Широтно-импульсный модулятор Советский патент 1980 года по МПК H02P13/16 

1

Изобретение относится к электротехнике, а именно к технике автоматического регулирования, и может быть использовано в преобразующих устройствах, где осуществляется регулирование или стабилизация напряжения.

В системах автоматического управления известны модуляторы, основанные на сравнении развертывающего (пилообразного) сигнала с входным сигналом 1. В таких широтно-импульсных модуляторах возникает проблема.получения пилообразного тока. Эта проблема особенно заметна при регулировании по заднему фронту импульсов, когда необходимо получить переменное напряжение прямоугольной формы с паузой на нуле и регулируемой длительностью импульсов.

Наиболее близким по технической сущности к данному модулятору является широтно-импульсный модулятор, выполненный по схеме двухтактного магнитного усилителя и питающийся от генератора напряжения прямоугольной формы 2. Получаемые разнополярные импульсы выпрямляются и усиливаются (компаратором).

Однако данный модулятор имеет относительно сложные конструкцию и технологию изготовления, так как необходимо иметь

два одинаковых сердечника с расположенными на иих одинаковыми обмотками.

Кроме того, модуляторы с магнитным усилителем обладают большой инерционностью, что ухудшает их динамические характеристики.

Целью изобретения является упрощение конструкции широтно-импульсного модулятора и улучшение его динамических харак10 теристик.

3fo достигается тем, что известный широтно-импульсный модулятор, содержащий . входные выводы для подключения к генератору напряжения прямоугольной формы,

15 а также дроссель и последовательно соединенные выпрямитель и компаратор, снабжен ограничительным резистором, соединенным с выполненным линейным дросселем, причем цепочка из этих резистора и

20 дросселя включена между входными выводами широтно-импульсного модулятора, а точка их соединения подключена к одному входному выводу выпрямителя, другой выходной вывод которого является третьим

25 входным выводом широтно-импульсного модулятора для подключения его к средней точке генератора напряжения прямоугольной формы.

На фиг. 1 изображена принципиальная

30 схема широтно-импульсного модулятора;

на фиг. 2 - временные диаграммы токов; на фиг. 3 - принциниальная схема преобразователя постоянного напряжения в напряжение прямоугольной формы с паузой на нуле п регулируемой длительностью импульсов с использованием данного модулятора.

Широтно-имнульсный модулятор содержит выпрямитель 1 и компаратор, выполненный на транзисторе 2. Генератор 3 напряжения прямоугольной формы подключен к входной диагонали выпрямителя через мост, образованный ограничительным резистором 4, линейным дросселем 5 и делителем прямоугольного напряжения. В частном случае делитель напзряжения представляет собой обмотку 6 выходного трансформатора генератора 3 со средней точкой.

Модулятор работает следующим образом.

Ток гг, протекающий через резистор 4, так же как и напряжение генератора, имеет прямоугольную Йорму (фиг. 2). Ток IL, протекающий через обмотку дросселя 5, имеет треугольную форму с пологими пепрямления суммы i tr--|-L токов резисторедними и задними фронтами. После выра 4 и дроссе.ля 5 получается пилообразный ток /в. Этот ток суммируется с входным током JBX модулятора. Транзистор 2 компаратора открывается, когда ток гп выпрямителя больше входного тока IBX модулятора, и закрывается, когда ток /в меньше тока гвх. Изменяя величину тока fnx, можно регулировать длительность импульсов на выходе компаратора, т. е. на выходе модулятора.

В преобразователе постоянного напряжения в напряжение прямоугольной формы с паузой на нуле и регулируемой длительностью импульсов (фиг. 3) питание компаратора происходит от обмоток 7 и 8, расположенных также на трансформаторе генератора 3. Для поддержания выходного напряжения во время паузы равным нулю используется питающее напряжение f/n и диод 9. При закрытом транзисторе 2 через диоды 10 (11) и 9 проходит ток, обеспечивающий постоянство магнитного потока выходного трансформатора 12, т. е. равенство нулю /вых. Для этого напряжения, снимаемые с обмоток 7 и 8, должны быть равнь1 суммеШтййщего напряжения Оц и падений напряжений на диодах 9 и 10 (И).

Для пЪЯучения крутых фронтов импульса параллельно входу транзистора 2 включен туннельный диод 13, а параллельно резистору 4 - конденсатор 14. В момент изменения полярности напряжения генератора 3 через конденсатор 14 происходит кратковременный импульс тока, который переводит рабочую точку туннельного диода на отрицательный участок его характеристики.

Описанный щироя-но-импульсный модулятор по конструкции проще известного. Для его изготовления достаточно одного дросселя. Так как длительность выходных имнульсов устанавливается непосредственно после изменения входного тока, то предлагаемый модулятор обладает лучшими динамическими характеристиками.

Формула изобретения

Широтно-импульсный модулятор, содержаший входные выходы для подключения к генератору напряжения прямоугольной формы, а также дроссель и последовательно соединенные выпрямитель и компаратор, отличающийся тем, что, с целью

упрощения и улучшения динамических характеристик, он снабжен ограничительным резистором, соединенным с выполненным линейным дросселем, причем цепочка из этих резисторов и Дросселя включена между входными выводами широтно-импульсНого М(эдулятора, а точка их соёййнения подключена к одному входному выводу выпрямителя, другой входной вывод котороТо является третьим входным выводим шйрОтно-импульсного модулятора для поДКЯЮчения его к средней точке генератора напряжения прямоугольной формы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Транзисторные схемы автоматического управления. Под ред. Конева Ю. И., «Советское радио, 1967, с. 261.

2.Авторское свидетельство СССР № 251665, кл. Н 02М 1/08, 17.01.78.