Автогенератор Советский патент 1991 года по МПК H02M7/5395 

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано для преобразования постоянного напряжения в переменное и регулирования действующего значения напряжения на нагрузке.

Цель изобретения - расширение диапазона регулирования выходного напряжения путем регулирования длительности паузы - достигается тем, что в автогенератор введены дополнительная обмотка переключающего трансформатора и блок задержки размагничивания последнего.

На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема автогенератора; на фиг. 2 - принципиальная электрическая

схема одного из вариантов двухтактового автогенератора, на фиг. За-г - приведены временные диаграммы токов и напряжений. Автогенератор содержит силовой транзистор 1, переключающий трансформато- р 2с силовой 3 и управляющей 4 обмотками, включенными последовательно и согласно, общая точка которых подключена к эмиттеру силового транзистора 1, а свободный вывод силовой обмотки 3 подключен к минусовому зажиму источника питания, плюсовый зажим которого соединен через резистор 5 нагрузки с коллектором силового транзистора 1, база которого подключена к свободному выводу управляющей

О

ю о

Ј

XI

обмотки 4, дополнительную обмотку 6 переключающего трансформатора 2, блок 7 задержки размагничивания переключающею трансформатора 2, входные зажимы 8, 9 которого подключены к резистору нагрузки 5, а выходные зажимы 10, 11 к дополнительной обмотке 6 перекпючающего трансформатора 2. Блок 7 задержки размагничивания содержит мостовой выпрямитель 12 на диодах 13-16, диагонали постоянного и переменного тока которого подключены соответственно к входным 8, 9 и выходным 10, 11 зажимам блока 7 задержки размагничивания, дроссель 17, конденсатор 18 и регулируемый резистор 19, включенный параллельно конденсатору 18, который через дроссель 17 подключен к диагонали постоянного тока мостового выпрямителя 12, Двухтактный автогенератор (фиг. 2) выполнен на силовых транзисторах 1, 20 по схеме со средней точкой переключающего трансформатора 2 с двумя силовыми 3, 12 и двумя управляющими 4, 22 обмотками, включенными последовательно и согласно, общая точка силовой обмотки 3 и управляющей обмотки 4 подключена к эмиттеру силового транзистора 1, а общая точка силовой обмотки 21 и управляющей обмотки 22 - к эмиттеру силового транзистора 20, общая точка свободных выводов силовых обмоток 3 и 21 подключена к минусовому зажиму источника питания, плюсовый зажим которого соединен через резистор 5 нагрузки с коллекторами силовых транзисторов 1 и 20, а их базы подключены соответственно к свободным выводам управляющих обмоток 4 и 22, дополнительной обмотке 6 переключающего трансформатора 2, блока 7 задержки включения силовых транзисторов 1 и 20, входные зажимы 8, 9 которого подключены к резистору 5 нагрузки, а выходные зажимы 10, 11 - к дополнительной обмотке 6 переключающего трансформатора 2. Блок 7 задержки размагничивания содержит мостовые выпрямители 12 и 23, диагонали постоянного тока которых объединены, а диагонали переменного тока подключены соответственно к входным 8, 9 и выходным 10, 11 зажимам блока 7 задержки размагничивания 7, дроссель 17, конденсатор 18 и регулируемый резистор 19, включенный параллельно конденсатору 18, который через дроссель 17 подключен к объединенным диагоналям постоянного тока мостовых выпрямителей 12 и 23 На фиг. 3 др и др - ток дросселя 17 для двух значений регулируемого резистора. 1Н - приведенный ток нагрузки, 1Н - максимальное значение тока нагрузки, Us напряжение на резисторе нагрузки, Щ и Ue - напряжения соответственно на управляющей и дополнительной обмотках переключающего трансформатора, tn, tn длительность импульса и паузы для двух значений регулируемого резистора, т.з, t3 длительность задержки для двух значений регулируемого резистора.

