Широтно-импульсный модулятор Советский патент 1983 года по МПК H03K7/08 

Изобретение относится к преобразовательной технике и может Сыть использовано в схемах регулятора постоянного напряжения и тока.

Известен широтно-импульсный модулятор, содержащий два силовых транзистора, два управляющих транзистора, трансформатор тока, с силовыми и управляющими обмотками, нагрузку, в;vлючeннyю между выходной клеммой и общей шиной С 1Недостатком известного модулятор является низкая надежность.

Известен также ширртно-импульсный модулятор, содержащий два силовых транзистора, коллекторы которых объединены и подключены к первой выходной клемме, а эмиттеры через соответствующие силовые обмотки трансфор матора тока подключены к-второй выходной клемме и .через управляющие обмотки - к базам, два управляющих транзистора, базы которых подключены к входным клеммам, а эмиттеры объединены, нагрузку, которая включена между одной из выходных клемм и общей шиной 2

Недостатком известного модулятора является сложность устройства, обусловленная наличием развязывающих диодов и «аличием большого числ обмоток в трансформаторе тока.

Цель изобретения - упрощение устройства..

Поставленная цель достигается тем, что в широтно-импульсннй модулятор, содержащий два силовых транзистора, коллекторы которых объединены и подключены к первоЯ выходной клемме, а эмиттеры через соответствющие силовые обмотки трансформатора тока подключены к второй выходной клемме и через управляющие обмотки к базам, два управляющих транзистора, базы которых подключены к входным клеммам, а эмиттеры объединены, нагрузку, которая включена межд одной.из выходных клемм и общей шиной, введен токоограничив ющий элемент, который включен между общей шиной и эмиттерами управляющих транзисторов, коллекторы которых соединены с базами соответствующих силовых транзисторов.

На фиг. 1 прив1едёна схема предлагаемого широтно-импульсного модулятора; на фиг. 2 - временные диаграммы.

Устройство содержит трансформато 1 тока, силовые транзисторы 2 и 3, силовые обмотки 4 и 5 трансформатор тока, нагрузку 6, управляющие обмотки 7 и 8 трансформатора тока, управля1(адие транзисторы 9 и 10, первичную обмотку 11 трансформатора 12, выполняющего функции токоограничивающего элемента, вторичную обмотку 13 трансформатора 12, диод 14-, входные клеммы 15 и 16, выходную клемму 17.

В широтно-импульсном модуляторе коллекторы силовых транзисторов 2 и 3 подключены к выходной клемме, служащей одновременно для подключения плюсовой шины питания tUp, эмиттеры транзисторов 2 и 3 через силовые обмотки 4 и 5 трансформатора 1 тока подключены к выходной клемле 17, которая через нагрузку 6 связана с общей шиной, управляющие обмотки 7 и 8 шунтируют переходы база-эмиттер транзисторов 2 и 3, базы управляющих транзисторов 9 и 10 подключены к входным клеммам 15 и 16 соответственно. Токоограничивающий элемент в виде первичной обмотки 11 трансформатора 12 включен между эмиттерами управляющих транзисторов 9 и 10 и общей шиной.

Вторичная обмотка 13 трансформатора 12 .через развязывающий диод 14 соединена с положительной шиной питания.

Токоограничивающий элемент может быть выполнен в виде обычного резистора, включенного вместо первичной обмотки 11 импульсного трансформатора 12.

К базам транзисторов 9 и 10 подключены входные клеммы 15 и 16, к которым подключается блок управления. На фиг. 2 показаны диаграммы напряжений на клеммах 15 и 16, а |также диаграмма тока в нагрузке 6.

Схема работает следующим образом.

В момент на базу транзистора 9 подается положительный импульс напряжения, в результате через базу транзистора 9 протекает ток, который разветвляется в этом транзисторе. Одна часть протекает в цепи: база-эмиттер транзистора 9, первичная обмотка трансформатора 12 общая шина источника питания. Другая часть протекая по цепи: база-коллектор транзистора 9, обмотка 7, обмоТка 4 трансформаТора 1, нагрузка 6, общая шина. Наводит ЭДС в.обмотках трансформатора 1 тока, такой.полярности, что открывается силовой транзистор 2, а силовой транзистор 3 остается закгитым. По цепи: плюс источника питания, переход коллектор-эмиттер транзистора 2, обмотка 4, нагрузка б,, минус источника питания, протекает силовой ток, величина .которого определяется сопротивлением нагрузки 6.

Этот ток наводит в обмотках транформатора 1 ЭДС такой полярности, что транзистор 2 поддерживается в открытом состоянии, а транзистор 3 остается закрытым.

В момент 12 .положительный импуль напряжения управления может заканчиваться, но состояние схемы не изменяется. Импульс управления может быть продолжен и до момента tj и наг рузка 6 будет подключена к источнику питания. В момент t3 на базы транзисторов 9и 10 будут поданы положительные импульсы (фиг. 2), транзисторы 9 и 10открываются. При этом из контура обмотка 7, переход эмиттер-база TjiaH зистора 2 происходит отвод части базового тока по цепи: коллектор-эмиттер транзистора 9, обмотка 11 трансформатора 12. Ток.базы транзистора 2 сначала уменьшается до нуля, а потом протекает в обратном направлении, и, транзистор 2 запирается. Транзистор 3 не открывается, так как транзистор 10 находится в откры том состоянии. Нагрузка 6 отключена от источника питания в течение времени tj- 4 Л когда открыты оба транзисторы 9 и 10. В этом состоянии схема находится до момента t В этот момент t сИг ндл с базы транзистора 9 снимается, а на базе транзистора 10 остается. Транзистор 10 остается открытым и процесс включения силового транзистора 3 аналогичен описанному процессу включения транзистора 2. Нагрузка 6 подключается к источнику питания в моменты, когда один из транзисторов: 9 или ДО - открыт, а другой - заперт. Изменяя длительность включенного состояния транзисторов 9 и 10, можно регулировать время, в течение ко торого нагрузка б подключена к источнику питания. Предлагаемое устройство имеет более простую схему по сравнению с прототипом. Совмещение функций включения и выключения ключа на управляющих транзисторах 9 и 10 позволяет упростить многовитковую управляющую обмотку 3, что приводит к упрощению конструкции и уменьшению габаритов трансформатора тока. .Применение импульсного трансформатора 12 (фиг. 1) позволяет Повышать КПД устройства, так как ток, протекающий в обмотке 11, трансформируется в обмотку 13 и через диод 14 поступает обратно в источник питания.

ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНЫЙ МОДУЛЯТОР, содержащий два силовых транзистора, коллекторы которых объединены и подключены к первой выходной клемме, а эмиттеры через соответствующие силовые обмотки трансформатора тока подключены к второй выход ной клемме и через управляющие обмотки - к базам, два управляющих транзистора, базы которых подключены к в ход нЬзм клеммам, а эмиттеры объединены, нагрузку, которая включена между одной из выходных клемм и общейг шиной, отличающийся тем, что, с целью упрощения устройства, введен токоограничивающий элемент, который включен между общей шиной и эмиттерами управляющих транзисторов, коллекторы которых соединены с базами соответствующих силовых транзисторов. 00 to to Oi