Генератор пилообразного тока Советский патент 1991 года по МПК H03K4/60 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано, например, в развертывающих устройствах.

Цель изобретения - уменьшение потребляемой мощности.

На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема устройства; на фиг.2 - эпюры, поясняющие работу устройства.

Генератор пилообразного тока содержит дифференциальный усилитель 1, первый выход которого соединен с первым выводом индуктивной нагрузки 2, усилитель 3 мощности, первый и второй управляемые ключи 4, 5, диод 6, резистор 7, шину 8 синхронизации, элемент 9 обратной связи, первый, второй конденсаторы 10, 11, инвертор 12, вход которого соединен с шиной 8 синхронизации и управляющим входом первого управляемого ключа 4, первый вывод которого соединен с первым выходом дифференциального усилителя 1 и первой обкладкой первого конденсатора 10, второй

вывод - с второй обкладкой первого конденсатора 10 и общей шиной устройства, выход инвертора 12 соединен с управляющим входом второго управляемого ключа 5, первый вывод которого соединен с вторым выходом дифференциального усилителя 1, входом усилителя 3 мощности, первой обкладкой второго конденсатора 11, второй вывод - с общей шиной устройства, вторая обкладка второго конденсатора 11 соединена с катодом диода 6, первым выводом резистора 7, второй вывод которого соединен с общей шиной устройства и анодом диода 6, выход усилителя 3 мощности соединен с вторым выводом индуктивной нагрузки 2 и через элемент 9 обратной связи - со своим входом. Дифференциальный усилитель 1 выполнен на резисторах 13-17, транзисторах 18, 19.

Во время прямого хода ключ 5 разомкнут, а ключ 4 замкнут. Через конденсатор 11 и резистор 7 протекает постоянный колО 00 00 СО

ю

4

лекторный ток от транзистора 19 1к19, и на входе усилителя 3 мощности появляется пилообразное напряжение Uc со скачком напряжения Do. U0 ki9 Ris. Ri5 - величина сопротивления резистора 15, в начале прямого хода (фиг.2 г, б). Максимально возможный размах пилообразного напряжения на конденсаторе 11 определяется лишь делителем напряжения на резисторах 14, 15 и минимальным остаточным (в активном режиме) напряжением на коллекторе транзистора 19. Ток в нагрузке 2 изменяется по линейному закону от Мин до (фиг.2 а), замыкаясь через ключ 4 и выход усилителя 3 мощности.

Во время обратного хода ключ 5 замкнут, ключ 4 разомкнут. Ток в нагрузке 2 под действием колебательного процесса в контуре, образованном индуктивностью нагрузки 2 и конденсатором 10 изменяется от мякс до (мин конденсатор i 1 в это время разряжается до нуля (фиг.2 в). Так как резонансный контур, состоящий из конденсатора 10 и индуктивности нагрузки 2 обладает конечной добротностью Q, абсолютное значение минимального тока 1Мин определяется соотношением

i 1минг-е Я/20 макс 1мин;

Из-за этого ток в нагрузке 2 оказывается несимметричным относительно среднего положения. Для ее устранения к нагрузке 2 во время обратного хода развертки подключен источник постоянного тока 1к18 в виде коллекторной цепи транзистора 18. При величине

- Л/2 Q

IK18 -

1 - е

- Л/2 Q

1макс 1к18

1 +е

происходит полное восстановление энергии в контуре на элементе 2 и конденсаторе 10 и достигается равенство мин I макс; регулируя ток 1к18 относительно I KIB можно осуществлять как бы центровку пилообразного тока в нагрузке 2, хотя физически источник тока центровки во время прямого хода отсутствует. Однако, регулировка одного только тока IKISприводила бы одновременно к изменению размаха тока в нагрузке 2 1ок - 1макс - |1мин| и нарушению его линейности. Однако этого не происходит, так как, если IKIS, к примеру, увеличивается то 1к19

будет настолько же уменьшаться. При этом Do и Uc тоже уменьшаются и размах InK в нагрузке 2 остается неизменным. С другой стороны регулировка размаха отклоняющего тока с помощью резистора 17 приводит к пропорциональному изменению токов IKIS и IMS, вследствие чего центровка пилообразного тока не нарушается.

Таким образом происходит попеременное восстановление энергии, циркулирующей в цепи индуктивной нагрузки 2, за счет попеременной работы ключей 4 и 5 и подпитки их от транзисторов 18. 19, дифференциального усилителя как во время

обратного, так и во время прямого хода развертки. При этом потребляемая мощность сокращается.

Формула изобретения

Генератор пилообразного тока, содержащий дифференциальный усилитель, первый выход которого соединен с первым выводом индуктивной нагрузки, усилитель мощности, первый и второй управляемые

ключи, диод, резистор, шину синхронизации и элемент обратной связи, отличающийся тем, что. с целью уменьшения потребляемой мощности, в него введены первый и второй конденсаторы и инвертор,

вход которого соединен с шиной синхронизации и управляющим входом первого управляемого ключа, первый вывод которого соединен с первым выходом дифференциального усилителя и первой обкладкой первого конденсатора, второй вывод - с второй обкладкой первого конденсатора и общей шиной устройства, выход инвертора соединен с управляющим входом второго управляемого ключа, первый вывод которого

соединен с вторым выходом дифференциального усилителя, входом усилителя мощности, первой обкладкой второго конденсатора, второй вывод - с общей шиной устройства, вторая обкладка конденсатора соединена с катодом диода, первым выводом резистора, второй вывод которого соединен с общей шиной устройства и анодом диода, а выход усилителя мощности соединен с вторым выводом индуктивной

нагрузки и через элемент обратной связи - со своим входом.

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано, например, в развертывающих устройствах. Цель изобретения - уменьшение потребляемой мощности -достигается введением первого и второго конденсаторов 10 и 11 инвертора 12. Устройство также содержит дифференциальный усилитель 1, индуктивную нагрузку 2, усилитель 3 мощности, первый и второй управляемые ключи 4 и 5, диод 6, резистор 7, шину 8 синхронизации, элемент 9 обратной связи. Дифференциальный усилитель 1 выполнен на резисторах 13-17, транзисторах 18, 19. 2 ил.