Трансформаторный широтно-импульсный модулятор Советский патент 1986 года по МПК H03K7/08 

МзобрС тение от1 осится к импульсной технике и может использовано в качестве модулятора ш-шульс- преобразователей силовых источ- 11ИКОВ вторичного электропитания.

Цель изобретения -- повьпвение точности преобразования за счет улучшения линейности модуля1дионной характеристики модулятораJ а также расширение функциональньж возможностей модулятора за счет формирования специальной плавной пусковой характеристики .

На чертенке представлена функциональная схема предлагаемоГ Э модулятора.

Трансформаторный широтно-импульсный модулятор содержит коллекторный резистор I, пороговьш элемент 2, транзистор 3j вькодной диод 4, моду- пируюш,ий трансформатор 5 с входной 6. выходной 7 и управляющей 8 обмотками 5 выпрямитель 9, управляюцц й орган 10,, базовьй 11, потенциаль- ньм 12, входной 13 резисторы огра- ничиваюа ий диод 14, формирующий конденсатор 15,, зарядный 16 и разрядный 17 диодьи nycJcoBOH кондансагор 18 внешний источник 19 питания (1Е ) и внешний задающий генератор 20 (Е. )

Управляющая обмотка, 8 модулирующего трансформатора 5 через выпрямитель 9 подключена к управлягощему органу 10s роль которого выполняет тра пзис- ор , peгyJПIpyeмый внешним сигналом с ввода Вход. К общей тине г.юдулятора подключены анод ограничивающего диода 14, змиттер транзистора 3, первые выводы формирующего конденсатора 15 и пускового конденсатора 18; конец входной 6 обяо . ки, общий полюс виешмег о источника нитания внешнего задающего генератора и порогового элемента. 2 Выход задаю.щег о генератора соединен с первым выводом Бходного резистора 13 и через базовьй резистор i 1 - с базой транзистора 3 и катодом ограничивала- щего диода 14, Второй вывод формирующего конденсатора 15 соедннан. с коллектором .с:тора 3,,, вторым выводом коллекторного резистора 1. началом выходной обмотки 7 и г ере;; поте ядиал7оный резистор 12 с вxoдo

novJoroBoro элемента

и катодом выходного диода 4. Анод выходного диода 4 подключен к концу выходкой обмотки 7. Потенциэльпый полюс внешнего источника питания подключается к вводу питани я порогового элемента 2, первому выводу коллекторного резистора 1 и катоду разрядного диода

Г

анод которого соединен с катоj

5

0

5

5

0

дом зарядного диода 16 и вторым выводом пускового конденсатора 18, при этом анод зарядного диода 16 подключен к второму выводу входного резистора 13 и к началу входной 6 обмотки модулирующего трансформатора 5 .

Трансформаторный широтно-импульс- ный модулятор работает следующим образом,,

В установившемся режиме работы при наличии напряжений +Е и Е. на обмотку 6 трансформатора 5 поступает симметричное переме ное напряжение от задающего генератора Е , величина падения напряжения на обмотке 6 зависит от падения напрялсения на входном резисторе 13, Если пренебречь МОЩНОСТЬЮ; отдаваемой выхо,дной обмоткой 7 (а практически это всегда вь1Т1олняется Б силу высокого входного сопротивления порогового элемента 2)5 то величина падения напряжения, на обмотках 6, 8 и-7 будет зависеть от состояния управляющего органа 10 - от величины сопротивления транзистора,. Таким образом, амплитуда прямоугольного однополярного им- пу.пьса напрякения на потенциальном резисторе 12 будет зависеть от экви- вален.ткого сопротивления управляющего органа 10, так как его состояние определяет падение напряжения на входном резисторе 13, При увеличении падения напряжения на резисторе 13 происходит уменьшение напряжения на выходной обмотке 7, а следовательно на резисторе 12., При уменьшении падения напряжения на резисторе 13 происходят

обратные процессы, j

Синхропно и синфазно с частотой

внешнего задающего генератора Е

5г

формируется пилообразное напряжение на формирующем конденсаторе 15 и прямоугольное напряжение на обмотке 7 (определяется включением обметов 6 и 7 трансформатора 5).

При открытом транзисторе 3 ранее заряженный конденсатор 15 разряжается и остается замкнутым в течение времени положительного полупериода напряжения задающего генератора Е,.. . В это же время напряжение на потенциальном резисторе 12 отсутствует, так как вьсходной диод А заперт соответствующей полярностью напряжения выходной обмотки 7. На входе порогового элемента 2 присутс вует нулевой потенциал.

С приходом отрндательного полупериода напряжения Е j,- транзистор 3 закрывается. На резисторе 12 от обмотки 7 трансформатора 5 образуется прямоугольный импульс напряжения, амплитуда которого определяется приведенным сопротивлением управляющего органа 10, В это же время конденсато 15 начинает заряжаться от напряжения +Е зарядным (в общем случае стабильным) током через коллекторный резистор 1. На конденсаторе начинается формирование пилообразного напряжения, длительность его формирования равна длительности отрицательного полупериода напряжения синхронизации EJJ- . Благодаря последовательному включению резистора 12 и конденсатора 15 на входе порогового эле- мента 2 образуется суммарное напряжение пилообразного (треуго.аьника) импульса от конденсатора 15 и прямоугольного от падения напряжения на резисторе 12.

