Импульсный модулятор

Импульсный модулятор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

е тбкт е

ОП ИСАН

ИЗОБРЕТЕ

К АВТОРСКОМУ СВИДИТ

Союз Советских

Социалистииеских

Республик 657602 (61) Дополнительное к авт. свил (22} Заявлено 30.12.76 (21) 24353

1) М. Кл, с присоединением заявки №вЂ”

Н 03 К 7/02

Государственный комитет

СССР оо делаи изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 15.04.79, Бю

Дата опубликования описа

) УДК 621.376 (088.8) (72) Авторы изобретения

Г. Е. Редькин и Л. И. Шумаков (71) Заявитель (54) ИМПУЛЬСНЫЙ МОДУЛЯТОР

Изобретение относится к импульсной технике, в частности к импульсным модуляторам с резонансным зарядом емкостного накопителя энергии, и может быть использовано в импульсных системах различного назначения.

Известен импульсный модулятор с ослаблением пульсаций зарядного напряжения накопителя энергии, вызванных пульсациями напряжения источника питания, содержащий Источник питания, зарядное устройство, состоящее, например, из зарядных дросселя и вентиля, соединенных последовательно, накопитель энергии, коммутирующий элемент и нагрузку. Накопитель энергии периодически заряжается от источника питания и разряжается на нагрузку через коммутирующий элемент (1).

Недостатком известного модулятора является узкий диапазон частот, ослабляемых пульсаций и наличие перенапряжений.

Известен также импульсный модулятор, содержащий источник питания, первый вывод которого через последовательно включенные зарядный дроссель, зарядный вентиль и накопитель энергии соединен с первым выводом нагрузки, второй вывод которой соединен со вторым выводом источника питания, параллельно накопителю энергии и нагрузке включен коммутирующий элемент, его управляющий вход соедини с выходом генератора импульсов запуска (2), Недостатком известного устройства являются узкий диапазон частот ослабляемых пульсаций и наличие перенапряжений.

С целью расширения диапазона частот ослабляемых пульсаций и устранения перенапряжений в импульсном модуляторе, содержащем источник питания, первый вывод которого через после довательно включенные зарядный дроссель, зарядный вентиль и накопитель энергий соединен с первым выводом нагрузки, второй вывод которой соединен со вторым выводом источника питания, параллельно накопителю энергии Е5 нагрузке включен коммутирующий элемент, управляющий вход которого соединен с выходом генератора импульсов запуска, точка соединения зарядного дросселя и зарядного вентиля соединена с вторым выводом ис очника питания через дополнительно введенную цепь, остоящую из послеповательно включенных блокирлзщего

65 вентиля и конденсатора, параллельно которому в ключен резистор.

На чертеже изображена схема предлагаемого импульсного модулятора, Предлагаемый импульсный модулятор состоит из источника питаний 1, к положительному полюсу которого подключены зарядный дроссель

2, зарядный вентиль 3, соединенные последовательно. Параллельно накопителю энергии 4 и нагрузке 5 подключен коммутирующий элемент

6, управляющий вход которого соединен с генератором 7 импульсов запуска, причем точка соединения нагрузки 5 с коммутирующим элементом 6 подключена к отрицательному полюсу источника питания 1, Точка соединения зарядного дросселя 2 с зарядным вентилем 3 соединена с анодом вентиля 8, катод которого соединен с отрицательным полюсом источника питания 1 через дополнительный накопитель энергии — конденсатор 9, зашунтированпый резистором 10, Импульсный модулятор работает следующим образом.

При включении источника питания 1 íà его выходе появляется выпрямленное напряжение с пульсациями„обусловленными переменным напряжением сети. Под действием выпрямленлого напряжения начинается одновременный заряд емкостного накопителя энергии 4 через зарядный дроссель 2, зарядный вентиль 3, нагрузку 5„а также конденсатора 9 — через зарядный дроссель

2 и,блокирующий вентиль 8. 8 результате резонансного характера заряда накопителя энергии 4 и конденсатора 9 конечное напряжение на них . близко к удвоенному напря>кению источника питания !. Зарядный вентиль 3 и отсекающий вентиль.8 придают зарядным цепям за счет.односторонней проводимости нелинейный характер, в результате чего на накопителе энергии 4 и конденсаторе 9 фиксируются максимальные, равные по величине напряжения, при этом зарядный вен тгшь 3 и блокирующий вентиль 8 запираются.

В момент включения коммутирунлцего элемента 6 импульсом от генератора 7 импульсов запуска накопитель энергии 4 разряжается на нагрузку 5 и вновь начинает заряжаться от источни ка питания, 1 через зарядный дрссель 2, зарядный вентиль 3 и ни.рузку 5. В это время блокирующий вентиль 8 запирается и конденсатор 9 медленно разряжается через резистбр 1Î, в качестве которого может быть использована другая подобная цепь разряда конденсатора.

