Транзисторное устройство формирования импульсов Советский патент 1982 года по МПК H02M1/08 

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть ис пользовано для управления тиристор ными преобразователями. Известны устройства для управлени силовыми транзисторами преобразователей содержащие коммутирующий трансформатор, транзисторы, выходной трансформатор, конденсаторы, резисторы и выпрямительный мост ij. Недостатками известных устройств являются невысокие коэффициент полез ного .действия и помехоустойчивость. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является тран зисторное устройство формирования импульсов, содержащее магнитный усилитель с двумя рабочими обмотками, два транзистора соответственно с первым и вторым резисторами в коллек торной цепи и соединенными вместе эмиттерами, при этом каждая рабочая обмотка магнитного усилителя подсоединена входом через диод внутренней обратной связи к соответствующей клемме для подключения сетевого трансформатора со средним вьшодом а выходом- к одному из выводов соответственно третьего и четвертого резисторов, вторые выводы которых соединены через последовательно соединенные пятый и шестой резисторы, подсоединенные общей точкой к среднему ВЫВОДУ сетевого трансформатора, три диода, трансформатор, имеющий одну входную обмотку, один вывод которой соединен с одной из обкладок основного конденсатора, и две выходные обмотки, седьмой,.восьмой, девятый, десятый и одиннадцатый резисторы и клеммы для подсоединения положительного и отрицательного выводов источника , Нелостатками известного устройства являются невысокая помехоустойчивость и значительная потребляемая мощность.

Цель изобретения - снижение потребляемой мощности и повышение помехоустойчивости .

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено двумя дополнительными конденсаторами и вторым трансформатором с одной входной и двумя выходными обмотками, причем третий и четвертый резисторы подсоединены вторыми выводами соответственно через первый и второй дополнительные конденсаторы к базам транзисторов, соединенным между собой через последовательно включенные седьмой и восьмой резисторы, общая точка соединения которых подключена к точке соединения пятого и шестого резисторов и через.первый диод к точке соединения эмиттеров транзисторов каждый из которых соединен с второй обкладкой,основного конденсатора и через последовательно соединенные вторую выходную обмотку первого (второго) трансформатора, девятый (десятый) резистор и второй (третий) диод с его базой, первые выводы входных обмоток обоих трансформаторов подсоединены к второй обкладке основного конденсатора, а вторые выводы входных обмоток трансформаторов подсоединены соответствеЛо к певым выводам первого и второго резисторов, вторые выводы которых подсоединены к клемме для подключени положительного вывода источника тока, соединенного через одиннадцатый резистор с эмиттерами транзисторов, а клемма для подключения отрицательного вывода источника тока подсоединена к катоду первого диода.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема транзисторного устройства формирования импульсов.

,, „.

Устройство содержит магнитный усилитель Т, две рабочие обмотки которого через выпрямительные диоды 2 и 3 подсоединены в сетевому трансформатору . Резисторы и 7,8 являются нагрузкой для рабочих обмоток магнитного усилителя 1. Резистор 6 через дифференцирующее звено, состоящее из конденсатора 9 и резистора 10, соединен с базой транзистора 11, а резистор 7 через дифференцирующее звено из конденсатора 12 и резитора 13 с базой транзистора 14. Эмиттеры транзисторов 11 и соединены с общим проводом через диод 15 и через резистор 16 с источником питания. Начала первичных обмоток импульсных трансформаторов 17 и 18 соединены вместе и через конденсатор 19 с эмиттерами транзисторов 11 и 14 а концы этих обмоток подсоединены к коллекторам этих транзисторов. Вторичная обмотка импульсного трансформатора 17 через резистор 20 и диод 21 подсоединена к базе и эмиттеру транзистора 11,а вторичная обмотка импульсного трансформатора 18 через резистор 22 и диод 23- к базе и эмиттеру транзистора 14. Источник питания подключен через резистор 24 к коллектору транзистора П, а через резистор 25- к коллектору транзистора 14.

Устройство работает следующим образом.

