Формирователь импульсов чередующейся полярности Советский патент 1987 года по МПК H03K5/00 

Изобретение относится к импульсно технике и может быть использовано например, при разработке источников вторичного электропитания.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения изменения длительности выходных импульсов по любому заданному закону и расширение диапазона изменения напряжения питания.

На фиг. 1 и 2 приведена принципиальная электрическая схема устройства.

Формирователь импульсов чередующейся полярности содержит трансформатор 1, первый вывод 2 первой обмотки которого через промежуток коллетор - эмиттер первого р-п-р-тран- зистора 3 соединен с общей шиной, база которого соединена через первый конденсатор 4 с первой шиной 5 управления, через перпый резистор 6 - с общей шиной, через второй конденсатор 7 - с первым выводом 8 второй обмотки, второй вьюд 9 которой через второй резистор 10 соединен с базой второго р-п-р-транзистора 11, котора соединена через третий конденсатор 12 с второй шиной 13 управления, через третий резистор 14 - с общей шиной, соединенной с эмиттером второго р-п-р-транзистора 11, коллектор которого соединен с вторым выводом 15 первой обмотки, третий вывод 16 которой coeдинet с эмиттером первого п-р-п-транзистора 17 и первым выводом четвертого резистора 18, второй вывод которого соединен с шиной 19 питания и с первым выводом пятого резистора 20, второй вывод которого соединен с базой первого п-р-п-транзистора 17 и через шестой резистор 21 с общей шиной, коллектор первого п-р-п-транзистора 17 соединен с катодами первого и второго диодов 22 и 23, анод первого из которых соединен с коллектором первого р-п-р-транзистора 3, анод второго - с коллектором второго р-п-р-транзистора 11, третью обмотку 24, второй п-р-п-транзистор 25, третий 26 и четвертый 27 диоды, катоды которых объединены и соединены с коллектором второго п-р-п-транзисто- ра 25, эмиттер которого соединен с общей шиной, база - с третьей шиной 28 управления, анод третьего диода 26 соединен с базой первого р-п-р- транзистора 3, анод четвертого диода

21 - с базой второго р-п-р-транзистора 11. Устройство содержит также стабилитрон 29, включенный между коллектором второго п-р-п-транзистора 25 и объединенными катодами диодов 26 и 27.

Формирователь импульсов работает следующим образом.

При поступлении на шину 5 тактового импульса транзистор 3 открывается. Напряжение с шины 19 источника питания через открытый транзистор 3 прикладывается к выводу 2 первой

обмотки трансформатора 1 и трансформируется во вторую обмотку обратной связи. Фазировка обмоток выполнена таким образом, что в формирователе имеется положительная обратная связь, в результате чего появление напряжения на второй обмотке вызывает появление в FC-цепочке, состоящей из резистора 10 и конденсатора 7, тока такого направления, при котором

открытый под действием тактового

импульса основной транзистор (в данном случае транзистор 3) удерживается в открытом состоянии, в результате чего на третьей обмотке 24 формируется плоская вершина выходного импульса. В данном случае ток прот- текает через КС-цепочку, переход эмиттер - база транзистора 3 (в прямом направлении) и соединенные паг

раллельно резистор 14 и цепочку из диода 27 и транзистора 25, за счет чего транзистор 3 удерживается в открытом состоянии, а к переходу эмиттер - база транзистора 11 прикладывается запирающее напряжение.

По мере заряда конденсатора 7 ток, протекающий через переход эм- митер - база транзистора 3, уменьшается. Данный транзистор 3 находится в открытом состоянии до тех пор, пока его

0

I 1б

21 нос

где Ir- - ток, протекающий через переход змиттер - база транзистора 3; ток коллектора транзистора

3;

коэффициент усиления в режимы насьш1ения. В течение этого времени шунтирующий транзистор 17 находится в закрытом состоянии за счет падения

5 21HQC

напряжения на резисторе 18, создаваемого коллекторным током транзистора Как только ток 1 становится меньше указанного значения, транзистор 3 выходит из открытого состояния и переходит в линейный режим, что приводит к уменьшению напряжения на первой обмотке (вывод 2) и второй обмотке положительной обратной связи а, следовательно, к дополнительному уменьшению тока Ig-, лавинообразному запиранию транзистора 3 и завершению импульса. При этом открывается транзистор 17 и шунтирует возникающую на первом выводе первой обмотки ЭДС самоиндукции. Длительность выходного импульса определяется постоянно времени заряда конденсатора 7, которую можно регулировать, изменяя состояние транзистора 25, работающего в линейном режиме, с помощью управляющего напряжения, подаваемого на шину 28 управления. При поступлении тактового импульса на шину 13 формирователь работает аналогично, с той лишь разницей, что в открытом состоянии находится транзистор 11 и на третьей обмотке 24 формируется импульс противоположной полярности. Изменяя величину управляющего напряжения, подаваемого на шину 28, по определенному закону, можно обеспечить соответствующее этому закону изменение длительности выходных импульсов. Это позволяет использовать устройство в различных электронных системах автоматического регулирования, где требуется определенна зависимость выходного напряжения от управляющего сигнала, тогда как область применения известных формирователей импульсов ограничена устройствами синхронизации транзисторных преобразователей.

