Импульсный генератор для управления газоразрядной индикаторной панелью Советский патент 1980 года по МПК H03K3/53 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано при построении схем формирования подд-ерживающего напряжения дття питания газоразрядных индикаторных панелей пер менного тока. Известен импульсный генератор содержащий зарядный и разрядный транзисторы, у которых эмиттер зарядного и коллектор разрядного транзисторов соединены между собой, а коллектор зарядного и эмиттер разрядного транзисторов подключены к разноименным полюсам источника питания 1. Недостатком данного ус ройстза является возможность появ.пения сквоз ных токов, выводящих из строя транзистоЕял ключевых каскадов невозможность формирования ступенчатых импульсов, разширяющих диапазон памяти газоразрядных индикаторных .панелей переменного тока и снижающих, требова ния к высоковольтности. элементов уп равляюших схем. Известен также генератор, содержащий согласующие и вентильные элеме ты, три ключевых каскада, два из которых связаны с внещними высокрвольт ными источниками постоянного напряжения, а третий каскад производит разряд нагрузочной емкости до нулевого потенциала {2. Недостатком данного генератора является то, что для получения импульсов ступенчатой формы требуется два внешних стабилизированных источника питания. Паразистные .перекрестные связи между источниками питания и генератором вызывают искажения формы высоковольтных выходных импульсов, что приводит к ложному поджигу или гашению неконтролируемых ячеек газоразрядной индикаторной панели. Кроме того, данный индикатор не формирует прямоугольных импульсов для управления ячейками рамки, что необходимо для надежного управления. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является устройство, содержащее три согласующих каскада, зарядный и разрядный.транзисторы, преобразователь напряжения, выпрямитель/ делитель напряжения, разделительный диод и эквивалентную емкость панели, причем выходы согласующих каскадов связаны с базами соответствующих транзисторов, эмиттер зарядного транзистоpa соединен с коллектором разрядного транзистора и первой выходной шиной устройства, эмиттер разрядного тргШзистора подключен к общей шине, первы выход преобразователя напряжения соединен со второй выходной шиной/ его второй выход - со входом выпрямителя, а третий выход через разделительный диод связан с первой выходной ишной .устройства, выход выпрямителя присоединен к коллектору зарядного транэистора и входу делителя напряжения 3} .

Недостатком данного устройства является низкий коэффициент полезного действия, вызванный- наличием в схеме линейного стабилизатора последовательного типа и неизбежными потерями : мощности на проходном транзисторе этого стабилизатора.

Цель изобретения - повьшение КПД. устройства.;

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее три соглсующих каскада, зарядный и разрядный транзисторы, преобразователь напряжения, выпрямитель, делитель напряжения, разделительный диод и эквивалент ную емкость панели, причем выходы согласующих каскадов связаны с базами соответствующих транзисторов и входом преобразователя напряжения, эмиттер .зарядного транзистора соединен с коллектором ргазрядного транзистора и первой выходной шиной устройства, эмиттер зарядного транзистора подключён к общей шине, первый выход преобразователя напряжения соединен со второй выходной шиной, его второй выход - со входом выпрямителя, а третий выход через разделительный диод связа с первой выходной шиной устройства, выход выпрямителя присоединен к коллектору зарядного транзистора и входу делителя напряжения, введен дополнительно широтно-импульсный модулятор, первый вход которого соединен с шиной входных сигналов, второй вход - с выходом делителя напряжения, третий вход - с шиной нестабилизированного напряжения питания, а выход подключен ко входу второго согласующего каскада, вход преобразователя напряжения соединен с шиной нестабилизированного напряжения питания.

На фиг. 1 представлена электрическая схема импульсного генератора; на фиг. 2 - временная диаграмма его ра.;сгты.. .

Генератор содержит три согласующих каскада 1-3, зарядный транзистор 4, преобразователь 5 напряжения, состоящий из транзистора 6, трансформатора 7, конденсатора 8 и диода-9, .разрядный транзистор 10, разделительный диод 11, выпрямитель 12, делитель 13 напряжения и широтно-импульсный модулятор 14, нагрузку 15 генератора, которой является эквивалентная емкость панели, управляющий вход 16 широтно-импульсного модулятора, управляю1)дие входы 17, 18 согласующих каскадов, выход 19 выпрямителя, первую выходную шину 20 устройства, вторую выходную шину 21 устройства, шину 22 нестабилизированного напряжения, первый выход 23 преобразователя напряжения, второй выход 24 преобразователя напряжения, третий выход 25 преобразователя напряжения и выход 26 широтно-нмпульсного модулятора.

Выходы согласующих каскадов 1,2 соединены с базами транзисторов 4,10 соответственно, а выход широтно импульсного модулятора 14 через согласующий каскад 3 с базой ключевого транзистора 6 преобразователя 5 напряжения, эмиттер зарядного транзистора 4 соединен с коллектором разрядного транзистора 10 и первой выходрой шиной 20 устройства, эмиттер транзистора 10 заземлен, первый выход 23 преобразователя 5 напряжения соединен со второй выходной шиной 21 устройства, второй выход 24 преобразователя со входом выпрямителя 12, а третий выход 25 через разделительный диод 11 связан с первой выходной шиной 20 устройства, первичная обмотка трансФорматора 7 подключена к шине 22 нестабилизированного источника, выход выпрямителя 12 присоединен к коллектору зарядного транзистора 4 и входу делителя 13 напряжения, первый вход широтно-импульсного модулятора 14 соединен с шиной 16 входных сигналов, второй вход - с выходом делителя 13 напряжения, третий вход - с шиной 22 нестабилизированного напряжения, выход 26 широтно-импульсного модулятора 14 через согласующий каскад 3 подключен к базе транзистора 6 преобразователя 5 напряжения.

