Генератор поддерживающего напряжения Советский патент 1989 года по МПК H03K3/53 

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к устройствам формирования как однополярных, так и дву- полярных импульсов на емкостной нагрузке, и может быть применено в качестве генератора поддерживающего напряжения (ГПН) в устройствах отображения информации на плазменных индикаторных панелях переменного тока.

Цель изобретения - снижение мощности рассеяния на коммутационных ключах и повышение коэффициента полезного действия.

На фиг.1 представлена схема генератора поддерживающего напряжения;

на фиг.2 - временные диаграммы его работы.

Генератор поддержившощего напряжения содержит первый коммутационный ключ 1, первую шину 2 постоянного напряжения, первый диод 3, второй коммутационный ключ 4, вторую шину 5 постоянного напряжения, второй 6, третий 7 и четвертый 8 диоды, конденсатор 9, общую щину 10, третью 11 и четвертую 12 шины постоянного напряжения, дроссель 13, плазменную индикаторную панель (ПИП) 14, первый 15 и второй 16 управляющие входы.

СП СП

со

ел to

15

Первый коммутационный ключ 1 соединен с первой шиной 2 постоянного напряжения и подключен к аноду первого диода 3. Второй коммутационный ключ 4 соединен с второй шиной 5 пос.тоянпого напряжения.

Конденсатор 9 подключен параллельно ПИП 14 и соединен первым выводом с общей шиной 10. Дроссель 13 первым выводом подключен к катоду первого диода 3 и аноду второго диода 6, катод которого подкл очен к выходу второго коммутационного ключа 4, а вторым выводом - к второму выводу конденсатора 9, аноду третьего диода 7, катод которого подключен к третьей шине 11 пoc оянпого напряжения и катоду четвертого диода 8, анод которого подключен к четвертой шине 12 тоянного напряжения,

Генератор поддерживающего напряжения для ШШ работает следующим образом (фиг.2).

При поступлении на первый управляю щий вход 15 первого коммутационного ключа 1 импульса он открывается и напряжение Е прикладывается к цепоч ке из первого диода 3, дросселя 13 и конденсатора 9. Так как в первый момент времени дроссель 13 имеет высокое сопротивление, ток в цепи равен нулю и поэтому мощность, рассеиваемая первым коммутационным ключом, близка к нулю. По мере заряда конденсатора 9 ток в цепи сначала возрастает, затем начинает убьшать. За счет протекания тока в дросселе 13 накапливается эпер гия. После заряда конденсатора 9 до напряжения Е, шины 2 дальнейший заряд ее происходит за счет энергии, накопленной в дросселе 13 и продолжается до тех пор, пока напряжение на конденсаторе 9 не достигает напряжения фиксации Е, на шине 11. В этот момент

времени ток ответвляется через третий диод 7 и дроссель 13 полностью разряжается на третью шину 11 постоянного напряжения, т.е. происходит возврат энергии.Напряжение на конденсаторе 9 фиксируется на уровне Е шины 11 и- сохраняется до прихода импульса на второй управляющий вход 16 второго коммутационного ключа 4, который от- крьтается, и напряжение -Е с шины 5 прикладывается к цепочке из второго диода 6, дросселя 13 и конденсатора 9. Так как в первьп момент времени дроссель 13 1смеет высокое сопротивле