Расч.ет схемы, показанной на фиг. необходимо производить таким образом чтобы в момент паузы между выходными импульсами формирователя напряжение на конденсаторе 7 не превьш1ало суммарного падения напряжения на переходе эмиттер - база транзистора 3 или 11, на транзисторе 25 и развязывающем диоде 26 или 28. В противном случае конденсатор 7 разряжается при отсутствии напряжения на второй обмотке, в результате чего формирователь может перейти в режим автогенерации, и на его выходе вместо

0

импульсов чередующейся полярности с паузой на нуле вырабатывается напряжение прямоугольной формы.

Переход в такой режим возможен при увеличении напряжения на шине 19 источника питания, когда напряжение на конденсаторе 7 также увеличивается.

Формирователь импульсов чередующейся полярности, схема которого приведена на фиг. 2, работает аналогично, с той лишь разницей, что стабилитрон 29 с соответствующим напря- 5 жением стабилизации, введенный в

схему, исключает возможность разряда конденсатора 7 в момент паузы на нуле при любой величине напряжения на шине 19 источника питания.

Таким образом, предлагаемое устройство по сравнению с известным имеет более широкие функциональные возможности, что позволяет расширить область применения устройств данного класса. В частности, формирователь импульсов чередующейся полярности может использоваться в составе импульсного источника вторичного электропитания в качестве широтно- импульсного модулятора и позволяет уменьшить количество элементов в схеме источника электропитания при одновременном увеличении его надежности и КПД.

5

0

Формула изобретения

1. Формирователь импульсов чередующейся полярности, содержащий трансформатор, первый вывод первой обмотки которого через промежуток коллектор - эмиттер первого р-п-р-транзи- стора соединен с общей шиной, база которого соединена через первый конденсатор с первой шиной управления, через первый резистор - с общей шиной, через второй конденсатор - с первым выводом второй обмотки, второй вывод которой через второй резистор соединен с базой второго р-п-р-тран- зистора, которая соединена через третий конденсатор с второй шиной управления, через третий резистор - с общей шиной, соединенной с эмиттером второго р-п-р-транзистора, коллектор которого соединен с вторым выводом первой обмотки, третий вывод которой соединен с эмиттером первого п-р-п-транзистора и первым выводом четвертого резистора, второй вывод

которого соединен с тиной нитлнття и первым выводом пятого резистора, второй в1,шод которого соединен с бат)й Псфвого п-р-п-транзистора, а через шестой резистор - с общей шиной, коллектор первого п-р-п-транзистора соединен с катодами первого и второго диодов, анод первого из которых соединен с коллектором первого р-п-р- транзистора, анод второго - с коллектором второго р-п-р-транзистора, третью обмотку, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей в него введен второй п-р-п-транзистор третий и четвертый диоды, катоды

66

которых объединены и соединены с коллектором второго п-р-п-транзистора, эмиттер которого соединен с общей шиной, база - с третьей шиной управления, анод третьего диода соединен с базой первого р-п-р-транзистора, анод четвертого диода - с базой второго р-п-р-транзистора4

2. Формирователь импульсов по

п. 1, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона изменения напряжения питания, в него введен стабилитрон, включенный

между коллектором второго п-р-п- транзистора и объединенными катодами третьего и четвертого диодов.

Изобретение может быть использовано в импульсной технике, например при разработке источников вторичного электропитания. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей - достигается за счет регулирования длительности выходных импульсов по любому заданному закону и расширения диапазона изменения Mh-C) напряжения питания. Длительность выходного импульса генератора определяется постоянной времени заряда конденсатора 7, которую можно регулировать, изменяя состояние транзистора 25, работающего в линейном режиме, путем подачи управляющего напряжения на шину 28 управления. Изменяя величину этого напряжения по определенному закону, можно соответственно изменять длительность выходных импульсов. Это позволяет использовать предложенньв1 формирователь импульсов в различных электронных системах автоматического регулирования, когда область применения известных формирователей импульсов ограничена устройствами синхронизации транзисторных преобразователей. Устройство может быть также использовано в качестве широтно-импульсного модулятора и позволяет уменьшить количество элементов в схеме питания при одновременном увеличении надежности и повышения КПД. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. о S (Л 00 4: 00 со 00 О5

fV f

° П 4 7

8

Pij.nn: и. р .. Ичо.пинская

Составитель А, Горбачев Техред Л.Олейннк

Лаказ 51 J }/5tjТираж 899

ВНМИПИ Государственного комитета СССР

,it:jiaM изиореч еиий и открытий 113П35, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

11ро гшодствемно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Корректор В. Гирняк

Подписное