SU1647883A1 - Keyed generator - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к радиотехнике и мбжетбыть использовано в качестве высокоэффективного генератора большой и средней мощности в радиопередающих устройствах , преобразовател х напр жени  и т.д Цель изобретени  - повышение надежности ключевого генератора при повышении КПД Генератор содержит возбудитель 1, ключевые элементы 2 1-24, конденсаторы 3-6 и выходной трансформатор 7. Введение резистора 8 позвол ет за счет высокой точности выравнивани  напр жений питани  ключевых каскадов получить максимально возможную выходную мощность при одновременном повышении КПД за счет уменьшени  потерь на переключение 1 ил Шина питани The invention relates to radio engineering and can be used as a high-performance generator of high and medium power in radio transmitting devices, voltage converters, etc. The purpose of the invention is to increase the reliability of a key generator while increasing efficiency. The generator contains a pathogen 1, key elements 2 1-24, capacitors 3-6 and the output transformer 7. The introduction of resistor 8 allows, due to the high accuracy of the equalization of the supply voltage of the key stages, to obtain the maximum possible output power while increasing efficiency by reducing switching losses 1 silt Power bus

Description

оabout

ЈьЈ

чh

00 00 0000 00 00

Изобретение относитс  к радиотехнике и может быть использовано в качестве высокоэффективного генератора большой или средней мощности в радиопередающих устройствах , преобразовател х напр жени  и т.п.The invention relates to radio engineering and can be used as a highly efficient high or medium power generator in radio transmitters, voltage converters, and the like.

Цель изобретени  - повышение надежности ключевого генератора при повышении КПД.The purpose of the invention is to increase the reliability of the key generator with increased efficiency.

На чертеже приведена схема ключевого генератора.The drawing shows a diagram of a key generator.

Генератор содержит возбудитель 1, четыре ключевых элемента 2.1-2.4, содержащих один управл ющий и два силовых электрода, четыре конденсатора 3-6, выходной трансформатор 7 и резистор 8. Пр мой выход возбудител  1 подключен к управл ющим электродам ключевых элементов 2.1 и 2.4, а его инверсный выход - к управл ющим электродам ключевых элементов 2.2 и 2.3. Первый силовой вывод ключевого элемента 2.1 подключен к шине питани  и к первому выводу конденсатора 3, второй вывод которого подключен к второму и первому силовым выводам ключевых элементов 2,2 и 2.3 соответственно, к первому выводу резистора 8 и первому выводу конденсатора 4. Второй вывод последнего подключен к общей шине и к второму силовому выводу ключевого элемента 2.4. Второй силовой вывод ключевого элемента 2,1 подключен к первому силовому выводу ключевого элемента 2.2 и к первому выводу кон- денсатора 5, второй вывод которого подключен к первому выводу первичной обмотки выходного трансформатора 7. Второй вывод ключевого элемента 2.3 подключен к первому силовому выводу ключевого элемента 2.4 и к первому выводу конденсатора 6, второй вывод которого подключен к второму выводу первичной обмотки выходного трансформатора 7, средн   точка которой подключена к второму выводу резистора 8.The generator contains a driver 1, four key elements 2.1-2.4 containing one control and two power electrodes, four capacitors 3-6, an output transformer 7 and a resistor 8. The direct output of the exciter 1 is connected to the control electrodes of key elements 2.1 and 2.4, and its inverse output is directed to control electrodes of key elements 2.2 and 2.3. The first power lead of the key element 2.1 is connected to the power bus and to the first lead of the capacitor 3, the second lead of which is connected to the second and first power lead of the key elements 2.2 and 2.3, respectively, to the first lead of the resistor 8 and the first lead of the capacitor 4. The second lead of the last connected to the common bus and to the second power output of the key element 2.4. The second power output of the key element 2.1 is connected to the first power output of the key element 2.2 and to the first output of the capacitor 5, the second output of which is connected to the first output of the primary winding of the output transformer 7. The second output of the key element 2.3 is connected to the first power output of the key element 2.4 and to the first pin of the capacitor 6, the second pin of which is connected to the second pin of the primary winding of the output transformer 7, the midpoint of which is connected to the second pin of the resistor 8.

