Усилитель мощности с широтно-импульсной модуляцией Советский патент 1986 года по МПК H03K7/08 

l-I OOj -rUvlHC от KK iiTCH I. ЯлИЛ Л :l :;O. , i, HHKC Л может быть hcii),. lio : .ист: мах аБ Го;,1атическо:-о inpoBa ия ;; yiipui- лсния, , :ьлую;цих pni;;;;i,i..

ЛЯМ1; ПОСТОИИ:1ОГО i OKrt.

.1,елыо изобретения янл К ТС;. п(.) лА.(:.-

надежнп;:1и усилителей йИ)| Л1ос1 i ; и - .ктг.;; . ;ьс1;ой мод Лй1;кей чл;. i ic ceci:;: С1.;во:я1ых токов и плечах .,iocT( ni,,o.,i

ны каскадов.

На чертеже предета ле;1а фу 1Киио:1аль

ех(.а усилитС ЛЯ гиоил ости с nii-UHiTiii;

ими лье1;ой модулицяей.Усилитель содсэжит генератор 1 п;:лооГ

точник 4 улраиляющего си a aji;i, о;1оки ,; :

61М ;Рме1 И()й :и держки, ключевые члехимп Ь;

7(), narpvTiKV 1, иеточлик i2 пигаьля блоки 5 и 6 времешюй .и держки соде; жат резне горы 13 и 4, кондеьеаторь; i;; и 16. OHTpOHHbie нарь 17 20; и)и этом i Ciie pa i op 1 пи кюбразного иа )кжс1;ия еое.тн пен с nei iiiiiiMM входами комнараторо;; 2 и вто;5ые нходы которых соед.инены с В1,ходом источника 4 у| рав;1Я Сидих иа1;ряжс:1ий, .: ход компаратора 2 соединс:- с входом блок;;

515 ;еме1 1ой задержки, ирямок я пнвегтс ный 51);ход1)1 К(;торого eoe;ii-iiiCii::i е есотве CTBcUiio уи|;авляюд|.ими («одами ():х э/1ементов 7 и 8, С(№диие1;11ых иос.1едосатсл: но., В1-ЛХОД компаратора 3 (ч едилеи с .i б. Юка 6 времсн1и й ;и1,держки, прямой м ii: нереиый выходы которого (ч:1еди11еиы е;;;:т i eTCTBCiaio с управляющими 5ходами к.тючс- вых jievicviTOi 9 и 10. еосд 1не1Н1ьи : :дкм,. довательно, причем между об ьсдниеиныл вь ;;одамн 1 лючев1з1х элеме г;х)в 7, В и Н, И включе1;а )узка И, а снобол,н1)1е В1 1в;;д;- эткх K;i:o4eB iix ч, ;емеитов :олключеиь к к тоии15ку 12 нитатия, ii б.юк , о В)емег иой ,задержки соединеин1 1е иос сдовагел:;; резие1Ч);1 13 - К01|деиеато|: 1П О.Тл, к)че;1г - межд,у его пхо.том и оби;ей чнл-ои, а i;aoa.: .челыю ко деисато;)у 15 включен) сое/лндч ветречио свстодиодь о ; ро н;ь х ii;;p / 19, ф(У| оиоием 1:1КИ кот()р)И еое 1иие :м е;у; етст 5еи1к: е и Н 1вереи): выха б. о итериски. В б Юг

6впеме иой чадеожки соеди ;е НЬ е :о; ;. д.овательио pe:uiei o:: 1 и Koii; .eiie;-Top :i: i3:v4 04e :b его входом и общей че: ;ой, а иа)а,1ле. 1ьно коидепсатогл 16 В1, л(1 :е 1ь; оед| не 1кые ветреч 0 еве го,()Д) oi: riyj;: пых а() 18 н zO, фото11рием1П КИ ко-юр,,;. еоедмнси--: е;1огзетств((1 е рнм:Т :м ч .. веоеиы, и В1з1ходами блока ( врс,.1;чм-ч- зал.е),

Уеилите,,ь мснииоети е И ирог олги11 , и,е мод м; дие;| работуег eлeдyк}и i об;:: :u)f,i,

Геисра1;)) 1 1 илообра: Н ого 4ai(i;- ;ксч:чи форми 1 , ет 1 МГ Ульеы )льио(| 4 Р И TOiJi,-:e оет ч;а1от на неиивер ги|1укиц;1е ихол, л KO iaj:aTO) 2 г 3, ,,i

