 13 поочередно к каждой из полуобмоток (3 или 4) первичной обмотки трансформатора и к включенным с ними последовательно первой 6 и второй 8 допол- 55 нительным обмоткам, обеспечивая рабочий процесс в генераторе. Ток 1 источника 13 постоянного тока, пропущенный через первую 5 и вторую 7 обмотки смещения,, смещает петли намагничивания сердечников 1 и 2 в разные стороны. При этом результирующая идеальная кривая намагничивания трансформатора будет иметь вид, по- казанньй на диаграмме (фиг, 2). Величина тока смещения 1 должна выбираться из соотношения

,Wl.

W,

где I,

- максимальный ток полуобмоток первичной обмотки; а WCM число витков дополнитель- ной обмотки 6 (8) и обмотки смещения 5 (7) соответственно.

В процессе работы генератора происходит циклическое перемагничивание магнитопроЕода его трансформатора. Рабочая индукция изменяется в соответствии с диаграммой (фиг. 2) в пределах между максимальным положительным Е и максимальным отрицательным -Вт значениями. При этом часть рабочего полупериода (рабочая точка по индукции) находится на петле намагничивания одного, а другая часть полупериода - на петле намагничивания дргого сердечника. В соответствии с этим напряжение на первой 6 и второй 8 дополнительных обмотках, намотанных на разных сердечниках, будет присутствовать в те моменты времени, когда рабочая точка находится на петле намагничивания соответствующего сердечника. Величина этого напряжения определяется соотношением числа витков полуобмоток первичной. W и дополнительной Wg, обмоток, а время, когда это напряжение присутствует на обмотке, - временем нахождения рабочэй точки на петле намагничивания соответствующего сердечника. В этом случае соотношение интегралов напряжений, приложенных к разным дополнительным обмоткам, определяется симметричностью перемагни- чивания магнитопровода трансформатора. При симметричном перемагничива- нии, т.е. при ,Вр, эти интегралы будут равны.

При неравенстве интегралов напряжений, приложенных к полуобмоткам 3 и 4 соединенным с ними последовательно соответствуюш 1м первым 6 и вторым 8 дополнительным обмоткам в разные полупери.оды рабочей частоты, обусловленных неидентичностью характерис3

тик транзисторов 10 и 11, возникает несимметрия перемагничивания магни- топровода, т.е. . Рабочая зона по индукции в этом случае сместится от симметричного положения на величину d В. Время нахождения рабочей точки на петлях намагничивания разных сердечников станет разным. Это приведет к возникновению неравенства интегралов напряжений 1д, и Lj, приложенных соответственно к дополнительным обмоткам 6 и 8.

132

.S(Bp+jB); Ij,,W-S(), ф

где S - сечение сердечников магнито- провода.

Разница этих-интегралов 4l 2Wa-S« автоматически компенсирует разницу интегралов напряжений, обусловленную неидентичностью параметров транзисторов. При этом интегралы напряжений, приложенных к полуобмоткам 3 и А первичной обмотки, будут равными и насыщения магнитопровода не произойдет.

Таким образом, за счет подключения последовательно с полуобмотками 3 и 4 первичной обмотки, расположенной на обоих сердечниках 1 и 2 магнитопровода трансформатора, первой .6 и второй 8 дополнительных обмоток, расположенных на разных сердечниках 1 и 2, и создания с помощью тока, протекающего по первой 5 и второй 7 обмоткам смещения, первоначального смещения петель намагничивания сердечников 1 и 2, обеспечена автоматическая компенсация неравенства ин тегралов напряжений, .прикпадывае- мьпс к полуобмоткам первичной обмотки трансформатора, обусловленного неи- дентичностыо параметров транзисторов 10 и 11 генератора. Причем эта автоматическая компенсация осуществляется без регулирования относителной длительности открытого состояния транзисторов 10 и 11 между коллекто

1320880

рами которых помещена нагрузка. Это позволяет исключить пики тока намагничивания и обеспечить надежную работу генератора в тех случаях, когда требуется внешняя синхронизация переключения транзисторов 10 и 11, т.е. задана внешним источником относительная длительность полупериодов колебаний генератора, в общем случае даже не строго равных друг другу, и таким образом расширить область применения данного генератора.

ормула изобретения

5

0

5

0

5

0

Генератор прямоугольных колебаний, содержащий трансформатор с магнито- проводом на двух сердечниках с первичной обмоткой, состоящей из первой и второй полуобмоток, намотанных на обоих сердечниках, и с первыми обмоткой смещения и дополнительной обмоткой на первом сердечнике и вторыми обмоткой смещения и дополнительной обмоткой на втором сердечнике, при этом начало первой и конец второй полуобмоток первичной обмотки объединены и подключены к первой шине источ- :ника питания, эмиттеры первого и второго транзисторов подключены- к второй шине источника питания, а базы - к блоку управления, причем начала первой и второй обмоток смещения объединены, а концы соединены с первой и второй шинами источника постоянного тока, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения, первая дополнительная обмотка включена последовательно и согласно с первой полуобмоткой первичной обмотки и подключена к коллектору первого транзистора, а вторая дополнительная обмотка включена последовательно и согласно с второй полу- обмоткой первичной обмотки и подключена к коллектору второго транзистора. .

Вт

-Нем

Л В

Редактор А.Маковская

Составитель В.Чижиков ТехредА. Кравчук

2666/55

Тираж 901Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, уя. Проектная, 4

ЛВ

//

о и агг

т

фи.2

Корректор М, Пожо

Изобретение относится к полупроводниковой преобразовательной технике и может быть использовано в трансформаторных генераторах прямоугольных колебаний с внешним управлением. Цель изобретения - расширение области применения предложенного генератора. Генератор содержит трансформатор на двух сердечниках 1 и 2 с первичной обмоткой, состоящей из полуобмоток 3 и 4, намотанных на обоих сердечниках. На первом сердечнике намотаны первая обмотка 5 смещения и первая дополнительная обмотка 6. На втором сердечнике - вторая обмотка 7 смещения и вторая дополнительная обмотка 8. На чертеже также показаны: шина 9 источника питания, транзисторы 10 и 11, блок 12 управления, источник 13 питания. Обмотками смещения обеспечивается автоматическая компенсация неравенства интегралов напряжений, обусловленного неидентичностью параметров транзисторов 10 и П. Это исключает пики тока t намагничивания и обеспечивает надежную работу генератора при внешней синхронизации переключения транзисторов. 2 ил. Icfr (Л оо ю о сх 00