Возбудитель 1 ключевого генератора должен обеспечивать на выходах два противофазных сигнала типа меандр и может быть выполнен в виде ключевого усилител  (генератора) с трансформаторным выходом. Дл  улучшени  формы выходного сигнала возбудитель желательно выполн ть по двухтактной схеме.The causative agent 1 of the key generator must provide at the outputs two antiphase signals such as a square wave and can be made in the form of a key amplifier (generator) with a transformer output. To improve the shape of the output signal, the exciter is desirably performed in a push-pull pattern.

В качестве ключевых элементов 2,1-2.4 могут быть использованы бипол рные или полевые транзисторы. При этом вывод базы (затвора)  вл етс  управл ющим электродом , а коллектор и эмиттер (сток и исток) - силовыми электродами. К силовым электродам должны быть подключены обратные диоды дл  обеспечени  работоспособностиBipolar or field effect transistors can be used as key elements 2.1-2.4. In this case, the base (gate) terminal is the control electrode, and the collector and emitter (drain and source) are power electrodes. Reverse diodes must be connected to the power electrodes to ensure operability.

ключевого элемента при инверсных токах (например, в случае расстройки нагрузки резонансного типа).key element with inverse currents (for example, in the case of a detuning of the load of the resonant type).

Емкость конденсаторов 5 и 6 должнаCapacity of capacitors 5 and 6 should

быть такой, чтобы их сопротивление на минимальной рабочей частоте было существенно меньше сопротивлени  нагрузки, пересчитанного в первичную обмотку выходного трансформатора 7.be such that their resistance at the minimum operating frequency is significantly less than the load resistance converted to the primary winding of the output transformer 7.

Емкость конденсаторов 3 и 4 выбираетс  исход  из допустимых пульсаций напр жени  питани  при заданной выходной мощности генератора и минимальной рабочей частоте. Она может быть оценена поThe capacitance of the capacitors 3 and 4 is selected based on the permissible ripple of the supply voltage at a given output power of the generator and the minimum operating frequency. It can be assessed by

формуле Ли PH/2EfC, где Рн- мощность в нагрузке; Е - напр жение источника питани ; С - емкость конденсаторов 3 и 4 (обща ); f - минимальна  рабоча  частота генератора.Li formula PH / 2EfC, where PH is the power in the load; E is the power supply voltage; C is the capacitance of capacitors 3 and 4 (total); f - minimum operating frequency of the generator.

Выходной трансформатор 7 не имеетOutput transformer 7 does not have

конструктивных особенностей. Полоса его рабочих частот определ етс  соответствующей полосой генератора, а коэффициент трансформации - требуемой величиной выходной мощностиdesign features. The bandwidth of its operating frequencies is determined by the corresponding generator band, and the transformation ratio, by the required output power.

Сопротивление R резистора 8 может быть более чем на пор док превышать сопротивление нагрузки, пересчитанное в первичную обмотку трансформатора.The resistance R of the resistor 8 can be more than an order of magnitude greater than the load resistance converted to the primary winding of the transformer.

Генератор работает следующим образом .The generator works as follows.

При отпирании ключевых элементов 2.1 и 2.4 ток от источника питани  протекает через ключевой элемент 2.1. конденсатор 5,When unlocking the key elements 2.1 and 2.4, the current from the power source flows through the key element 2.1. capacitor 5,

первичную обмотку трансформатора 7, конденсатор б и открытый ключевой элемент 2,4. При этом напр жение на конденсаторах 5 и б примерно равно половине напр жени  источника питани  (с точностью до различи transformer primary winding 7, capacitor b and open key element 2.4. In this case, the voltage on the capacitors 5 and b is approximately equal to half the voltage of the power source (up to the difference

в остаточных напр жени х на ключевых элементах ). При отпирании ключевых элементов 2.2 и 2.3 функции источника питани  выполн ют конденсаторы 5 и 6, обуславливающие протекание тока в обратном направлении через первичную обмотку трансформатора 7.residual stresses at key elements). When unlocking the key elements 2.2 and 2.3, the functions of the power source are performed by capacitors 5 and 6, causing current to flow in the opposite direction through the primary winding of the transformer 7.