Когда напряжение иа накопителе энергии 4 становится равным напряжению на конденсаторе

9, блокирующий вентиль 8 открывается и далее накопитель энергии 4 и конденсатор 9 заряжают ся одновременно до максимального напряжения, которое вновь фиксируется зарядным вентилем 3 и отсекающим вентилем 8, Затем коммути76Ог 4 рующий элемент 6 исключается и процессы в импульсном модуляторе повторяются, Емкость конденсатора 9 превышает емкость накопителя энергии 4, а постоянная времени разря5 да конденсатора 9 такова, что отпирание блокирующего вентиля 8 происходит почти перед окон чанием заряда накопителя энергии 4.

Введение в нелинейную цепь заряда накопителя энергии 4 нелинейной цепи с конденсатором

1о 9 позволяет расширить диапазон ослабляемых частот пульсаций и устранить перенапряжения в модуляторе при переходных процессах.

Поскольку пульсации зарядного напряжения на накопителе энергии 4, обусловленные пульса15 циями напряжения источника питания 1, определяются интегральным эффектом в контуре заряда накопителя энергии 4, то фильтрация напряжения пульсаций в течение всего времени эарядного цикла не является необходимой. После отли2о рания блокирующего вентиля 8 в зарядный контур накопителя энергии 4 на короткое время вводится конденсатор 9 большой емкости, при этом фильтрующие свойства зарядного контура резко улучшаются, а избирательность его по час-25 тотам пульсаций падает, что приводит к ослаблению пульсаций зарядного напря>кения íà EIRIcoIIHтеле энергии 4;: в расширенном диапазоне час тот пульсаций. За счет включения нелинейной цепи с конденсатором 9 в нелинейную цепь заряЗц да накопителя энергии 4 выигрыш ь ослаблении пульсаций получается больше, чем в случае„кргда емкость накопителя энергии 4 больше первоначальной своей величины на величину емкости конденсатора 9. Следовательно, достигнутый реэуль35 тат в части ослабления пульсаций превышает суммарный эффект, получаемый от увеличения емкости в зарядном контуре на величину емкости конденсатора 9.

Допустим, что при включенном источнике питания 1 на коммутирующий элемент 6 некоторое время не поступают импульсы запуска, при этом конденсатор 9 и накопитель энергии 4 разряжаются до напряжения холостого хода источника питания 1. Затем при возобновлении за45 пуска коммутирующего элемента 6 источник питания 1 нагружается, что сопровождается появлением переходных процессов в импульсном модуляторе, приводящих к повышению напряжения на выхоДе источника питания 1, обыно в 1,1—

56 1,4 раза. Поскольку емкость конденсатора 9 много больше емкости накопителя энергии 4, а конденсатор 9 заряжается только до напряжения холостого хода источника питания 1, то большая часть избыточной энергии источника питания 1 5 в процессе работы модулятора поступает в конденсатор 9, напряжение на которбм медленно повышается, не цревышая удвоенного номинального напряжения источника питания. Следова7602

5 65 тельно, и напряжение на элементах модулятора остается в пределах прежних номинальных значений, Для повышения устойчивости работы импульсного модулятора в моменты заряда конденсатора

9, разряженного до напряжения, меньшего, чем установившееся напряжение на нем, в модуляторе может быть предусмотрен предварительный .заряд конденсатора 9 через вентиль непосредственно от источника питания 1 и принудительное или автоматическое блокирование запуска коммутирующего элемента на это время.

Составитель 1. Кутннй

Редактор Т. Янова "ехред З.Чужик Корректор П.Муека

Эаказ 1822/57 "а" Тираж 1059 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открьпий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб,, д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. ужгород, ул. Проектная., а

Формула изобретения

Импульсный модулятор, содержаший исто ппп< питания, первый вывод которого через последовательно включенные зарядный дроссель, зарядный вентиль и накопитель эне1»яи соединен с пер вым выводом нагрузки, второй вывод которой соединен со вторым выводом источника питания, параллельно накопителю энергии и нагрузке включен коммутирующий элемент, управляющий вход которого соединен с выходом генератора импульсов запуска, отличающийся тем, что, с целью рас»шрения диапазона частот, ослабляемых пульсаций и устранения перенапряжений, точка соединения зарядного дросселя и

10 зарядного вентиля соединена со вторым выводом источника питания через дополнительно вчеденную цепь, состоящую из последовательно включетшых блокирующего вентиля и конденсатора., параллельно которому включен резистор. тЗ Источники информации, принятые во в»нмание при экспертизе

1. Патент ФРГ O 1245417. кл. 21 а 36/06, 1970.

2. Авторское свидетельство N" 47Я35, 2Î кл H ОЗ К 7/02 1а7