Широтно-импульсный модулятор

Союз. СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1)1001459(1 М. Кл. Н 03 Е 7/08 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий.5(088,8) Опубликовано 280283, Бюллетень йо 8 Дата опубликования описания 28. 02. 83 54) ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНЫЙ МОДУЛЯТОР 0 Изобретение относится к импульсной технике, в частности к импульсным преобразователям напряжения, иможет быть использовано в импульсных вторичных источниках питания с широтно-импульсным регулированием.,Известны широтно-импульсные модуляторы, включающие в себя дискритизатор, генератор пилообразного напряжения, компаратор 11- Г 4 )Недостатком известных устройств при применении их во вторичных источниках питания являются искажейия в тракте преобразования, которые возникают вследствии эффекта пере- регулирования. Для устранения такого вида искажений максимальный временной интервал устанавливают либо постоянным порогом ограничения непосредствен. но в .компараторе Г 13 либо вводят . источник порогового напряжения с нелинейной цепью ограничения в дескритизаторе 2, либо применяют цифровой метод ограничения длительности широтно-импульсного сигнала 3 1 и (.41, Однако известные устройства 1) и 31 при применении их во вторичных источниках питания ( ВИП) не позволяют обеспечить стабилизацию выходного напряжения в широком диапазоне изменения напряжения входной сети, так как диапазон регулирования ограничен нестабильностью порога амплитудного ограничителя.В устройствах 131 и 4 )ограничение длительности широтно"импульсного сигнала обеспечивается с помощью аналого-цифрового преобразователя счетчикового типа, что значитель.но усложйяет схему ВИП.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является широтно-импульсный модулятор, выполненный на основ линейного разряда накопительного конденсатора, предварительно заряженного до величины, управляющего напряжения, который строится на базе управляемого одновибратора, находящегося в.ждущем режиме, содержащий ключевой элемент на транзисторе и транзистор с общим эмиттером, база которого через .последовательно соединенные время-зада-ющий конденсатор и переход эмиттербаза эмиттерного повторителя подключена к управляющему входу, 5,Недостатком известного устройства является искажение в тракте преобразования, которое возникает вследствие эффекта перерегулирования. Действи1001459 времязадающий конденсатор 6 и переход импульсов, блок 10 коррекции длительности импульсов и элемент ИЛИ 11,соетора 1. При этом вход преобразователя В исходном состоянии на входе 12 имеется напряжение фиг.2 а) положительной полярности. Транзистор 3 одновибратора 1 насыщен, так как его база подключена через токо- задающий резистор 4 к источнику напряжения положительной полярности. Коллекторное напряжение транзистора равное нулю, удерживает через блок 8 времяимпульсного ограничения, выполненный, например, на диодном ограничителе,транзисторный ключ в запертом состоянии, при этом узел 10 коррекции длительности импульсов удерживается в запертом состоянии и отсутствует влияние на базу эмиттерного пов торителя 7 со стороны выходов блока 10 коррекции длительности импульсов и ключа 2 через элемент ИЛИ 11, выполненный, например, на диодах. Времязадающий конденсатор б удерживается заряженным через эмиттерный повторитель 7 до напряжения, приложенного к управляющему входу 5 устройства.При поступлении импульса ( фиг.2 С) логического "0" на вход синхронизации 12 преобразователь 9 длительности импульсов, выполненный на двух транзисторах по схеме кипп-реле, выдлительность которого равна удвоенной тельно,нри больших величинах управля 3, база которого подключена к токоющвго сигнала длительность времен- задающему резистору 4 непосредственного интервала, вырабатываемого но, а к управляющему входу 5 устройустройством, может оказаться больше ства через последовательно соединенныепериода следования импульсов синхронизации, В результате к моменту пос эмиттер-база эмиттерного повторитетупления следующего импульса синхро- ля 7. Блок 8 времяимпульсного огранизации устройство еще не возвраща- ничения включен между коллекторомется в исходное состояние. При этом транзистора 3 и управляющим входомпроисходит пропуск очередного импуль- ключевого эмиттера 2 одновибратораса синхронизации и, следовательно, 10 1. Преобразователь 9 длительностипропадание широтно-модулированногоимпульса на выходе устройства. Следующий запуск устройства происходит динены последовательно. Другой входтолько через период следования им- элемента ИЛИ 11 соединен с выходомпульсов синхронизации. ключа 2, а выход подключен в базеВ связи с вышеописанными искажени- эмиттерного повторителя 7 одновибраями известное устройство имеет ограниченное применение. Оно не может 9-длительности импулвсов и управляюбыть использовано, например, в импульс- щии вход блока 10 коррекции длительных вторичных источниках питания с 2 О ности импУльсов и блока 8 времяимширотно"импульсным регулированием,пульсного ограничения соединены сдействительно, во вторичном источ- входом синхРонизаЦии 12 УстРойства.нике возникают условия неустойчивой Устройство работает следующим обработы вследствие эффекта перерегулирования при использовании в качестве узла управления устройства.. Цель изобретения - повышение функ.циональной надежности путем устранения искажений в тракте преобразования, возникающих вследствие эффектаперерегулирования.