"Формирователь импульсног тока4 Советский патент 1979 года по МПК H03K5/01 

(54) ФOP/VlИPOBATEЛЬ ИМПУЛЬСОВ ТОКА

Изобретение относится к импульсной технике и может быть применено, в частности, в модуляторах для управления быстродействующими волноводно-ферритовыми переключателями или фазовращателями.

Известен формирователь импульсов тока, содержащий выходной транзистор с индуктивной нагрузкой, импульсный трансформатор, диод, ключевой транзистор, источник форсирующего напряжения, подключенный к коллектору ключевого транзистора, между базой и эмиттером которого включена вторичная обмотка импульсного трансформатора, первичная обмотка которого включена в коллекторную цепь выходного транзистора последовательно с нагрузкой 1. .

Однако такие схемы имеют существенный недостаток - необходимость дополнительного источника питания, превосходящего по потенциалу в несколько раз основной источник питания. Это приводит к снижению надежности, а также к увеличению габаритов и веса устройства.

Из известных устройств наиболее близким по технической сущности является формирователь импульсов тока, содержащий выходной транзистор, эмиттер которого через

резистор подключен к общей шине, база соединена с входной щиной, а коллектор, через последовательно соединенные индуктив-.ную нагрузку, первичную обмотку трансформатора и диод подключен к источнику питания, и ключевой транзистор, между базой и эмиттером которого включена вторичная обмотка импульсного трансформатора с шунтирующим диодом 2.

Однако такие устройства также обладают недостаточной надежностью.

Цель изобретения - повышение надежности устройства.