При различии напр жений на конденсаторах 5 и 6 через резистор 8 течет выравнивающий ток 2Д«Е/Р(при напр жени хWhen the voltage across the capacitors 5 and 6 is different, through the resistor 8 flows the equalizing current 2D «E / P (at voltages

на конденсаторах 5 и 6 соответственно Us Е + Д Е, Уб Е - А Е). В случае отсутстви  резистора 8 напр жение питани  генератора делитс  произвольным образом между каскадами, устройство находитс  вon capacitors 5 and 6, respectively, Us Е + Д Е, УБ Е - А Е). In the absence of a resistor 8, the generator supply voltage is arbitrarily divided between the stages, the device is in

равновесии Поэтому достаточно любого по величине резистора 8, чтобы в конце концов напр жение между каскадами делилось поровну (реально в соответствии с распределением напр жений на конденсаторах 3 и 4),equilibrium Therefore, it is enough to have any largest resistor 8, so that in the end the voltage between the cascades is divided equally (in fact, in accordance with the voltage distribution on capacitors 3 and 4),

Дл  уменьшени  времени установлени  равномерного распределени  напр жений необходимо уменьшить величину резистора 8. Реально напр жение между каскадами делитс  с точностью до разности между ос- таточными напр жени ми на ключевых элементах . Поскольку ключевые генераторы имеют высокий КПД, то остаточные напр жени  составл ют 5... 10% от напр жени  питани . Разность между ними обычно не превышает 3... 5% от напр жени  питани . Таким образом напр жение между каскадами делитс  с точностью до 3... 5%.In order to reduce the time of establishing the uniform distribution of voltages, it is necessary to reduce the value of the resistor 8. Actually, the voltage between the stages is divided to the difference between the residual voltages on the key elements. Since the key generators have high efficiency, the residual voltage is 5 ... 10% of the supply voltage. The difference between them usually does not exceed 3 ... 5% of the supply voltage. Thus, the voltage between the cascades is divided to an accuracy of 3 ... 5%.

Высока  точность выравнивани  напр жений питани  ключевых каскадов пред- латаемого ключевого генератора позвол ет максимально использовать транзисторы по напр жению и тем самым, получить максимально возможную выходную мощность при одновременном повышении КПД за счет уменьшени  потерь на переключени The high leveling accuracy of the power supply voltage of the key stages of the proposed key generator allows the maximum use of transistors for voltage and thereby obtain the maximum possible output power while increasing efficiency by reducing switching losses

Claims (1)

Формула изобретени  Ключевой генератор, содержащий возбудитель , пр мой выход которого соединен с управл ющим электродом первого ключевого элемента, а инверсный выход - с управл ющим электродом второго ключевого элемента, первый вывод первого конденсатора соединен с первым силовым выводом Claims of Invention The key generator containing the exciter, the direct output of which is connected to the control electrode of the first key element and the inverse output to the control electrode of the second key element, the first terminal of the first capacitor is connected to the first power terminal первого ключевого элемента и с шиной питани , второй вывод - с вторым и первым силовыми выводами второго и третьего ключевых элементов и с первым выводом второго конденсатора, второй вывод которого соединен с вторым силовым выводом четвертого ключевого элемента и с общей шиной , первый вывод третьего конденсатора соединен с вторым и первым силовыми выводами первого и второго ключевых элементов , а его второй вывод- с первым выводом первичной обмотки выходного трансформатора , второй силовой вывод третьего ключевого элемента соединен с первым силовым выводом четвертого ключевого элемента и первым выводом четвертого конденсатора, отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности при повышении КПД, в него введен резистор, первый вывод которого соединен с первым силовым выводом третьего ключевого элемента, а второй вывод - со средней точкой первичной обмотки выходного трансформатора, второй вывод которой соединен с вторым выводом четвертого конденсатора, причем пр мой выход возбудител  соединен с управл ющим электродом четвертого ключевого элемента, а его инверсный выход - с управл ющим электродом третьего ключевого элемента.the first key element and the power bus; the second output — with the second and first power terminals of the second and third key elements; and the first output of the second capacitor, the second output of which is connected to the second power output of the fourth key element and the common bus; with the second and first power outputs of the first and second key elements, and its second output, with the first output of the primary winding of the output transformer, the second power output of the third key element is connected to the first power output of the fourth key element and the first output of the fourth capacitor, characterized in that, in order to increase reliability with increasing efficiency, a resistor is inserted into it, the first output of which is connected to the first power output of the third key element, and the second output to the midpoint of the primary winding of the output transformer, the second terminal of which is connected to the second output of the fourth capacitor, and the direct output of the driver is connected to the control electrode of the fourth key element, and its inverse the output is with the control electrode of the third key element.