На временных диаграммах (фиг. 2) цифровые индексы напряжений соответствуют позициям входов и выходов, обозначенных на фиг. 1. Временное положение каждого уровня ступенчатого напряжения определяется моментом поступления соответствующего входного синхронизирующего импульса на клеммах 17, 18.

Устройство работает следующим образом.

Поступающий на вход 18 согласующего каскада 2 импульсный сигнал усиливается по мощности согласующим каскадом 2, открывает разрядный транзистор 10, что приводит к разряду емкости 15. При подаче синхронизирующих импульсов на вход 16 широтноимпульсного модулятора 14 формируются импульсы, ширина которых зависит от величины напряжения, поступающего с делителя 13 напряжения. С выхода 26 широтно-импульсного модулятора 14 сигналы через согласующий каскад 3 поступают на базу транзистора 6. Транзистор 6 закрывается и на вторичной обмотке трансформатора 7 появляется высоковольтный прямоугольный импульс который поступает на вторую выходную шину 21 устройства и предназначен для возбуждения ячеек рамки газоразрядной индикаторной панели перемен н5го тока. Импульсы меньшей амплитуды со второго выхода преобразователя 24 (вторичной обмотки трансформатора 7) поступают на выпрямитель 12. С третьего выхода 25 преобразователя импульсы через разделительный диод 1 передаются на первую выходную шину 20 устройства и формируют первую степень выходных импульсов поддержива ющего напряжение. Одновременно на выходе 19 выпрямителя создается высоко вольтное постоянное напряжение. При подаче синхронизирующего импульса на управляющий вход 17 согласующего ; каскада и после его ус1(ления по мощности согласующ 1м каскадом 1 открывается зарядный транзистор 4 и заряжает зквивсшентную емкость панели 15 до величины напряжения, соответствующего выходу 19 выпрямителя 12, чем обеспечивается формирование второй ступени импульса поддерживающего напряжения. Амплитуда импульсов, возникающих на коллекторе транзистора б, а еледовательно и на вторичной обмотке трансформатора 7, зависит от времени () открытого состояния транзистора 6, т.е. от времени накопления энерги колебательным контуром. Изменением времени открытого состояния транзистора 6 можно компенсировать; потери в контуре так, что при различных нагру ках и при изменении напряжения на ши не 22 нестабилизированного напряжения амплитуда высоковольтных импульсов на вторичной обмотке трансформат ра 7, а следовательно, и напряжения выходе 19 выпрямителя, будет постоян ной. Таким образом, принцип двусторо не направленного ключа, работающего на нагрузку в виде колебательного ко тура, .используемой в устройстве, позволяет получать на вторичной обмо ке трансформатора 7 высоковольтные прямоугольные импульсы с крутыми фронтами, а использование широтно-им пульсного модулятора, включенного в базовую цепь транзистора б, позволяет стабилизировать амплитуду этих импульсов и обеспечить постоянное напртжение на выходе 1-9 выпрямителя с достаточной для Практики точностью, при более высоком КПД устройства. Формула изобретения Импульсный генератор для управления газоразрядной индикаторной панелью, содержащий три согласующих каскада, зарядный и разрядный транзисторы, преобразователь напряжения, выпрямитель, делитель напряжения, разделительный диод и эквивалентную емкость панели, причем выходу согласующих каскадов связаны с базами соответствующих транзисторов, эмиттер зарядного транзистора соединен с коллектором разрядного транзистора и первой выходной шиной устройства, эмиттер разрядного транзистора подключен к общей шине, первый выход преобразователя напряжения соединен со второй выходной шиной, его второй выход - со входом выпрямителя, а третий выход через разделительный диод связан с первой выходной шиной устройства, выход выпрямителя присоединен к коллектору зарядного транзистора и-входу делителя напряжения, отличающийся тем, что,, с целью повышения коэффициента полезного действия (КПД) устройства,в него дополнительно введен широтноимпульсный модулятор, первый вход которого соединен с.шиной входных сигналов, второй вход - с выходом делителя напряжения, третий вход с шиной нестабилизированного напряжения, а выход подключен ко входу второго согласующего каскада, вход преобразователя напряжения соединен с ШИНОЙ нестабилизированного напряжения питания. Источники информации, . принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США 3786. 485/ кл. 340 - 324М, 1973. 2.Гутман В.М. и др. Особенности схем управления ГИП переменного тока при отображении знакографической информации. Электронная техника , сер. 4, 1976, вып. 8, с. 126 - 137. 3.Авторское свидетельство СССР по заявке .2513946/18-2, 07,03.78.

fit (f)

47

ao