Трансформаторный широтно-импульсный модулятор

СОЮЗ СОБЕТО.(ИХсоцидлистичеснихРЕСПУБЛИН 4 Н 03 веннцй номитет ссс ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫ ГОСУДАРСпо дел тиие изоБРетенияСВИДЕТЕЛЬСТВУ ОПИСА ВТОРСКОМ,И. Голови сесоюзног института в и В 088,8 ьство СССР С 8, 1976. тво СССР08, 978. видете ОЗК 7 етель 3 К 7(57) Изобретение относится к импульсной технике, и может быть использовано в качестве модулятора импульсных преобразователей силовых источников вторичного электропитания ипозволяет повысить точность преобразования за счет улучшения линейностимодуляционной характеристики модулятора, а также расширить его Функциональные возможности за счет Формирования плавной пусковой характеристики;В модулятор, содержащий коллекторныйрезистор 1, пороговый элемент 2,транзистор 3, выходной диод 4, модулирующий трансформатор 5 с входной 6, выходной 7 и управляющей 8 обмотками,выпрямитель 9, управляющий орган 10,внешний источник 19 питания, внешний задающий генератор 20, введеныбазовый 11, потенциальный 12, входной 13 резисторы, ограничивающий диод 14, формирующий конденсатор 15.Расширение функциональных в .эможностей достигается за счет введения зарядного 16 и разрядного 17 диодов,а также пускового конденсатора 18. ЕПлавное изменение длительности выход- ррного пускового импульса модулятораобеспечивает, при использовании широтно-импульсного модулятора в составе импульсного источника вторичного фэлектропитания, повышение надежностиисточника за счет ограничения пускового тока его силового транзистора. р1 з.п.ф-лы, 1 ил. Ю.1 Г 21)о тс 111, От 10 сится к 2 л 1 льс"10;"1 теы 1 оъ в и чсжег быть )лссльзонано в качестве модулятора импульсных преобразователей силовых источНИКОВ НТСРИЧНСГО ЭЛЕКТРСПстс)НИЯЦель изобретения - псвьппение точности прссбрззснаия за. Счет улу 1- 1 пения линейности модуляциоц 1:сй ыярактсристики мсдуляторсса таксже рясшел рение функциональных возмож 21 остей лодуляторя за счет формирования специальной плавной гусковой ыарактеристики.Ня чертеже представлена фуцкционяльная схема предлагаемого модулятора.Трансформаторный широтно-импульсный модугьятор содержит коллекторцый резистор 1, порогоный элемен 1 2 транзистор 3 Вьысднсй диОд л моду пирующий трансформатор 5 с входной б, выходной 7 и управляющей В обмотками, выпрямитель 9 управляющий орган 10 базовый 11, потенциаль" ньпй 12., Входной 13 резисторы, огра. - ничивающиЙ диОд 1 фсрминуощлй кснДецсаГОР 25 зсаРЯД 122 й 1 О и РсЗРЯДНЬй 17 длоды, пускоьой кснденсг.гор 18, вегций 1 лг тс".;ник ",пи ганил ("Е ) 2г вне)5 ний за)Яо 111 й 1 енера 10 р 20 ( )Упраизяк)щая обмотка 8 модулиру:о- ЩЕ" О 7 РЯНСКОРЬЯТОРс ) ЧЕРЕЗ ВЫПР 51 МИТЕЛЬ Оу Псдксн)ЧЕНЯ К %ПРЯ 12225120 ЕМУ ОрГЯцу О )02 ь КОТОРОГО ВЬго 1252 ет тра знст 0, не гу)цруемый Внепнм с.гнатсм с В)зада Вход ", К общей)1 , )"ПцНЕ Модулятора ПсдкЛОЧЕНЫ ЯНОД ОГсаничивакщего диода 24, эмитер транзистора 3, первые выводы формируоще- ГО коцдснсатсоя 15 и пусксеого кон ДенсатсРсз 18 ксне 1 вх 2 т 011 б сб)110 Г " КИ, Общнй 110 ГЮС ВНЕШНЕГО 1 Отсс)1 ИКя пия 11151 внепнего зядгцощего еье 1 ятора и пороговсгс элемента 2, Выход ЗЯДЯ)ОЩЕ; 0 "Е 21 ЕРсзтса СГЕДИНЕЛ С ПЕРВЬм ВЫВОДОМ 1 ОДНОГО РЕЗЛСТОРсЧ . И через бязОБЫЙ розлстср 1 1 " " бс зсй трянз 1 сторя 3 и .