Способ синхронизации транзисторного автогенератора Советский патент 1982 года по МПК H02M7/52 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при разработке вторичных источников электропитания. Известны способы двухполупериодно синхронизации, при которых переключение транзисторов автогенератора в обоих полупериодах происходит по син ронизиругацим импульсам lT , 2 и 3 Известен также способ двухполупериодной синхронизации, заключающийся в переключении транзисторов автогенератора на каждом полупериоде по импульсам задающего каскада 4 3 Недостаток известного способа двухполупериодной синхронизации - ни кая устойчивость синхронизации, которая переходит в однополупериодную, если промежуток времени между естественным переключением автогенератора, происходящем при насыще- НИИ трансформатора, и последугацим синхроимпульсом меньше периода синхронизации. Переход двухполупериодной синхронизации в однополупериодную является аварийным режимом авгтогенератора, так как сопровождается удвоением частоты выходного напряжения, искажением его формы и перегрузкой транзисторов. Обычно сбои двухполупериодной синхронизации Происходят в переходных режимах пуска автогенератора, сброса-наброса нагрузки, при регулировании частоты более чем на 5-10%, Для повышения устойчивости двухполупериодной синхронизации предлагаются специальные цепи, обеспечивающие поступление первого синхроимпульса в определенной фазе относительно момента естественного переключения и рекомендуется использовать для трансформаторов магнитопроводы с зазором. Однако эти меры не устраняют полностью зозмшсность сбоев, двухполупериодной синхронизации, не обеспечивают ее восстановление и не расширяют диапазон регулирования частоты. Цель изобретения повьпиеиие устойчивости синхронизации и расширение Диапазона регулирования частоты. Поставленная цель достигается тем, что в способе си1 хронизации автогенератора путем переключения транзисторов на каждом полупериоде по синхроимпульсам задающего каскада с синхронизирующим входом, а моменты переключения автогенератора формируют дополнительные синхроимпульсы и подают их на синхронизирующий вход задающего каскада. На фиг, 1 показана схема устройства реализующего способ синхронизации, на фиг. 2 - диаграммы напряжений; на фиг. 3 - петля гистерезиса выходного трансформатора автогене ратора. Устройство содержит задающий каскад 1, имеющий синхронизирующий вход 2 и выход 3, автогенератор 4, синхро низирующий вход 5 которого соединен с выходом задающего каскада, нагрузк 6 и формирующую цепь 7, подключен-, -гую своим выходом к синхронизируюцем входу 2 задающего каскада. Задающий каскад выполнен по схеме RC-генератора на однопереходном транзисторе П, межбазовое сопро тивление которого шунтируется транзистором 12, Автогенератор выполнен на силовых транзисторах 3 и 4, соединенных с обмотками 15 и 6 трансформатора 17 по схеме мультивибратора Ройера, Резисторы 18 и 19 обеспечивают запуск автогенератора при включении питайия Синхронизация автогенератора осущ ствляется с помощью 20 и 21 и двунаправленного ключа 22--23, Цепь 24-25 предназначена для огра ничения сквозных токов через транзисторь при их переключении. Нагрузка авторогенератора образов на реостатом 26. Формирующая цепь состоит из резистора 27 и конденсатора 28, соединен ных через выпрямительный мост 29. Об мотка 30 трансформатора 17 через вы ключатель соединена с цепочкой 28-29 27, осуществляющей дифференцирование напряжения с последующим выпрякгтением дифимпульсов. Силовые транзисторы автогенератор переключаются импульсами разрядного тока конденсатора 21, протекающего через входные цепи транзисторов 13 и 14 при включении транзистора 22 по синхроимпульсам. Если при включении питания в устройстве возникает одкополупериодная синхронизация (выключатель разомкнут), нечетные переключения автогенератора происходят естественным путем при насыщении трансформатора 17, а четные переключения - по синхроимпульсам задающего каскада. Пусть в момент t(- трансформатор I7 насыщается и происходит естественное переключение автогенератора (фиг, 2). После переключения индукция увеличивается от индукции насыщения - Kj; , что соответствует перемещению рабочей точки из положения а вверх по петле гистерезиса (фиг. З). В момент t, происходит. переклю4 ение автогенератора по СИ, после которого рабочая точка из положения б начинает перемещаться вниз по петле. Когда индукция достигает значения - Bg, происходит второе естественное переключение автогенератора (момент tj и точка в на петле гистерезиса). К приходу второго СИ в момент t рабочая точка поднимается до положения г, а после переключения автогенератора начинает опять опускаться по петле к значению индукции - Bg. При выходе точки на уровень В происходит третье естественное переключение автогенератора (момент tg). В aльнейшем (моменты tc7t) процесс синхронизации протекает аналогично с траекторией рабочей точки: - д - е - ж и к - л - м. Рассмотрим процесс восстановления двухполупериодной синхронизации. Допустим, что после момента t,о замыкается выключатель и на вход задающего каскада в момент t., соответствующий естественному переключению автогенератора 4, поступает импульс СИооп По этому импульсу задающий каскад срабатывает одновременно с п€феключением автогенератора, вследствие чего следующее срабатывание задающего каскада отодвигается до момента t (фиг. 2), Теперь между естественным переключением автогенератора 4 (t) и приходом следугацего СИ ( существует больший промежуток времени, чем в предыдущем режиме на интервале . Вследствие этого индукция на трансформаторе изменяется на большую величину., соответствую цую перемещению рабочей точки по петле из положения м до положения и. После переключения автогенератора в момент t., рабочая точка к моменту t, прихода следующего СИ как раз опускается до уровня - By, и затем после переключения автогенератора 4. по СИ опят начинает перемещаться вверх по петле до прихода СИ в момент tw. Данный режим -является режимом двухполупериодной синхронизации, так как каждое переключение автогенератора 4 происходит по СИ. Рабочая точка в этом режиме перемещается по траектории м-н-п-ри т.д. Таким образом, по фронтам выходного напряжения автогенератора форми ругацая цепь 7 формирует дополнительные синхроимпульсы СИаоч, порядок появления которых указан на фиг. 2 стрелками. Импульсы СИа&л поступают н синхронизирующий вход 2 задающего каскада вслед за его срабатыванием, поэтому они не влияют на его работу и не изменяют период следования синхроимпульсов (фиг. 2). Предлагаемый способ синхрО1Шзации обеспе чивает устойчивую двухполупериодную синхронизацию как в устано вившемся режиме, так и в переходных режимах пуска, изменения нагрузки, регулирования частоты. Эксп:ерименты в частности, показывают, что диапазон регулирования частоты автогенератора при синхронизации по предлагаемому способу распшряется до 10: 1 и более. Двухполупериодная синхронизация не нарушается также при работе автогенератора на частоте, близкой 26 к частоте автоколебаний Это позволяет выбирать частоту автоколебаний автогенератора лишь немногим меньше частоты синхронизированного режима и за счет этого уменьшить габариты трансформатора., Использование способа синхронизации во вторичных источниках питания способствует повышению их эксплуатационной надежности, улучшению регулировочных свойств и масса-габаритных показателей. Формула изобретения Способ синхронизации транзисторного автогенератора путем переключения транзисторов на каждом полупериоде по синхроимпульсам задающего каскада с синхронизирующим в.ходом, от л и чающийся тем, что, с целью повышения устойчивости синхронизации и расширения диапазона регулирования частоты, в моменты переключения автогенератора формируют дополнительные синхроимпульсы и подают их на синхронизирукнций вход задающего каскада. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 494841, кл. Н 02 М 7/52, 1975. 2.Патент США № 3962626, кл. 321-45, 1975. 3.Патент Великобритании № 1456338, кл. Н 2 F, 1976. 4.Тихомиров В.К. Импульсная синхронизация транзисторных преобразователей. - Электроника, 1966, № 8. О

а д fK К м п az, J