Указанная цель достигается тем, что в формирователь импульсов тока, содержащий выходной транзистор, эмиттер которого через резистор подключен к общей шине, база соединена с входной щиной, а коллектор через последовательно соединенные индуктивную нагрузку, первичную обмотку трансформатора и диод подключен к источнику питания, и ключевой транзистор, между баЗОЙ и эмиттером которого включена вторичная обмотка импульсного трансформатора с щунтирующим диодом, введены накопительный конденсатор, который включен между коллектором ключевого транзистора и общей шиной, и зарядный диод, который включен между коллекторами выходного к ключевого транзисторов. На чертеже представлена принципиальная электрическая схема устройства, в котором источник 1 питания соединен через диод 2, первичную обмотку 3 ийпульсрюго трансформатора 4 и индуктивную нагрузку 5 с коллектором выходного транзистора 6. Эмйттбр последнего подключен к резистору 7, а коллектор через зарядный диод 8 - к накопительному, конденсатору 9 и коллектору ключевого транзистора 10. Между базой и эмиттером последнего включена шунтированная диодом 11 вторичная обмотка 12 импульсного трансформатора 4. Общая точка диода 2 и первичной обмотки 3 соединена с общей точкой эмиттера транзистора 10, диода 11 и вторичной обмотки 12. Работа формирователя импульсов тока .осуществляется следующим образом. В установившемся режиме во время действия входного напряжения положительной полярности транзистор 6 открыт и конденсатор 9 заряжен до потенциала коллектора. По окончании действия входного напряжения транзистор 6 закрывается и в индуктивной нагрузке 5 возникает электродвижущая сила (ЭДС) самоиндукции, которая соответствует напряжению источника 1 питания. Конденсатор 9 через диод 8 заряжа-ется положительным напряжением до величины и UK Ч- UK -f U , где UK - напряжение коллектора открытого транзистора 6 в установивщемся режиме; EL- ЭДС самоиндукции; Г1, -ток через индуктивную нагрузку 5; L - индуктивность нагрузки; С - величина емкости накопительного конденсатора 9. ЭДС самоиндукции Ей, как видно из формулы, является функцией тока 1 индуктивности L, емкости С конденсатора 9 и в зависимости от выбранных величин может в несколько раз превышать напряжение источника питания. Заряд на конденсаторе 9 сЬхр айяется ДО подачи входного напряжения на базу транзистора 6 за вычетом частичного разряда конденсатора 9 через закрытый транзистор 10 и диод 8. При подаче на базу транзистора 6 входного напряжения, он переходит в режим насыщения. Напряжение источника Г прикладывается к последо вательно соединенным индуктивной нагрузке 5, первичной обмотке 3 трансформатора 4, й&рёходу колЛектор-эмиттер транзистора 6 и резистору 7. Часть этого напряжения трансформируется во вторичную обмотку 12 в такой полярности, лри которой транзистор. 10 из закрйтогр состояния переходит в режим насыщения. При этом напряжение конденсатрра 9 Прикладывается через переход коллёктбр-эмиттер транзистора 10 к последовательно соединенным первичной обмотке 3 и индуктивной нагрузке 5, а диод 2 блокирует источник 1 питания. Ток через индуктивную нагрузку 5 начинает нарастать по экспоненциальному закону по цепи «конденсатор 9 - переход коллектор-эмиттер транзистора 10 - первичная обмотка 3 - индуктивная нагрузка 5 - переход коллектор-эмиттер транзистора 6, находящегося в насыщении - резистор 7 - корпус. Индуктивность первичной обмотки 3 трансформатооа 4 должна быть много меньше индуктивности .нагрузки 5. Это необходимо для того,чтобы скорость нарастания тока определялась индуктивностью нагрузки 5, сопротивлением резистора 7 и величиной напряжения заряда конденсатора 9. Разряд конденсатора 9 ускоряет процесс нарастания тока в индуктивной нагрузке 5. При нарастанкк тока потенциал коллектора транзистора 6 повышается, а напряжение на вторичной обмотке 12, прикладываемое к переходу база-эмиттер транзистора 10 уменьшается. В какой-то момент времени ток через индуктивную нагрузку 5, а следовательно, и ток коллектора транзистора 6 достигает величины, при которой транзистор 6 из режима насыщения переходит в активный режим. Величина foKa при этом определяется в)Годным напряжением и коэффициентом усиления транзистора 6. При выходе его из насыщения изменение напряжения на его коллекторе прекращается, что приводит к окончанию импульса, приложенного к переходу база-эмиттер транзистора 10, который закрывается. В результате потенциал точки соединения эмиттера транзистора 10, первичной и вторичной обмоток 3 и 12 и диода 2 понижается до величины напряжения источника 1. В схеме устанавливается стационарный режим, при котором трк протекает по цепи «положительная клемма источника 1 - диод 2 - первичная обмотка 3 - нагрузка 5 - переход коллектор-эмиттер транзистора 6 - резистор 7 - корпус. При закрывании транзистора 6 положительным выбросом напряжения через диод 8 заряжается конденсатор 9 и цикл повторяется. Параметры импульсного трансформатора 4 выбираются такими, чтобь; напряжение на его вторичной обмотке 12 не успело уменьшиться до уровня запирания транзистора 10 раньще;, чем ток коллектора транзистора 6 достигает максимального значения. Таким образом, зарядом накопительного конденсатора 9 за счет возникновения ЭДС самоиндукции при закрывании транзистора 6 и автоматического подключения его к индуктивной нагрузке 5 при открывании достигается ускорение процесса нарастания тока без дополнительного источника питания, что повышает надежность, а также уменьшает габариты и вес устройства. Формула изобретения Формирователь импулЕсов тока, содержащий выходной транзистор, эмиттер которого через резистор подключен к общей шине, база сбединена с входной шиной, а коллектор через последовательно соединенные индуктивную нагрузку, первичную обмотку трансформатора и диод подключен к источнику питания, и ключевой транзистор, между базой и эмиттером которого включена вторичная обмотка импульсного трансформатора с шунтируюшим диодом, отличающийся тем, что, с целью повыщения надежности, в него введены накопительный конденсатор, который включен между коллектором ключевого транзистора и общей шиной, и зарядный диод, который включен между коллекторами выходного и ключевого транзисторов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

-й