Широтно-импульсный модулятор постоянного тока

Широтно-импульсный модулятор постоянного тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е (.!1 5I9829

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 10.02.75 (21) 2103835/07 (51) М. Кл. - Н 02М 3/325

Н 02М 1/08

Н ОЗК 1/18 с присоединением заявки №

Сонета Министров СССР по делам изобретений н открытий (53) УДК 621.314.58 (088.8) Опуоликовано 30.06.76. Бюллетень № 24

Дата опуоликования описания 20.07.76 (72) Авторы изобретения

Ю. И. Драбович, H. С. Комаров и В. В. Ярош

Институт электродинамики АН Украинской ССР (71) Заявитель (54) ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНЫЙ МОДУЛЯТОР ПОСТОЯННОГО

ТОКА

ГосУдаРственный комитет (23) 11р нори ет

Изобретение относится к вторичным источникам питания в системах электропривода и автоматики и может быть использовано в качестве устройства управления инверторами, стабилизаторами, импульсными регуляторами ит. п.

Для управления силовыми транзисторами или тиристорами ключевых схем инверторов, стабилизаторов и регуляторов используются широтно-импульсные модуляторы, преобразующие управляющий сигнал постоянного напряжения в прямоугольные импульсы, относительная ширина которых пропорциональна вели ине этого сигнала.

Известные широтно-импульсные модуляторы (1, 2) выполняют, например, в виде задающего автогенератора прямоугольных импульсов и связанного с ним через блок управления дополнительного ключевого усилителя, причем вторичные обмотки выходных трансформаторов автогенератора и усилителя нагружены на выпрямитель и соединены последовательно между выходными зажимами модулятора (1). Блок управления обычно представляет магнитный усилитель, обеспечивающий фазовый сдвиг между напряжением автогенератора и усилителя.

Недостатком такого модулятора является низкое быстродействие по цепи управления.

Другие широтно-импульсные модуляторы, использующие в блоке управления фазосдвигающие 1С-цепочки (3) имеют высокое быстродействие, но обладают малой выходной мощностью и низким коэффициентом усиления. Цель изобретения — повысить быстродействие модулятора при высоком коэффициенте усиления и значительной выходной мощности.

Эта цель достигается тем, что блок управления выполнен в виде суммирующего порого10 ного усилителя, один вход которого соединен с ilpHB.!H!oùèì зажимом модулятора, а другой вход с выходом задающего генератора через интегрирующую КС-цепочку, задающий автогенсратор выполнен по мостовой схеме, а

15 дополнительный усилитель по полумостовой схеме, выходные трансформаторы включены между выходными зажимами моста н полумоста, тр анзисторы которого упр авляются с выхода задающего автогенератора через ключ

20 переменного тока, цепь управления которого соединена с выходом суммирующего усилителя.

Схема предложенного устройства показана на фиг. 1; на фиг. 2 — диаграммы изменения

25 во времени напряжения в характерных точках схемы.

Модулятор состоит из задающего автогенератора, выполненного на транзисторах 1 — 4 по мостовой схеме, суммирующего порогового

30 усплителя 5, 1 С-цепочки 6, двух ключей псременного тока (транзистор 7 и диодный мостик 8, транзистор 9 и диодный мостик 10), трансформатора управления 11, дополнительного полумостового усилителя на транзисторах 12, 13, выходных трансформаторов 14, 15 и выпрямителей на диодах 16 — 19.

Устройство работает следующим образом.

От задающего автогенератора поступают сигналы напряжения прямоугольной формы

U> и U (фиг. 2). Один из сигналов, в данном случае U> поступает через регистр 20 и конденсатор 21 интегрирующей RC-цепочки на вход усилителя 5. Это приводит к возникновению на конденсаторе импульсов опорного напряжения треугольной формы U<„„,.

Величина порога срабатывания усилителя задается величиной входного напряжения модулятора U„,-, поступающего на второй вход порогового усилителя. В зависимости от величины порога срабатывания на выходе порогового усилителя возникают модулированные по длительности импульсы напряжения UMoä, отпирающие один или другой ключ переменного тока. Если же отперт ключ на транзисторе 7 и,диодном мостике 8, то обмотка 22 транзистора задающего генератора подключается согласно к обмотке 23 трансформатора 11. При этом напряжение в точке Uc полностью повторяет напря>кение U .

Если же отперт ключ на транзисторе 9 и диодном мостике 10, то обмотка 24 трансформатора задающего генератора подключается встречно к обмотке 25 трансформатора 11 при этом напряжение Uc полностью повторяет напряжение U . При попеременном включении транзисторов 7, 9 выходным напряжением порогового усилителя получаем напряжение Uc, совпадающее на одном из отрезков времени с напряжением U, а на другом с напряжением U . Вычитание напряжений Un, Uc u

U>, Uc приводит к появлению симметричного напряжения на первичных обмотках выходных трансформаторов 14, 15, в котором отсутствует постоянная составляющая. После выпрямления напряжений U

U„,,„,, модулированное по ширине импульсов, имеющее неизменную амплитуду.

Предложенный модулятор по сравнению со схемами на магнитных усилителях и насыщающихся дросселях имеет повышенное быстродействие, связанное с отсутствием инер5 ционных элементов. В то же время наличие выходных трансформаторов позволяет получить высокий коэффициент усиления по току и избежать значительных потерь мощности на балластных элементах. Важным преимущест10 вом данной схемы является также гальваническая развязка выходной цепи, так как практически все элементы схемы работают в ре>киме переключения, схема имеет высокий к. п. д.

Формула изобретения

Широтно-импульсный модулятор постоянного тока, имеющий управляющий вход и со20 держащий задающий автогенератор, выполненный по мостовой схеме, подключенный через блок управления к усилителю, выполненному по полумостовой схеме на транзисторах и связанному с трансформаторами, вторичные

25 обмотки которых через согласно-последовательно включенные выпрямители соединены с выходными зажимами, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, указанный блок управления выполнен в виде

30 суммирующего порогового усилителя, один вход которого соединен с управляющим входом модулятора, а другой через интегрирующую RC-цепочку с выходом задающего автогенератора, к которому подключены согласно35 последовательно включенные первичные обмотки указанных трансформаторов, соединенные с выходом усилителя, причем входная цепь каждого из транзисторов полумоста соединена с выходом задающего автогенерато40 ра через ключ переменного тока, цепь управления которого подключена к выходу суммирующего порогового усилителя.

Источники информации, принятые во внима45 нпс при экспертизе: (1) Авт. св. № 131791, кл. Н ОЗК 7/08 1960. (2) Патент США ¹ 3031629 кл. 331-113, 1962. (3) Сб. «Электронная техника в автомати50 ке» 1973, вып. 4, стр. 91.

Составитель В. Моин

Техред Е. Подурушина

Корректор H. Аук

Редактор В, Девятов

Заказ 1513/13 Изд. № 1431 Тираж 882 Подписное

ЦНИИГ!И Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )K-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2