Если порог срабатывания элемента 2 постоянный, то изменение уровня подставки суммарного напряжения при изменении приведенного сопротивления управляющего органа 10 приве- дет к формированию на выходе порогового элемента 2 широтно -1одулиро- ванной последовательности импульсов. Причем уменьшение приведенного сопротивления управляющего органа 10 уменьшает высоту потенциала подставки и пороговой элемент 2 сработает позже, а если суммарное ни.- пряжение на входе элемента 2 не достигнет зна чение порога срабатыва- ПИЯ, то на выходе модулятора удерживается нулевое напряжение. При увеличении сопротивления управляющего органа 10 амплитуда подставки растет, пороговый элемент срабаты- вает раньше и при дальнейшем увеличении этого сопротивления пороговьй элемент сработает сразу по началу отрицательного полупериода -частоты синхронизации Е. . В этом случае им- пульсы выхода порогового элемента 2 повторяют (по времени) синхронизирующее напряжение Е .

1аким ог- - :---:,, имеется возможность n3 seHCHuc:-; цшведетиюго сопротивления упрлЕлпюитего органа 10 скважность выходных импульсов , голулятора.

Фор1-л;р; ; ание пусковой ; характеристики i;lnpoтiю-f: П7yJlЬC iOIo юдулятора происходит сле.цующи oбpaзo.

При подаче питания Fi,, и напряже)П1я синхронизации Е ли когда напряжение Е .. запаздывает (последний с.чучай наиболее типичен для источ} ика вторичного злектро пита.ния) происходй т заряд пускового конденсатора 18 через входной резистор 13 и зярядг ый диод 16. Трансформатор 5 начпт1ает работать в песим- кетричном режи«.е, определяемом однополупер юдным лыпрямлением диодом 16 напряжения Е. , Вследствие этого он асьп1и1ется, что эквивалентно ну- jieBot-fy сопротгпзлению управляющего органа 10. По;;сгаБ1са потенциала импульса на входе порогового элемента 2 мала. Ста начинает увеличиваться по мере заряда конленсатора 18, так как степень несимметрии работы трансформатора 5 :e ы:iaeтcя. При полном заряде конденсатора схема модулятора переходит R установившийся режим работы.

Таким образом, выбором величины емкости пускоуого кондснсатсра 18 можно регулчрсрать время выхода па рабочий гелсим потоагдиала подставки входных -)-.:nyjibcop порогового устройства 2, чем и достигается формирование плавной нз сковой характеристики юнротно-гтмпульсного модулятора . Разрядный диод 1 , необходим для быстрого разряда коы.цепсатора 18 со время отключения иапряжегля Е„.

В ycтaиoвивпie :cя режиме трансформатор 5 работает- )з режиме симметричного перемагннчизания, в нe отсутствует постоя)пгое подмагничивание, что улучшает лимей ость {oдyляцIIoн- ной характеристики устройства, повышает К ПД и позволяет уменьшить габа- трансформатора.

П.7;авное длительности выходного пускозог о импульса ;oдy:IЯTopa обеспечивает при н-спользовании широт- но-импульского ьтодулятора в составе импульсного 1-1Сточника вторичного электропитания повышение надежности источника за счет ограничения пускового тока его силового транзистора.

Формула

S12529

изобретения

1. Трансформаторный широтно-им- пульсный модулятор, содержащий коллекторный резистор, пороговый эле- мент, транзистор, выходной диод и модулирующий трансформатор с входной, выходной и урправляющей обмотками, последняя из которых через выпрямитель подключена к управляющему органу вход которого является входом модулятора, при этом первьй вывод коллекторного резистора подключен к потенциальному полюсу источника питания а коллектор транзистора соединен с вторым выводом коллекторного резистора, а выход порогового элемента является выходом модулятора, о т л ичающийся тем, что, с целью повышения точности преобразования пpи одновременном уменьшении массогаба- ритных характеристик, в него введены баз-овый, потенциальньш и входной резисторы, ограничивающий диод и формирующий конденсатор, при этом эмиттер транзистора, первьй вывод формирую- .щего конденсатора,, конец входной обмотки и анод ограничивающего диода подключены к общему полюсу источника питания, задающего генератора и порогового элемента, а катод ограничивающего диода соединен с базой

Редактор А. Козориз

Составитель С. Телелюхин

Техред Л.Сердюкова Корректор А.Обручар

Заказ 1631/57 . Тираж 816

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-ЗЗ, Раушская наб., д, 4/5

производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

32Ь

транзистора и чорез базовьв резистор с выходом задающего генератора и с первым выводом входного резистора, второй вывод которого подключен к началу входной обмотки, причем второ вывод формирующего конденсатора соединен с коллектором транзистора, началом выходной обмотки и через потенциальный резистор - с входом порогового элемента и с катодом выходного диода, анод которого соединен с концом выходной обмотки, а потенциальный полюс порогового элемента подключен к потенциальному полюсу источника питания.

2. Модулятор по п. 1, о т л и- чающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет формирования плавной пусковой характеристики модулятора, в него введены зарядньй и раз- рядньй диоды, а также пусковой конденсатор, первый вывод которого подключен к концу входной обмотки, а. второй - к аноду разрядного и катоду зарядного диодов, причем катод разрядного диода соединен с потенциальным полюсом источника питания, а анод зарядного диода - с началом входной обмотки модулирующего трансформатора.

Подписное