5352

вне, ток в цепи равен нулю и поэтому мощность, рассеиваемая вторым коммутационным ключом 4, близка к нулю. По мере перезаряда конденсатора 9 ток в цепи сначала возрастает, затем начинает убывать. За счет протекания тока в дросселе накапливается энергия. После заряда конденсатора 9 до JQ напряжения -Е шины 5 дальнейший заряд ее происходит эа счет энергии, накопленной в дросселе 13 и продолжается до тех пор, пока напряжение на конденсаторе 9 не достигнет нап- J5 ряжения фиксации шины 12. В этот момент времени ток ответвляется через четвертый диод 8 и дроссель 13 полностью разряжаемся на четвертую шину 12 постоянного напряжения, т.е. про- 20 исходит возврат энергии. Напряжение на конденсаторе 9 фиксируется на этом уровне и сохраняется до прихода импульса на первый управляющий вход 15 первого коммутационного ключа 1. 25 Таким образом, по мере перезаряда емкости конденсатора 9 энергия электрического поля конденсатора и напряжения с шин 2 и 5 переходит в энергию, магнитного поля дросселя 13, что по- 30 вьш1ает коэффициент полезного действия ГПН. Коммутационные ключи 1 и 4 работают во время формирования фронтов в ключевом режиме и рассеивают мощность только на сопротивления насьш1енного состояния, которое мало, и поэтому эта мощность незначительна, что приводит к применению транзисторов малой мощности.

в зависимости от соотношения ин- .д дуктивности дросселя 13, eMKocT i конденсатора 9 и плазменной индикаторной панели 14, а также напряжений на шинах Е , Е, ЕЭ, Е коэффициенты умножения напряжения К , ,К /Е , при Е, 70 и и и К Е4/Е при Е,70 и 70 могут быть различными.

Устройство позволяет получить одно- полярные или разнополярные импульсы напряжения как с умножением напряжения Е, , так и без умножения с К.1.

ГПН вырабатывает:

при Е , О; Е Е и Е 0 одно- полярные положительные импульсы амплитудой, равной

при Е,70; и Е 0 однополярные положительные импульсы амплитудой, равной К,Е,;

35

50

55

при Е,0; lEjhO; ,0 и 4 од15153

нополярные отрицательные импульсы амплитудой, равной EJ;

при Е,0; 1Е I 7 0; и ,jEj. однополярные отрицательные импульсы амплитудой, равной KjE,;

при Е,70; Е, и fE,l KjE двуполярные симметричные (.) или несимметричные () импульсы п амплитудой K,EI и ,;

при |Ej| 0; |Е,( и J IE J ( двуполярные симметричные () или несимметричные () импульсы амплитудой и j

приЕ lE, ,| E, ( двуполярные симметричные импульсы амп-- литудой, равной Е ,Ej;

од1515352

ампEj.

при Е,, ( ,; Е,{

двуполярные симметричные () или несимметричные () им- пульсы амплитудой, равной KjE , и К Ef.

При этом

К, e2Kj,

К 4 «.2К,

ГПН отличается от известных малой мощнрстью, рассеиваемой на коммутаци- онных ключах, и повышенным коэффици-- ентом полезного действия благодаря тому, что мопрюсть, которая в известных устройствах в процессе перезаряда ,кoн ;eнcaтopa рассеивалась на ключах, теперь используется для повышения амплитуды импульсов и генерации дву- поряных импульсов.

Генератор поддерживающего напряжения, содержащий первый коммутационный ключ, соединенный с первой шиной постоянного напряжения и подключенный к аноду первого диода, второй коммутационный ключ, соединенный с второй шиной постоянного напряжения, второй, третий и четвертый диоды, конденсатор, подключенный параллельно к плазменной индикаторной панели и соединенный первым выводом с общей шиной, и третью и четвертую шины постоянного напряжения, отличающийся тем, что, с целью снижения мощности рассеяния на коммутационных ключах и повышения коэффициента полезного действия, в него введен дроссель, первый вывод которого подключен к катоду первого диода и аноду второго диода, катод которого подключен к выводу второго коммутационного ключа, а второй вывод дросселя подключен к второму выводу конденсатора, аноду третьего диода, катод которого подключен к третьей шине постоянного напряжения, и катоду четвертого диода, анод которого подключен к четвертой шине постоянного напряжения.

ю он

fa

111

пнп

t

Сн

ь-;и

срцг.1

75/.

15,;.

ЕЗ-h

Е,

0

-, fj

Ei

о

- j

Л

о

-6

R

фиг. 2