СТу1:аеТ (ерТИру ИХ1)Д К;;ЧУК:

действием ЭДС вращения двигателя, обеспечивая режим динамического торможения. При положительной и отрицательной полярности управляющего напряжения на нагрузке формируются однополярпые импульсы соответствующей полярности, относительная продолжите;1ьность которых пропорциональна величине управляющего напряжения. Частота следования импульсов напряжения на нагрузке 11 з два раза больще частоты переключения силовых ключей ключевых элементов 7-10 мостово1 0 выходного каскада.

Временная задержка при отпирании ключевых элементов позволила устранить сквозные токи через транзисторы в ключевых элементах 7, 8 или 9. 10 и за счет этого повысить надежность работы усилителя.

Наличие гальванической развязки позволило сформировать наименыпими средства- ми однополярные импульсы выходного напряжения реверсивного усилителя с частотой в два раза большей частоты переключения силовых ключей. Это позволило уменьииггь в два раза пульсации тока и в четыре раза потери мощности в якоре двигате;1Я от действия переменной составляющей. Одновременно гальваническая развязка позволила уменынить действие помехи и за счет этого повысить надежность работы усилителя.

Коммутация всех четырех ключевьгч элементов мостового выходного каскада с частотой в 2 раза ниже частоты коммутации цепи нагрузки позволяет снизить динамические потери в транзисторах и тем самым уменьшить размер охладителя или повысигь надежность работы.

В предлагаемом преобразователе все четыре ключевых эле.мента участвуют в формировании выходного напряжения. Это пг)з- волило более равномерно распределить за- грузку силовых ключей, улучщить условия их

Ю

20

0

5

0

5

работы и за счет этого повысить надежность усилителя.

Формула изобретения

1.Усилитель мощности с щиротно-импуль- сной модуляцией, содержащий первый компаратор, к первому входу которого подключен выход генератора пилообразного напряжения, второй компаратор, к первому входу которого подключена шина входного сигнала и мостовой выходной каскад, включающий соединенные последовательно первый и второй ключевые элементы и соединенные последовательно третий и четвертый ключевые элементы, между объединенными выводами которых включена нагрузка, а их свободные выводы подключены к источнику питания, отличающийся тем, что, с целью повыщения надежности путем исключения сквозных токов, в него дополнительно введены два блока временной задержки, причем управляющие входы первого и второго ключевых элементов подключены соответственно к прямому и инверсному выходам первого блока временной задержки, вход которого подключен к выходу первого компаратора, второй вход которого подключен к тине входного сигнала, а управляющие входы третьего и четвертого ключевых элементов подключены соответственно к прямому и инверсному выходам второго блока временной задержки, вход которого подключен к выходу второго компаратора, второй вход которого подключен к выходу генератора пилообразного напряжения.

2.Усилитель по п. 1, отличающийся тем, что каждый блок временной задержки содержит соединенные последовательно и включенные между его входом и общей шиной резистор и конденсатор, параллельно которому включены соединенные встречно светодиоды двух оптронных пар, фотоприемники которых соединены с прямыми и инверсными выходами блока временной задержки.

Изобретение относится к импульсной технике. Может быть использовано в системах автоматического регулирования и управления, использующих приводы с двигателями постоянного тока. Цель изобретения - повы шение надежности усилителей мощности с широтно-импульсной модуляцией, достигается путем исключения сквозных токов в плечах мостовых выходных каскадов. Для этого в устройство дополнительно введены два блока 5 и 6 временной задержки, каждый из которых содержит резистор 13(14) и конденсатор 15(16), параллельно которым включены светодиоды двух оптронных пар 17-20, фотоприемники которых соединены с прямыми и инверсными входами блоков 5 и 6. На чертеже показаны генератор 1 пилообразного напряжения, компараторы 2 и 3, источник 4 управляющего сигнала, ключевые элементы 7-10, нагрузка 11, источник 12 питания. Коммутация ключевых элементов в два раза ниже частоты коммутации цепи нагрузки, что позволяет снизить динамические потери в транзисторах и соответственно уменьшить размер охладителя и повысить надежность работы. 1 з.п. ф-лы., 1 ил. L с сл to ел 00 to