Поставленная цель достигаетсятем, что в широтно-импульсный модулятор, содержащий управляемый одновибратор, выполненный на ключевом элементе и транзисторе, включенном посхеме с общим эмиттером, база которого через последовательно соединенные времязадающий конденсатор и переход эмиттерного повторителя подключена к управляющемувходу, и вход синх 40ронизации введены узел времяимпульсного ограничения"и последовательносоединенные преобразователь длительности импульсов, узел коррекции длительности импульсов и логический элемент ИЛИ, другой вход которого соединенк выходу ключевого элемента,а выход - кбазе транзистора, эмиттерного повторителя одновибратора, при этом входсинхронизации устройства соединенс входом преобразователя длительностиимпульсов и управляющими входами узлов коррекции длительности импульсов и времяимпульсного ограничения, . Рабатывает импульсблогическую "1",причем вход последнего подключен кколлектору транзистора, включенного длительности импульса синхронизации.по схеме с общим эмиттером, а выход - При этом в течение действия импульсак упрагляющему входу ключевого эле- синхронизации фиг.2 узел 10 кормента одновибратора. рекции длительности импульсов и узе,пНа фиг,1 приведена структурная 8 времяимпульсного ограничения удерсхема устройства; на фиг.2 - временные живаются в запертом состоянии. Придиаграммы напряжений, поясняющие ра- этом, если одновибратор 1 находитсяботу устройства. в исходном состоянии, то его состояУстройство содержит одновибратор ние ( фиг.2 О)в течение действия импуль.1, выполненный на ключевом элементе са синхронизации (фиг.2 а ) не изменя 2 и транэисторе с общим эмИттером Я ется. После окончания импульса синх1001459 Формула изобретения Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 50 1. Авторское свидетельство СССР Р 288062, кл. Н 03 К 5/04, 1969. 2. Авторское свидетельство СССР Р 438104, кл. Н 03 К 7/10, 1973,3. Авторское свидетельство СССР 55 Р 374735, кл. Н 03 К 7/08, 1971. 4. Авторское свидетельство СССР Р 458946, кл. Н 03 К 7/10, 1973. 5. Махненов В.Д., Милохин Н.Т. Устройства частотного и времяимпульс 60 ного преобразования. М., "Энергия",1970, с. 102, р. 42.рониз ации ( фиг. 2 О ) снимается запрет с блоков 8 и 10. 11 ри этом через элемент ИЛИ 11 на базу эмиттерного повторителя 7 поступает вторая половина выходного импульса ( фиг.28) преобразователя длительности импульсов 9, инертированного узлом 10 коррекции длительности импульсов. Времязадающий. конденсатор б начинает разряжаться (фиг.2 Ц через токозадающий резистор 4, диод, включенный параллельно переходу база-эмиттер эмиттерногоповторителя 7, элемент ИЛИ 11 и узел 10 ,коррекции длительности иМпульсов, Транзистор 3 запирается напряжениемвремязадающего конденсатора б. Этоприводит к отпиранию транзистораключа 2 ( фиг.2 д) через блок 8 времяимпульсного ограничения. Послеокончания импульса на выходе преобразователя 9 длительности импульсоввремязадающий конденсатор б продолжает разряжаться через элемент ИЛИ11 и насыщенный транзистор ключа 2.Транзистор 3 одновибратора 1 удерживается в запертом состоянии втечение разряда времязадающего конденсатора б ( фиг.21. В момент, когданапряжение на базе транзистора 3достигает примерно +10,6-0,7 В,фиг.21 транзистор 3 отпирается, а транзистор ключа 2 запирается, что соответствует исходному состоянию уст ,ройства. Момент отпирания транзистора 3 и запирания транзистора ключа 2 соответствует временному положению модулированного фронта импульса (фиг.20) , снимаемого с одновибратора 1. При этом длительность широтно-модулированного импульса ( фиг,2 д) пропорциональна величине управляющего напряжения на входе 5. Если управляющее напряжение на вход 5 настолько велико, что временной интервал, вырабатываемый одновибратором 1, оказывается больше периода следования импульсов синхронизации (фиг. 2 О) на время перерегулирования (фиг.2 ), то вступает в действие блок времяим, пульсного ограничения 8При поступлении очередного импульса на вход синхронизации 12 блок времяимпульсного ограничения 8 запирается и стопорит работу одновибратора,1, т.е. принудительно устанавливает транзистор ключа 2 в исходное запретное состояние, При этом времязадающий конденсатор б вновь заряжается через эмиттерный повторитель 7 до величины управляющего напряжения. Поэтому пос. ле окончания импульса синхронизациифиг. 2 с 1 ) в очередном цикле широтно- импульсного преобразования искажения отсутствуют. Таким образом, в отличие от известного в предлагаемом широтно-импульсном регуляторе отсутствуют искажения преобразования при больших уровнях управляющего напряжения. В 5 результате при использовании предлагаемого устройства в качестве широтно-импульсного регулятора исключается неустойчивость петли обратной свя.зи импульсного ВИП, которая имеет 10 место нри использовании известногов ВИП вследствие эффекта перерегули,рования. 15Широтно-импульсный модулятор, содержащий управляемый одновибратор,выполненный на ключевом элементе итранзисторе, включенном по схеме собщим эмиттером, база которого через 20 последовательно соединенные времязадающий конденсатор и переход эмиттербаза эмиттерного повторителя подклю"чен к управляющему входу и входсинхронизации, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышенияфункциональной надежности путем устранения искажений в тракте преобразования, возникающих вследствие эффекта перерегулирования, введены узел 30,времяимпульсного ограничения и последовательно соединенные преобразователь длительности импульсов, узелкоррекции длительности импульсов илогический элемент ИЛИ, другой входкоторого подключен к выходу ключевого элемента, а выход - к базе транзистора, эмиттерного повторителяодновибратора, при этом вход синхронизации устройства соединены с входомпреобразователя длительности импульсов и управляющими входами узловкоррекции, длительности импульсов ив ремяимпуль ского ограничения, причемвход последнего подключен к коллекторутранзистора, включенного по схеме с общим эмиттером, а выход - к управляющему.входу ключевого элемента одновибра-тора.