Широтно-импульсный модулятор постоянного тока

О П И С А Н И Е 10519829ИЗОБВЕТЕН ИЯ Союз Советских Социалистических Республик;нем заявкис присое арственнын комитет 23) Приоритетпуоликовано 30,06.76. Бюллетень2 света Министров СССРо делам изобретений(53) УД 21.314,58088.8) открытий ия описания 20.07.76 а опуоликов 72) Авторы изобретения. Комаров и В. В. Ярошики АН Украинской ССР бович, Н(71) Заявитель Институт электр МПУЛЬСНЫЙ МОДУЛТОКА 4) ШИРО ПОСТОЯННО вляется вления. ры, исИзобретение относится к вторичным источникам питания в системах электропривода и автоматики и может быть использовано в качестве устройства управления инверторами, стабилизаторами, импульсными регуляторами и т. п.Для управления силовыми транзисторами или тиристорами ключевых схем инверторов, стабилизаторов и регуляторов используются широтно-импульсные модуляторы, преобразующие управляющий сигнал постоянного напряжения в прямоугольные импульсы, относительная ширина которых пропорциональна величине этого сигнала.Известные широтно-импульсные модуляторы 1, 2 выполняют, например, в виде задающего автогенератора прямоугольных импульсов и связанного с ним через блок управления дополнительного ключевого усилителя, причем вторичные обмотки выходных трансформаторов автогенератора и усилителя нагружены на выпрямитель и соединены последовательно между выходными зажимами модулятора 1. Блок управления обычно представляет магнитный усилитель, обеспечивающий фазовый сдвиг между напряжением автогенератора и усилителя.Недостатком такого модулятора я низкое быстродействие по цепи упра Другие широтно-импульсные модулято пользующие в блоке управления фазосдвигающие КС-цепочки 3 имеют высокое быстродействие, но обладают малой выходной мощностью и низким коэффициентом усиле ния. Цель изобретения - повысить быстродействие модулятора при высоком коэффициенте усиления и значительной выходной мощности.Эта цель достигается тем, что блок управления выполнен в виде суммирующего порого ного усилителя, один вход которого соединенс управляющим зажимом модулятора, а другой вход с выходом задающего генератора через интегрирующую КС-цепочку, задающий автогенсратор выполнен по мостовой схеме, а 15 дополнительный усилитель по полумостовойсхеме, выходные трансформаторы включены между выходными зажимами моста и полу- моста, транзисторы которого управляются с выхода задающего автогенератора через ключ 20 переменного тока, цепь управления которогосоединена с выходом суммирующего усилителя.Схема предложенного устройства показанана фиг. 1; на фиг. 2 - диаграммы изменения 25 во времени напряжения в характерных точкахсхемы.Модулятор состоит из задающего автогенератора, выполненного на транзисторах 1 - 4 по мостовой схеме, суммирующего порогового 30 усилителя 5, 1 С-цепочки 6, двух ключей пс ременного тока (транзистор 7 и диодный мостик 8, транзистор 9 и диодный мостик 10), трансформатора управления 11, дополнительного полумостового усилителя на транзисторах 12, 13, выходных трансформаторов 14, 15 и выпрямителей на диодах 16 - 19.Устройство работает следующим образом.От задающего автогенератора поступают сигналы напряжения прямоугольной формы У, и Ув (фиг, 2). Один из сигналов, в данном случае У поступает через регистр 20 и конденсатор 21 интегрирующей КС-цепочки на вход усилителя 5. Это приводит к возникновению на конденсаторе импульсов опорного напряжения треугольной формы ЬопВеличина порога срабатывания усилителя задается величиной входного напряжения модулятора У поступающего на второй вход порогового усилителя. В зависимости от величины порога срабатывания на выходе порогового усилителя возникают модулированные по длительности импульсы напряжения Ум,д, отпирающие один или другой ключ переменного тока. Если же отперт ключ на транзисторе 7 и,диодном мостике 8, то обмотка 22 транзистора задающего генератора подключается согласно к обмотке 23 трансформатора 11. При этом напряжение в точке с 7 с полностью повторяет напрякение Ув. Если же отперт ключ на транзисторе 9 и диодном мостике 10, то обмотка 24 трансформатора задающего генератора подключается встречно к обмотке 25 трансформатора 11 при этом напряжение Ус полностью повторяет напряжение 1/,. При попеременном включении транзисторов 7, 9 выходным напряжением порогового усилителя получаем напряжение Ус, совпадающее на одном из отрезков времени с напряжением У а на другом с напряжением У. Вычитание напряжений Ул, Ус и Ьв, /с приводит к появлению симметричного напряжения на первичных обмотках выходных трансформаторов 14, 15, в котором отсутствует постоянная составляющая. После выпрямления напряжений У,1 с и Увс выпрямителями на диодах 16 - 19 получаем выходное двухполярное несимметричное напряжение /, модулированное по ширине импульсов, имеющее неизменную амплитуду. Предложенный модулятор по сравнению сосхемами на магнитных усилителях и насыщающихся дросселях имеет повышенное быстродействие, связанное с отсутствием иер ционных элементов, В то же время наличиевыходных трансформаторов позволяет получить высокий коэффициент усиления по току и избежать значительных потерь мощности на балластных элементах. Важным преимущест вом данной схемы является также гальваническая развязка выходной цепи, так как практически все элементы схемы работают в рекиме переключения, схема имеет высокий к. п, д.15Формул а изобретенияШиротно-импульсный модулятор постоянного тока, имеющий управляющий вход и со держащий задающий автогенератор, выполненный по мостовой схеме, подключенный через блок управления к усилителю, выполненному по полумостовой схеме на транзисторах и связанному с трансформаторами, вторичные 25 обмотки которых через согласно-последовательно включенные выпрямители соединены с выходными зажимами, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения быстродействия, указанный блок управления выполнен в виде 30 суммирующего порогового усилителя, одинвход которого соединен с управляющим входом модулятора, а другой через интегрирующую КС-цепочку с выходом задающего авто- генератора, к которому подключены согласно последовательно включенные первичные обмотки указанных трансформаторов, соединенные с выходом усилителя, причем входная цепь каждого из транзисторов полумоста соединена с выходом задающего автогенерато ра через ключ переменного тока, цепь управления которого подключена к выходу суммирующего порогового усилителя. Источники информации, принятые во внима нпс при экспертизе:1 Авт. св,131791, кл. Н ОЗК 7/08 1960.2 Патент США М 3031629 кл, 331-113,1962.3 Сб. Электронная техника в автомати ке 1973, вып. 4, стр. 91.519829 14 яод В. Моинодурушина ректо 13/ 3 Изд1431ЦНИИГИ Государственного кпо делам изобр13035, Москва, )КЗаказ Тир митета Совет тений и открь , Раугдская н писно Типография, пр. Сапунова,/ едактор В, Левя Состави Техред ж 882Министров ССтийб., д. 4/5