Широтно-импульсный модулятор переменного тока Советский патент 1984 года по МПК H03K7/08 

1C

00

о

Nd

ШРОТНО-ИМПУЛЬСНЫЙ МОДУЛЯТОР ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, содержа1 й трансформатсф тока, первичная обмотка которого соединена с входными шинами, вторичная обмотка включена между обдей 1Ш1НОЙ и входом инвертирующего (терационного усилителя, a компейсирукицая обмотка началом соединена с одной обкладкой конденсатора, неинвертируюпщй операционный усилитель, вход которого соединен с объединенными выводами первого и второго резисторов, a выход - с вторым выводом первого резистора, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, в него дополнительно введен третий резистор, включенный менду началом компексирукяцей обмотки и выходом неинвертирующего операционного усилителя, причем конец компенсирукидей обмотки соединен с общей шиной, a выход инвертирующего операционного усилителя соединен с объединенными вьшодами конденсатора и второго вывода второго резистора.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в множительных устройствах и в измерительных преобразователях то ка, напряжения или мощности. Известен широтно-импульсный модулятор, содержащий операционные усилители, компдоатор, многообмоточный трансформатор и резисторы tl-. Недостатком данного устройства является его низкая надежность, вызванная сложностью трансформатора, конструкция которого должна обеспечивать хорошую компенсаисию намагничивающего тока ферромагнитного сердечника, и наличием дополнительных элементов. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является широтно-импульсный модулятор переменного тока, содержащий трансформатор тока, первичная обмотка которого соединена с входными шинами, вторичная обмотка включена между общей шиной и входом инвертирующего операционного усилителя, а компенсирующая обмотка началом соединена с одной обкладкой конденсатора, неинвертирукиций операционный усилитель, к входу которого через первый резистор подключен его выход, а через второй резистор - выход переключателя, к входам которого подключены источники токов разной полярности, причем выход инвертирукяцего операхщонного усилителя соединен .с концом компенсирующей обмотки, а вто рая обкладка конденсатора соединена с общей шиной С 23. Недостатком известного широтно-им пульсного модулятора является его низЧ кая надежность, вызванная сложностью конструкции, наличием двух источников токов разной полярности и перекл чателя . .Целью изобретения является повыше ние надежности широтно-импульсного модулятора путем упрощения его конст рукции. Поставленная цель достигается тем что в широтно-импульсный модулятор переменного тока, содержащий трансфе матор тока, первичная обмотка которо го соединена с -входными шинами, вторичная обмотка включена между общей шиной и входом инвертирующего операционного усилителя, а компенсирующая обмотка началом соединена с одной обкладкой конденсатора, неинвертирующий операционный усилитель, вход .которого соединен с объединенными выводами первого и второго резисторов, а выход - со вторым выводом первого резистора, дополнительно введен третий резистор, включенный между началом компенсирующей обмотки и выходом неинвертирующего операционного усили теля, причем конец компенсирукнцей обмотки соединен с общей шиной, а выход инвертируннцего операционного усилителя соединен с объединенными выводами конденсатора и второго вывода второго резистора. На чертеже представлена схема широтно-импульсного модулятора переменного тока. Он содержит трансформатор 1 тока, с первичной 2, вторичной 3 и компенгсирующей 4 обмотками, концы обмоток 3 и 4 соединены с общей шиной, начало обмотки 3 соединено с входом инвертирунмцего операционного усилителя 5, выход которого через конденсатор 6 соединен с началом обмотки 4, неинвертирующий операционный усилитель 7, выход которого через резистор 8 соединен с началом обмотки 4, а вход - с объединенньми выводами резисторов 9 и 10, вторые вьшоды которых Соединены соответственно с выходами инвертирукицего и неинвертирующего операционных усилителей 5 и 7, входные шины 11 и 12. Шщзотно-импульсный модулятор работает следукнцим образом. Усш1нтель. 7 с первым резистором 10 образуют компаратор. Трансформатор тока 1 с обмотками 2-4 и усилитель 5 образуют трансформатор тока с электронной компенсацией. Выход усилителя 5 благодаря наличию второго резистора 9 управляет моментом переключения компаратора, а наличие третьего резистора 8 определяет скорость перезаряда конденсатора в зависимости от состояния компаратора. При большом усилении усилителя 5 напряжение на обмотке 3 близко к нулю, следовательно, сердечник трансформатора 1 не перемагничивается и напряжение на обмотке 4 также близко к нулю, а ампервитки обмоток 2 и 4 равны. )2 Л2«04 ,И) где ток первичной обмотки 2, ток в компенсирующей обмотке/ 4. 31 Поскольку напряжение на обмотке 4 равно нулю, ток через резистор 8 определяется величиной этого резистора и напряжением Е на выходе компаратора. Знак напряжения зависит от состояния компаратора. Очевидно, что ток через конденсатор 6 равен сумме или разности стабильного тока через резистор 8 и тока J , а напряжение на выходе усилителя 1 изменяется линейно со скоростью, определяемой током через конденсатор 6. При этом условии на выходе усилителя 7 имеет место знакопеременное напряжение, представлякицее собой последовательность импульсов двух полярностей с амплитудой Е, относитель.ная разность длительностей которых С пропорциональна току Jj а следовательно, и току J. 2 JjRft . , Б Точность преобразования широтноимпульсного модулятора.обеспечивается за счет того, что сердечник трансформатора 1 тока не перемагничивается и соотношение (1) вьщерживается с высокой точностью. Повышение надежности широтно-импульсного модулятора обеспечивается упрощением его конструкции, так как вместо двух источников стабильных разнопрлярных токов и переключателя в модуляторе использован дополнитель ный резистор и новые связи медду элементами.