Работает устройство следующим образом. После включения силового транзистора 1 переключающий трансформатор 2

0 начинает насыщаться под действием приложенного к силовой обмотке 3 напряжения. Поскольку в базовой цепи силового транзистора 1 нет базового резистора, величина напряжения, приложенного к силовой об5 мотке 3, определяется лишь падением напряжения на переходе база-эмиттер силового транзистора 1, которое практически не зависит от тога нагрузки. Таким образом, длительность импульса выходного

0 напряжения tn (фиг. 3,а) постоянна и не зависит от режимов работы устройства. После насыщения переключающего трансформатора 2 силовой транзистор 1 выключается, и на резисторе 5 нагрузки формируется пауза

5 выходного напряжения tn (фиг. 3,а). Длительность паузы определяется временем, необходимым для перехода сердечника переключающего трансформатора из насыщенного состояния в состояние с

0 остаточной индукцией. После выключения силового трансформатора 1 по сигналу с резистора 5 нагрузки на входные зажимы 8, 9 переключающий трансформатор 2 закорачивается по цепи дополнительной обмотки

5 6 через выходные зажимы 10, 11 блока 7 задержки размагничивания. В случае идеального закорачивания (сопротивление между зажимами 10,11 блока задержки равно О) потокосцепление переключающего

0 трансформатора 2 не изменяется (сердечник останется насыщенным) сколь угодно долго, а ток намагничивается, оставаясь неизменным, протекает в замкнутой накоротко дополнительной обмотке 6. Приблизиться к

5 случаю идеального закорачивания удается, если число витков дополнительной обмотки 6 значительно превышает число витков управляющей 4 Ue 1М (фиг. 3, б, в). В этом случае можно пренебречь изменением по0 токосцепления переключающего трансформатора 2 на интервале паузы. Изменяя время задержки (фиг. 3, в) размагничивания переключающего трансформатора 2 путем закорачивания выходных зажимов 10, 11 по

5 сигналу, формируемому на входных зажимах 8, 9, в момент окончания импульса tn выходного напряжения (фиг 3, г) можно регулировать величинуtn Длительность паузы выходного напряжения склрдьжаегся из регулируемого времени - j,n,pp,KH 13 и нерегулируемого времени размагничивания сердечника переключающего трансформатора 2. Время t3 регулируют следующим образом. После включения силового транзистора 1 импульс выходного напряжения поступает на входные зажимы 8, 9 блока 7 задержки размагничивания, Коэффициент трансформации переключающего трансформатора 2 выбирают таким, чтобы выполнялось условие . Выполнение этого условия обеспечивает на интервале формирования импульса tu запирание диодов 13- 16 мостового выпрямителя 12, т.к. потенциал катода диодов оказывается выше потенциала анода, Таким образом, выходные зажимы 10, 11 блока 7 задержки размагничивания оказываются раскорочен- ными. Импульс выходного напряжения, поступая на входные зажимы 8, 9, приводит к увеличению тока дросселя 17. Скорость роста тока возрастает с уменьшением сопротивления регулируемого резистора 19. В момент окончания импульса выходного напряжения диоды 13-16 мостового выпрямителя 12 отпираются, шунтируя таким образом выходные зажимы 10, 11, а следовательно, и дополнительную обмотку 6. На интервале ts ток дросселя др протекает через регулируемый резистор 19 и две параллельные цепи, состоящие из последовательно соединенных диодов 13, 14 и 15, 16. Ток намагничивания переключающего трансформатора 2, равный приведенному току нагрузки н (фиг. 3, г), протекает в дополнительной обмотке 6, замыкаясь через открытые током др диоды 13-16. Причем в диодах 14 и 15 ток намагничивания н складывается с током Др., а в диодах 13 и 16 - вычитается. Входные зажимы 10, 11 находятся в зашунтированном состоянии, пока уменьшающихся ток дросселя (фиг. 2 г) не достигнет значения н. В этот момент диоды 13 и 16 закрываются (момент окончания 1з или 1з на фиг. 2 в, г), и начинается размагничивание сердечника переключающего трансформатора, заканчивающееся в момент достижения током намагничивания нулевого значения. Для управления временем tn изменяют сопротивление регулируемого резистора 19.

Аналогично работает устройст- во,изображенное на фиг. 2. После насыщения переключающего трансформатора 2 в конце импульса выходного напряжения одной из полярностей и выключения силового транзистора, например 1, путем Закорачивания дополнительной обмотки 6 переключающего трансформатора 2 по сигналу, поступающему на входные зажимы 8,9 блока 7 задержки размагничивания происходит

задержка включения силового транзистора 20, т.е. формируется пауза выходного напряжения. На интервале паузы по дополнительной обмотке 6, закороченной через 5 выходные зажимы 10. 11 блока 7 задержки размагничивания переключающего трансформатора 2 протекает постоянный по величине ток намагничивания. В момент раскорачивания дополнительной обмотки 6

0 знаки на обмотках переключающего трансформатора 2 изменяются таким образом, что на управляющей обмотке 22 появляется отпирающий сигнал для силового транзистора, 20, включение которого приводит к

5 перемагничиванию переключающего трансформатора 2 и насыщению его в конце импульса выходного напряжени i противоположной полярности. Далее выключается силовой транзистор 20 и закорачивается пе0 реключающий трансформатор 2 аналогично тому, как было описано выше.

