Ключевой генератор

 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в мощных переключающих устройствах генераторов НЧ- и ВЧ-диапазонов, в радиопередающих, технологических и других устройствах. В ключевом генераторе за счет введения в него резистивно-емкостных цепей 3, резисторов 7, оптронов 8, выходного сумматора 6 и использования параллельно-последовательного включения ключевых каскадов 1 по питанию улучшается распределение напряжений на ключевых каскадах , а при их изменении сверх допустимых величин снимается питание с ключевых каскадов , в результате чего повышается надежность генератора. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s Н 03 .К 3/64

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ б г, (54) КЛЮЧЕВОЙ ГЕНЕРАТОР

Ос

0с

О V

Сд

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4734679/21 (22) 01.09.89 (46) 07.09.91. Бюл. Q 33 (71) Иркутское конструкторское бюро радиосвязи (72) А.А.Алексанян, В.А.Галахов, В.С.Китаев и И.В.Мирошин (53) 621.382 (088.8) (56) Справочник по полупроводниковой электронике. / Под ред. Л.П.Хантера. — М.:

Машиностроение, рис. 620.

Авторское свидетельство СССР

1Ф 1332521, кл. Н 03 К 3/02, 1985.

Я2 1676073 А1

{57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в мощных переключающих устройствах генераторов НЧи ВЧ-диапазонов, в радиопередающих, технологических и других устройствах. В ключевом генераторе за счет введения в него резистивно-емкостных цепей 3, резисторов 7, оптронов

8, выходного сумматора 6 и использования параллельно-последовательного включения ключевых каскадов 1 по питанию улучшается распределение напряжений на ключевых каскадах, а при их изменении сверх допустимых величин снимается питание с ключевых каскадов, в результате чего повышается надежность генератора. 1 ил.

1676073

2й оптранов 8; каждый В.(2k-1) из которых 35 соединен с вторым выводом резистора

7.(2k-1) первым выводом, а оптрон 8.2k — с

Изобретение относится к импульсной технике и предназначено для использования в мощных генераторах сигналов низкочастотных (НЧ) и высокочастотных (ВЧ) диапазонов в радиапередающих, технологических и других устройствах, Цель изобретения — повышение надежности при упрощении устройства.

На чертеже приведена схема предлагаемого ключевого генератора.

Предлагаемый ключевой генератор соДержит 2N (N = 2) ключевых каскадов (генераторов) 1, где N = 2, 3, ..., первые шины питания каскадов 1 (21 — 1) обьединены, фторые шины питания каскадов 1,2k также объединены, а первая шина питания каждого ключевого каскада 1.2k соединена с второй шиной питания соответствующего ключевого каскада 1.2k-1, 2N трансформаторов 2, входы которых соединены с выхоДами соответствующих ключевых каскадов

1,2 N резистивна-емкостных цепей 3, каждая из которых соединяет синфазные выходы пар ключевых каскадов 1 (2k-1) и 1.2k, сумматор 4, выход которого соединен с управляющим входом ключа 5, выходной сумматор 6, к входам которого подключены первые выходы 2k-.1 трансформаторов 2,(2k1) и вторые выходы трансформаторов 2.2k, Другие выходы которых попарно соединены, 2N резисторов 7, первые выводы которых попарно соединены с соединенными вместе шинами питания соответствующих

2k-1 и 2k ключевых каскадов 1(2k-1) и 1.2k, вторым выводом резистора 7.2k, причем

Другие выводы оптронов 8 соединены вместе, а выходы оптронов 8 соединены с входами сумматора 4, Йинэ 9 источника питания через ключ 5 соединена с первыми шинами питания ключевых каскадов 1.2k-1, в шина 10 источника питания — с вторыми ши нами кл юче вых каскадов 1.2k.

Ключевые каскады (генераторы) 1 могут быть выполнены по любым известным схемам: двухтактным, мостовым и полумастовым.

Трансформаторы 2 являются широкополосными трансформаторами с равными коэффициентами трансформации, Резистивно-емкостные цепи 3 содержат последовательно соединенные конденсаторы, имеющие малое сопротивление на рабочих частотах, и резисторы, сопротивления которых должны быть порядка номинального сопротивления нагрузки одного ключевого каскада 1.

r) 5

Сумматор 4 может быть в простейшем случае выполнен на 2N входовом элементе

ИЛИ и при необходимости содержать элемент запоминания состояния схемы ИЛИ, например, на RS-триггере, S-вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, а Rвход служит для запуска устройства, Ключ 5 может быть выполнен на транзисторе, тиристоре и другом силовом ключевом элементе, Выходной сумматор 6 выполняется по известным схемам развязывающего сумматора параллельного или последовательного типа.

