Широтно-импульсный модулятор Советский патент 1976 года по МПК H03K7/08 H02M7/537 

динены с базой коммутирующего транзистора формирователя импульсов непосредственно, а другие - через диоды, анод каждого из которых соединен с местом соединения одной из основных и одной из дополнительных базовых обмоток, расположенных на разных магнитных сердечниках магнитно-транзисторного усилителя, средние выводы рабочих обмоток которого соединены через развязывающие диоды с коллектором коммутирующего транзистора формирователя импульсов, а вторые концы этих обмоток соединены через другие развязывающие диоды с коллектором коммутирующего транзистора магнитно-транзисторного усилителя.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема предлагаемого широтноимпульсного редуктора.

Широтно-импульсный .модулятор содержит магнитно-транзисторный усилитель на магнитных сердечниках 1, 2, коммутирующий транзистор 3, эмиттер которого соединен со средним выводом базовой обмотки 4 выходного импульсного трансформатора 5 источника переменного напряжения. Концы обмотки 4 через последовательно соединенные развязывающие диоды 6, 7 и основные базовые обмотки 8, 9 .магнитно-транзисторного усилителя соединены с базой коммутирующего транзистора 3. База транзистора 3 соединена с катодами развязывающих диодов 10, И, аноды которых соединены с соответствующими концами дополнительных базовых обмоток 12, 13 магнитно-транзисторного усилителя.

Источник управляющего тока подключен к клеммам 14, 15, к которым подсоединены последовательно соединенные обмотки управления 16, 17, расположенные на сердечниках 1 и 2 соответственно.

Рабочие обмотжи 18, 19 магнитно-транзисторного усилителя одними концами соединены с соответствующими концами рабочих обмоток 20, 21 импульсного трансформатора 5 источника переменного напряжения, соединенных последовательно с соответствующими половинами базовой обмотки 4 трансформатора 5.

Нагрузка 22 включена в цепь коллектора коммутирующего транзистора 3 магнитнотранзисторного усилителя.

В модулятор введен формирователь импульсов, содержащий коммутирующий транзистор 23 и магнитный сердечник 24 с расположенными на нем рабочими обмотками 25, 26 и базовыми обмотками 27, 28.

Одни концы рабочих обмоток 25, 26 формирователя иМПульсов соединены с коллектором коммутирующего транзистора 23, а другие концы - через диоды 29, 30 с местами соединений рабочих обмоток 18, 19 магнитнотранзисторного усилителя с рабочими обмотками 20, 21 выходного импульсного трансформатора б источника переменного напряжения.

Базовые обмотки 27, 28 формирователя импульсов соединены с базой коммутирующего

транзистора 23 формиройатёЛй импульсов непосредственно, а другими концами - через диоды 31-34 и резисторы 35, 36 соответственно. Аноды диодов 31 и 32 соединены соответственно с местами соединений основных и дополнительных базовых обмоток 8, 13 и 9, 12, расположенных на разных сердечниках магнитно-транзисторного усилителя, средние выводы рабочих обмоток 18 и 19 которого соединены через развязывающие Диоды 37 и 38 с коллектором коммутирующего транзистора 23 формирователя импульсов. Вторые концы обмоток 18 и 19 через развязывающие диоды 39 и 40 соответственно соединены с коллектором коммутирующего транзистора 3 магнитно-транзисторного усилителя.

Широтно-импульсный модулятор работает следующим образом. Формирователь импульсов представляет собой блокинг-генератор с внещним возбуждением, при работе которого сердечник 24 в каждый полупериод перемагцичивается по предельной петле гистерезиса. На сердечник 24 нанесены обмотки 25-28.

Транзистор 23 в совокупности с обмотками 26 и 27, включенными в коллекторную и базовую цепи транзистора 23, формирует импульс постоянной длительности в полупериод, в который полярность напряжений на половинах обмотки 4 трансформатора 5 соответствует указанной на чертеже. В следующий полупериод импульс постоянной длительности формируется при помощи обмоток 25 и 28. В начале полупериода от обмотки 4 трансформатора 5 -по схеме формирователя импульсов идет ток по следующей цепи: правая половина обмотки 4 трансформатора 5, диод 32, обмотка 27, резистор 35, диод 33, левая половина обмотки 4 трансформатора 5.

При открытом транзисторе 23 к обмотке 26 сердечника 24 через открытый диод 29 прикладывается- напряжение с левой (половины обмотки 4 трансформатора 5. Формирователь импульсов находится в таком состоянии, пока

сердечник 24 не достигнет режима насыщения в нротивоположном состоянии. При этом происходит блокинг-процесс, в результате которого транзистор 23 закрывается и остается в режиме отсечки до конца полупериода.

