Транзисторный ключевой генератор Советский патент 1992 года по МПК H03B5/00 

XI Ю О

Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - повышение КПД.Транзисторный ключевой генератор содержит усилитель 1 на транзисторе 2, разрядную катушку 3 индуктивности, параллельный LC колебательный контур 4, контурную катушку 5 индуктивности, конденсатор 6. сопротивление нагрузки 7, защитный диод 8, рекуперационную цепь 9, диод 10, катушку 11индуктивности, источник 12 широтнр- импульсного модулированного сигнала, источник 13 питания. Сигнал с широтно-им- пульсной модуляцией с выхода источника 12поступает на вход усилителя 1 на транзисторе 2, включенном по схеме с общим эмиттером. На сопротивлении нагрузки 7 параллельного LC колебательного контура 4 выделяются колебания с частотой параллельного LC колебательного контура 4 и амплитудой, пропорциональной низкочастотному сигналу модуляций источника 12.2 ил. сл С

&

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в радиопередающей технике, в частности в передающих устройствах сетей трехпрограммного проводного вещания.

Целью изобретения является повышение КПД.

На фиг.1 представлена структурная электрическая схема транзисторного ключевого генератора; на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.

Транзисторный ключевой генератор содержит усилитель 1 на транзисторе 2, разрядную катушку 3 индуктивности, параллельный LC колебательный контур 4, в который входят катушка 5 индуктивности и конденсатор 6, нагрузку, защитный диод 8, рекуперационную цепь 9, состоящую из диода 10 и катушки 11 индуктивности, источник 12 широтно-импульсного модулированного сигнала, источник 13 питания.

Транзисторный ключевой генератор работает следующим образом.

Широтно-импульсный модулированный сигнал с выхода источника 12 поступает на вход усилителя 1 на транзисторе 2, включенном по схеме с общим эмиттером. На нагрузке 7 параллельного LC колебательного контура 4 выделяются гармонические колебания с частотой параллельного LC колебательного контура 4 и амплитудой, пропорциональной низкочастотному сита-; лу модуляции источника 12.

При поступлении на вход усилителя 1 с выхода источника 12 положительного импульса ивх(фиг.2а) транзистор 2 открывается и напряжение на его коллекторе UK становится равным нулю(фиг.2б). Напряжение Ut3 на разрядной катушке 3 индуктивности в момент отпирания транзистора 2 скачком возрастает, а затем уменьшается до отрицательного значения, пересекая нулевой уровень (фиг.2г), а ток , протекающий через; разрядную катушку 5 индуктивности, возрастает до максимального значения (при пересечении напряжением ULS на разрядной кэтушке 3 индуктивности нулевого уровня), после чего начинает уменьшаться (фкг.2д). При этом разрядная катушка 3 индуктивности накапливает энергию, величина которой пропорциональна ширине положительного импульса на входе усилителя 1. Напряжение ULH на катушке 11 индуктивности совпадает по знаку с напряжением источника 13 питания Ёк и увеличивает запирающее напряжение на аноде 10 рекуперационной цепи 9 (фиг.2в).

При поступлении на вход усилителя 1 с выхода источника 12 отрицательного импульса Квх (фиг.2а) транзистор 2 запирается, протекающий через разрядную катушку 3 индуктивности ток i3 прерывается (фиг.2д), и энергия, накопленная в ней. передается в катушку 11 индуктивности и катушку 5 индуктивности параллельного LC колебательного контура 4. При этом на катушке 11 индуктивности скачком изменяется напряжение ULH (фиг.2в), что приводит к открытию диода 10 в рекуперационной цепи

0 9 и протеканию через него импульса тока, пропорционального количеству энергии, на- копленной разрядной катушкой 3 индуктивности. Часть энергии протекающего через катушку 11 индуктивности тока за счет ин5 дуктивной связи передается непосредственно в параллельный LC колебательный контур 4, а часть возвращается (рекуперируется) в источник 13 питания. За счет передачи энергии, накопленной разрядной

0 катушкой 3 индуктивности, в параллельный LC колебательный контур 4 и источник пйта- ния ограничивается величина скачка напряжения UK на коллекторе транзистора 2, после чего напряжение UK определяется ко5 лебательными процессами в параллельном LC колебательном контуре 4 (фиг,2б).

Прохождение обратного тока через транзистор 2 (при отрицательном напряжении на его коллекторе) предотвращается

0 включением параллельно выходу транзистора 2 защитного диода 8.

Оптимальный режим в транзисторном ключевом генераторе достигается при коэффициенте связи между катушкой

5 11 индуктивности и разрядной катушкой 3 индуктивности, равном 0,9-0,99, и коэффициенте индуктивной связи между разрядной катушкой 3 индуктивности и контурной катушкой 5 индуктивности, равном 0,1-0,5.

0 Достижение цели изобретения - повышение КПД - обеспечивается путем введения дополнительных каналов возврата энергии, запасенной разрядной катушкой 3 индуктивности, в параллельный LC колеба5 тельный контур 4 и источник 13 питания и отказа от дросселя и разделительных конденсаторов.

Формула изобретения Транзисторный ключевой генератор,

0 содержащий источник питания, усилитель на транзисторе, который включен по схеме с общим эмиттером, в коллекторную цепь транзистора- включены последовательно соединенные разрядная катушка индуктив5 ности и параллельный LC-колебательный контур, параллельно которому включена нагрузка, защитный диод, который включен параллельно выходу транзистора, рекуперационную цепь, состоящую из последовательносоединенных; катушки ин- v

дуктивности и диода, источник широтно-им- пульсного модулированного сигнала, выход которого подключен к входу усилителя на транзисторе, отличающийся тем. что, с целью повышения коэффициента полезного действия, разрядная катушка индуктивности и катушки индуктивности рекуперационной цепи и параллельного LC-колебательного контура индуктивно взаимно связаны, при этом рекуперационная

цепь включена между шиной питания источника питания и общей шиной, при этом начала разрядной катушки индуктивности и катушки индуктивности рекуперационной цепи подключены соответственно к коллектору транзистора и шине питания источника питания, анод диода рекуперационной цепи подключен к общей шине, а катод - к концу катушки индуктивности рекуперационной цепи.