Резисторы 7 в зависимости от типа оптронав 8 и требуемой точности контроля напряжения питания ключевых генераторов 1 выбираются такой величины, чтобы обеспе- чить требуемый для включения оптронов 8 ток.

Оптраны 8 могут быть как диодными, транзисторными, так и тиристорными.

Устройство работает следующим образом, В нормальных условиях благодаря соединению синфазных выходов каждой пары ключевых каскадов 1,(2k) и 1(21-1) через резистивно-емкостные цепи 3 каждый из ключевых каскадов 1 нагружен на одинаковую нагрузку и, учитывая, что через них протекает один и.тот же ток по шинам питания, напряжение источника питания делится между ними поровну (с точностью до различия в их КПД) с точностью да 2-37,. Для исключения протекания через резисторы цепей 3 постоянного тока последовательно с ними включены конденсаторы. При значительном разбросе параметров ключевых каскадов 1 одной пары через резистивна- емкостные цепи 3 протекает ток, выравнивающий амплитуды напряжений на выходах ключевых каскадов 1 (за счет повышения нагрузки генератора с большим выходным сигналом). При этом ток через оптроны

8 и запирающий сигнал на управляющем входе ключа 5 отсутствуют. В выходном сумматоре 6 производится суммирование сигналов всех N пар ключевых каскадов 1.

Очевидно, что все ключевые каскады 1 управляются синфазно внешним сигналом: меандром рабочей частоты.

Таким образом, наличие некоторого реального разброса параметров включенных каскадов 1(a заданных пределах) при любых сопротивлениях нагрузки ключевого гене-. ратора (нагрузки сумматора 6) не приводит к заметному изменению (до 3-5%) напряжения питания ключевых каскадов, вследствие чего ключ 5 остается замкнут и устройство работает, 167i:073

Составитель Л.Скобелева

Редактор Н.Лазаренко Техред М.Моргентал Корректор О.Кравцова

Заказ 3013 Тираж " Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

При выходе одного из ключевых каскадов 1 из строя (обычно короткое замыкание в его силовых элементах, значительно реже обрыв) напряжение на этом генераторе 1 быстро падает, что приводит к протеканию 5 значительного тока через один из оптронов

8, который включается и через сумматор 4 выключает ключ 5. В результате этого ключевые каскады 1 устройства обесточиваются и сохраняются исправными. Причем, заре- 10 гистрировав включившийся Оптрон, можно определить неисправный ключевой каскад

Таким образом, в предлагаемом устройстве исключаются ложные выключения клю- 15 чевых каскадов и улучшена распределение напряжений между ключевыми каскадами, что обеспечивает повышение надежности ключевого генератора в целом. Дополнительно, за счет исключения третьей обмотки 20 в широкополосных трансформаторах предлагаемое устройство упрощено, Кроме того, благодаря параллельно-последовательному включению ключевых каскадов в предлагаемом устройстве возможно достижение луч- 25 шего согласования устройства с сетью питания при оптимальном числе ключевых каскадов, что также повышает надежность и упрощает устройство.

Формула изобретения

Ключевой генератор, содержащий 2N, где N = 2, 3, 4, ..., синфазно управляемых ключевых каскадов, причем первая шина питания каждого 2k ключевого каскада сое- 35 динена с второй шиной питания 2И ключевого каскада, где k = 1, 2, ..., N, а выходы каждого из 2N ключевых каскадов соединены с входами соответствующего одного из.

2N трансформаторов, причем первый выход каждого 2k трансформатора соединен с вторым выходом каждого 2k-1 трансформатора, первая шина питания первого ключевого каскада соединена с первой шиной источника питания через ключ, а вторая шина питания

2N ключевого каскада соединена с второй шиной источника питания, сумматор, о т л и- . ч а ю шийся тем, что, с целью повьчшения надежности при упрощении ключевого генератора, введены 2N резистивно-емкост- . ных цепей, которые соединяют выходы каждого 2k-1 ключевого каскада с одноименными выходами каждого 2k ключевого каскада, 2N резисторов, 2k-1 и 2k из которых подключены попарно первыми выводами к точке соединения первых шин питания 2k-1 и вторых шин питания 2k ключевых каскадов, а также выходной сумматор, входы которого соединены с первыми выходами 2k-1 и вторыми выходами 2k трансформаторов, 2N оптронов, каждый 2k-1 из которых соединен с вторым выводом 2k-1 резистора первым входом, à 2k — с вторым выводом 2k резистора вторым входом, причем вторые входы 2k-1 и первые входы 2k оптронов соединены между собой, а выходы оптронов соединены с входами сумматора, выход которого соединен с управляющим входом ключа, причем первые шины питания 2k-1 ключевых каскадов и вторые шины питания

2k ключевых каскадов объединены между собой соответственно, выход выходного сумматора является выходом ключевого генератора.