катодом ограцичивя)эщего диода 1 , Второй ьывод фсрмиру пех 0 конденсатора 1 к 10 ед 11 нян с кол" 51 ектором транзисгзра 3 вторы;1 нынедом ксллекторцогс резисторана" ча 5)ом Выыоццой обмотки 7 и врез потеццлаль 1 ый резистор 12 с 5 ысд)см 11 орсоного элемента 2 и катодом вь- ходного диода 4. 11105 выыодцого диода 4 подключен к концу выысдцой обмотк 1 7, Тстенциагьн,)4 полюс ннепне:. о источника 1 итания подк;ючается1. ВВОДУ ПИТЯНИ 51 ПОРОГОВОГО ЭЛЕМЕНТЯ2, первому выводу коллекторного рез 1 лсторя 1 и катоду разрядного диода17 анод которого соединен с катодом зарядного диода 16 и вторым выводом пускового конденсатора 18, приэтом анод зарядного диода 16 подключен к второму выводу входного 1 О резистора 13 и к началу входной 6обмотки модулирующего трансформатора 5 вТрансФорматорный пиротно-импульсный модулятор работает следующим об разом.В установившемся режиме работыпри наличии напряжений +Е и Е, наобмотку б трансформатора 5 поступаетсимметричное переменное напряжение 221 от задающего генераторавеличина падеция напряжения на обмотке 6зависит от падения напряжения цанысгном резисторе 13. Если пренебречь мощностью отданаемой выходнойобмоткой 7 (а практически это всегдавыполняется Б )илу ьысскОГО ВхОднсго сопротивления порогового зле)ле 1 та 2), то величина падения напряна сбмсткаы б 8 и 7 будет зя 3 б нлсеть от состояния управляющего органа 10 - от величины сопротивлениятранзистора. Таким образом, амплитуда прямоугольного однополярного им, пульса напряжения ня потенциальномрезисторе 12 будет зависеть от экнивалецтного сопротивления управляющегооргана 10, так как его состояние определает падение напряжения на входномрезисторе 13, При увеличении падения 40 напряжения на резисторе 13 происходит уменьшение на 11 ряжения на выходнойобмотке 7, а следовательно на рези сторе 12 При уменьшенли падения нарныения ня резисторе 13 происходят 6", ,.;" ратные протессы)Слцырон 10 и синфазнс с частотойвнешнего задаощего генератора ЕЗгформируется пилообразное напряжениеНЯ формируошем конденсаторе 15 и пряемсугольное напряжение на обмотке 7определяется включением обмоток 6И / ГРЯЬС 4 ОРМЯТОРсз 3) .При открытом транзисторе 3 ранеезаряженный конденсатор 15 разряжаегся и остается замкнутым в течениевремени положительного полупериоданапряжения задающего генератора Е3 ГВ это же время напряжение на потен циальном резисторе 12 отсутствует, так как выходной диод 4 заперт соответствующей полярностью напряжения выходной обмотки 7. На входе порогового элемента 2 присутс вует нулевой потенциал.