Рассмотрим работу модулятора при двух

крайних значениях управляющего тока: при

токе, равном максимальному значению, и при

токе, равном нулю.

При максимальном управляющем токе длительность выходного импульса магнитно-транзисторного усилителя максимальна и равна половине периода.

В начале рассматриваемого полупериода одновременно открываются транзисторы 3 и

23. За счет открытого транзистора 23 напряжение с левой половины обмотки 4 трансформатора 5 подается только на часть рабочей обмотки 18 по цепи: эмиттер транзистора 3, переход эмиттер - коллектор транзистора 23,

диод 37, обмотка 18 трансформатора 5. Напряжение всей обмотки 18 несколько больше напряжения, снимаемого с левой половины обмотки 4 трансформатора 5, за счет эдс, индуктируемой в обмотке 18. Поэтому диод 39 запирается, отключая цепь рабочей обмотки 18 трансформатора 5.

В базовых обмотках 8 и 9 при этом индуцируются повышенные напряжения.

Ток базы транзистора 3 в интервале времени форсированного перемагничивания сердечника 1 практически не меняется, поэтому ток в нагрузке 22 также не .меняется. Диоды 37, 38 закрываются.

До «онца полупериода сердечник 1 перемагнитится напряжением, снимаемым с левой половины обмотки 4 трансформатора 5 и приложенным к обмотке 18. Среднее напряжение за полупериод, приложенное к обмотке 18, несколько выше напряжения, снимаемого с половины обмотки 4 трансформатора 5.

При управляющем токе, равном нулю, длительность выходного имлульса магнитно-транзисторного усилителя минимальна. Перемагничивание сердечника 1 осуш,ествляется напряжением, приложенным к левой части обмотки 18 сердечника 1.

Чем выше отношение величины усредненного напряжения, прикладываемого к рабочей обмотке 18 в начале и конце интервала регулирования, чем больший выигрыш по увеличению динамического диапазона имеет модулятор.

Формула изобретения

Широтно-имяульсный модулятор, содержащий магнитно-транзисторный усилитель на двух магнитных сердечниках, коммутирующий транзистор, эмиттер которого соединен со средним выводом базовой обмотки выходного импульсного трансформатора источника переменного напряжения, каждый из концов которой через последовательно соединенные развязывающий диод и основную -базовую обмотку магнитно-транзисторного усилителя соединен с базой коммутирующего транзистора этого усилителя, которая соединена с катодами двух других развязывающих диодов, анод каждого из которых соединен с соответствующим КОНЦОМ дополнительной базовой

обмотки магнитно-транзисторного усилителя, источник управляющего тока, последовательно соединенный с обмотками управления, расположенными на разных магнитных сердечниках магнитно-транзисторного усилителя, его рабочие обмотки, каждая из которых одним концом соединена с соответствующим концом одной из рабочих обмоток выходного импульсного трансформатора источника переменного напряжения, соединенных последовательно с базовыми обмотками этого трансформатора, нагрузку, включенную в цепь коллектора коммутирующего транзистора магнитно-транзисторного усилителя, отличающийся тем, что, с целью расширения динамического диапазона преобразования, в модулятор введен формирователь импульсов, содержащий коммутирующий транзистор и магнитный сердечник с расположенными на

нем двумя рабочими и двумя базовыми обмотками, причем одни концы рабочих обмоток формирователя импульсов соединены с коллектором его коммутирующего транзистора, а другие - через диоды с местом соединения рабочих обмоток магнитно-транзисторного усилителя и выходного импульсного трансформатора источника переменного напряжения, базовые обмотки формирователя импульсов одними концами соединены с баЗОЙ коммутирующего транзистора формирователя импульсов непосредственно, а другими - через диоды, анод каждого из которых соединен с местом соединения одной из основных и одной из дополнительных базовых

обмоток, расположенных на разных магнитных сердечниках магнитно-транзисторного усилителя, средние выводы рабочих обмоток которого соединены через развязывающие диоды с коллектором коммутирующего транзистора формирователя импзльсов, а вторые концы этих обмоток соединены через другие развязывающие диоды с коллектором коммутирующего транзистора магнитно-транзисторного усилителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе;

1.Авт. св. СССР № 258391, кл. И 03F 9/00, 1968 (аналог).

2.Электротехническая аппаратура, т. 1. М., «Энергия, гс. 121 (прототип). Ъ