Магнитный усилитель 1 вырабатывает выходные импульсь, которые поочередно выделяются на нагрузочных резисторах 6 и 7. Передний фронт импульса, выделенный, например,на нагрузочном резисторе 6 проходит через дифференцирующее звено, состоящее из конденсатора 9 и резистора 10, и поступает в виде короткого остроконечного импульса на базу транзистора 11, приоткрывая его. Конденсатор 19, ранее заряженный до напряжения источника питания, начинает разряжатся через первичную обмотку импульсного трансформатора 17 и приоткрыты коллекторно-эмиттерный переход транзистора 11. В результате протекания в первичной обмотке импульсного трансформатора 17 тока разряда конденсатора 19 в его вторичной обмотке наводится ЭДС, которая вызывает протекание по цепи положительной обратной связи, состоящей из токоограничивающего резистора 20 и диода 21 тока, сильнее открывающего транзистор 11. Процесс протекает лавинообразно. В результате конденсатор 19 практически мгновенно разряжается, обеспечивая формирование на выходной обмотке импульсного трансформатора 17 мощного импульса с крутым фронтом нарастания. Диод 21 препятствует поступлению продифференцированного входного управляющего импульса на низкоомную цепь положительной обратной связи. Во время разряда конденсатора 19 через первичную обмотку импульсного трансформатора 17 во вторичной обмотке импульсного трансформатора 18 на водится ЭДС отрицательной полярности, надежно запирающая транзистор I, обусловленная тем, что в это время к первичной обмотке импульсного трансформатора 18 прикладывается практически все напряжение источника питания. После того как конденсатор 19 разрядится или насытится сердечник импульсного трансформатора, по цепи положительной обратной связи протекание тока прек ращается, и транзистор 11 начинает закрываться. Быстрому закрытию тран зистора способствует также положительное смещение на его эмиттере, созданное диодом 15 и. резистором 16. Начинается заряд конденсатора 19. Ток заряда Течет через peattcTo 2Ц, первичную обмотку импульсного трансформатора 17, а также через резистор 25 и первичную обмотку импульсного трансформатора 18 так, что в их вторичных обмотках, наводятся отрицательные ЭДС, создающие на базах транзисторов 11 и 1А дополнительное смещение. В результате этого оба транзистора надежно закры ты. В случаях появления внешних помех,например, при уменьшении напряжения источника питания диод .15 будет препятствовать перезаряду конденсатора 19, , в свою очередь, не будет вызывать протекание токов по цепям положительных обратных свя зей обоих транзисторов и соответственна не вызовет из открывание и по явление ложного импульса. При поступлении управляющего импульса на базу транзистора 1 описа ный процесс повторяется, в результате чего формируется импульс с кру тым фронтом нарастания на выходе им пульсного трансформатора 18. Применение изобретения обеспечивает существенное уменьшение потребляемой мощности (на порядок) и повышение помехоустойчивости. Формула изобретения Транзисторное устройство формиро вания импульсов, содержащее магнитный усьлитель с двумя рабочими обмотками, два транзистора соответственно с первым и вторым резисторами в коллекторной цепи и соединенными 06 вместе эмиттерами, при этом каждая рабочая обмотка магнитного усили- теля подсоединена входом через диод внутренней обратной связи к со-, ответствующей клемме для подключения сетевого трансформатора со средним выводом, а выходом - к одному из выводов соответственно третьего и четвертого резисторов, вторые выводы которых соединены через последовательно соединенные пятый и шестой резисторы, подсоединенные общей точкой к среднему выводу сетевого трансформатора, три диода, трансформатор, имеющий одну входную обмотку, один вывод которой соединен с одной из обкладок основного конденсатора, и две выходные обмотки, седьмой, восьмой, девятый., десятый и одиннадцатый резисторы и клеммы для подсоединения положительного и отрицательного выводов источника тока, отличающееся тем, что, с целью снижения потребляемой мощности, и повышения помехоустойчивости, оно снабжено двумя дополнительными конденсаторами и вторым трансформатором с одной входной и двумя выходными обмотками, причем третий и четвертый резисторы подсоединены вторыми выводами соответственно через первый и второй дополнительные конденсаторы и базам транзисторов,соединенным между собой через последовательно включенные седьмой и восьмой резисторы,общая точка соединения которых подключена к точке соединения пятого и шестого резисторов и через первый диод к точке соединения эмиттеров транзисторов, каждый из которых соединен с второй обкладкой основного конденсатора и через последовательно соединенные вторую выхрдную обмотку первого (второго) трансформатора, девятый (десятый) резистор и второй (третий) диод с его базой, пеовые выводы входных обмоток обоих тоансфооматоопв подсоединены к второй обкладке основного конденсатора, а вторые выводы входных обмоток трансформаторов подсоединены соответственно к первым выводам первого и второго резисторов,вторые выводы которых подсоединены к клемме для подключения положительного вывода источника тока, соединенного через один-, надцатый резистор с эмиттерами транзисторов, а клемма для подключения отрицательного вывода источника