Таким образом формируются импульсы выходного напряжения разных знаков с регулируемыми паузами. Паузу регулирует

5 блок 7 задержки размагничивания 7 на входные зажимы 8, 9 которого поступает напряжение с резистора 5 нагрузки. Коэффициент трансформации переключающего трансформатора 2 выбирают таким, чтобы

0 напряжение на диагонали постоянного тока мостового выпрямителя 23 превышало напряжение на диагонали постоянного тока мостового выпрямителя 12 на интервале формирования импульса выходного напря5 жения. Выполнение этого условия обеспечивает запирание диодов мостового выпрямителя 12 и раскорачивание выходных зажимов 10, 11 блока 7 задержки размагничивания. Импульс напряжения с

0 резистора 5 нагрузки, поступая на входные зажимы 8, 9, приводит к усилению тока дросселя 17. Значение тока дросселя 17 в конце интервала импульса определяет время паузы и задается величиной регулируе5 мого резистора 19. В момент окончания

импульса дроссель 17, стремясь сохранить

свое потокосцепление неизменным, отпиi рает диоды мостовых выпрямителей 12 и 23,

обеспечивая тем самым замыкание своего

0 уменьшающегося во времени тока и шунтируя выходные зажимы 10, 11. Этот момент времени определяет начало формирования паузы, которая заканчивается в момент раскорачивания диодов мостовых выпрямите5 лей 12, 23, наступающий при достижении уменьшающимся во времени током дросселя 17 значения приведенного тока нагрузки (тока, намагничивания переключающего трансформатора 2), имеющего постоянное значение и протекающего в дополнительной обмотке 6. Изменяя сопротивление регулируемого резистора 19, можно изменять величину паузы выходного напряжения с сохранением той же длительности импульса.

Формула изобретения 1. Автогенератор, содержащий силовой транзистор и переключающий трансформатор с силовой и управляющей обмотками, включенными последовательно и согласно, общая точка которых подключена к эмиттеру силового транзистора, а свободный вывод силовой обмотки подключен к минусовому зажиму источника питания, плюсовый зажим которого соединен через резистор нагрузки с коллектором силового транзистора,отличающийся тем,что, с целью расширения диапазона регулирования выходного напряжения путем регулирования длительности паузы, в него введены дополнительная обмотка переключающего

трансформатора и блок задержки размагничивания переключающего трансформатора, входные зажимы которого подключены к резистору нагрузки, а выходные - к дополнительной обмотке переключающего трансформатора, база силового транзистора подключена к свободному выводу управляющей обмотки.

2. Автогенератор по п. 1, отличающийся тем, что блок задержки размагничивания переключающего трансформатора содержит мостовой выпрямитель, дроссель, конденсатор и регулируемый резистор, включенный параллельно конденсатору, который через дроссель подключен к диагонали постоянного тока мостового выпрямителя, диагонали постоянного и переменного тока которого подключены соответственно к входным и выходным зажимам блока задержки размагничивания переключающего трансформатора.

Изобретение относится к электротехнике и может быть исвользовано в системах электропитания. Цель изобретения - расширение диапазона регулирования выходного напряжения путем регулирования длительности паузы. Автогенератор содержит силовой транзистор 1 и переключающий трансформатор 2 с силовой 3 и управляющей 4 обмотками, резистор 5 нагрузки. Введены дополнительная 6 обмотка переключающего трансформатора и блок 7 задержки размагничивания переключающего трансформатора, входные зажимы которого подключены к резистору 5 нагрузки. Регулирование обеспечивается за счет задержки размагничивания трансформатора 2, на входные зажимы 8, 9 которого поступает напряжение с резистора 5 нагрузки. Импульс напряжения с резистора 5 нагрузки приводит к увеличению тока дросселя 17, который определяет время паузы и задается величиной регулируемого резистора 19. В момент окончания импульса дросселя 17 отпираются диоды выпрямителя и закорачивается обмотка 6. Этот момент времени определяет начало формирования паузы, которая заканчивается за время уменьшения тока дросселя 17. Изменяя величину резистора 19, можно изменить величину паузы выходного напряжения с сохранением длительности импульса неизменной. 1 з.п.ф-лы, 3 ил. (Л С

+ 0

О

Фиг. г

Фиг.1