С приходом отрицательного полупериода напряжения Е транзистор 3 закрывается. На резисторе 12 от обмотки 7 трансформатора 5 обрезуется О прямоугольный импульс напряжения, амплитуда которого определяется приведенным сопротивлением управляющего органа 10. В это же время конденсатор 15 начинает заряжаться от напряжеци 5 5 +Е зарядным (в общем случае стабильным) током через коллекторцый резистор 1. На конденсаторе начинается формирование пилообразного напряжения, длительность его формировацця 2 бравна длительности отрицательногополупериода напряжения синхронизации Е . Благодаря последовательноЗгму включению резистора 12 и коцдецсатора 15 на входе порогового элемента 2 образуется суммарное напряжение пилообразного (треуго ьика)импульса от конденсатора 15 и прямоугольного от падения напряжения нярезисторе 12,Если порог срабатьнация элемента2 постоянный, то изменение уровняподставки суммарного напряженияпри изменении приведенного сопротивления управляющего органа 10 приве- З 5дет к формированию на выходе порогового элемента 2 широтно-модулированной последовательности импульсов.Причем уменьшение приведенного сопротивления управляющего оргаця 10 Оуменьшает высоту потенциала подставки" и пороговой элемент 2 сработает позже, а если суммарное напряжение на входе элемента 2 не достигнет значение порога срябятыняния, то на выходе модулятора удерживается нулевое напряжение, Приувеличении сопротивления управляющего органа 10 амплитуда "подставки"растет, пороговый элемент срабаты- завает раньше и при дальнейшем увеличении этого сопротивления пороговыйэлемент сработает сразу по началуотрицательного полупериодя частотысинхронизации Е . В этом случае им5 гпульсы выхода порогоного элемента 2повторяют (по времени) синхронизирующее напряжение Ез г.". СЕ ТСЯ Б ОЗМОЖОСТЬ ЦЗМСЦСЦНРЦБЕДЕНЦОГго СО-против.-ецпя уцряБ:гяплщсгз сргана 10ИЗМЕНЯТЬ СКВЯ:,"НОСТЬ 1 ЬХОПИЫХ ЦМЦУЛЬСО 3 .:.УЛЯТОЗЯ.фор;, р,;. яцие ц, 01;о 10 хяряктери,Н 1;Ц ПЦ 5 гот г - гп УЛ,СО 0 МОНУТОРЯизоисходит слс,1 у 5 зщц Образо 1,1;зи Одно 1 земсццой Ггоеге питания"ггЕ 1 1 а пр 51 же 51 нл с 1 х "гог. 3 га цц Е.згИгИ КО та ИЯЦ 1 гн генЦЗа.ЗДЫВЯ -Е Т (ПО С гЕ гг гИй Слгг 1 Цапг,; 05; Е Е ТИПИчец для источцикя Вторичного электроеНта.цця) п 1 зог 1 схолцт заряд пускового конд:нсатора 18 через входной резистор 13 и зарядцый диод 1 ез, Трансформатор 5 цягпЛает работать в цесцмЕТЕЗИгЦО РЕ жн.С, ОПРСДЕЛЯЕМОМ ОДНО-, по;уперодн;5 м Быпрямпецием диодом 1 б цяпряжел Е, Вследствие этого оц ясьгеется, что эк.ивалентно нуЛЕВО;:; ССНгРОТЦБЛЕЦЦЮ УЦРаБЛЯЮШСГО ОР 1 г .,, ггГяця 1 О, ПОс т Бкя поте нца;1 я импульса ца Входс порогового элемента 2 мяла. Оця цячи 1 яет увеличиваться пс мере заряя коц;ецсатора 18, тяк как стегсць цосзетрии работы транссЬгз 1 з.Ятоеза 5 " ецг.пается. г 1)и ГОлпом заряде кондесагора схема модулятора переходит Б устацовцнпишся режим работы,я;Гц Образо 1, Быоором Величиныемкости пусчоцого конденсатора 18,;О.ПО РБ.гЗЗЦ Сг; -;, БРС 1 Я Бг,г,",ОДЯ Цагг1 забсНй е .;Нм потеипЯля подо тсВкиБхгоЕ 11 к 111":гу;е соц Н 01 зоговсГО уст 1 зОйЪстця . чем . л; с 15 гается формирона 111 яБИО. н сц,очзй з,яе)актезисткиЦЗЕЗТЦОМПУЛЬС 010 МОДУЛг ТОРЯ . РЯЗрялньп. дцгздг исобходим для бь 5 стрОГОразря;Еа кон;05 саторя 18 Бо Бремя отКЛЮггЕГ 15 гг-.пгЗ 5, Сг ггВ устацовнцшемся режиме трансформатор з работает Б режиме симметричНсг Р ПЕРЕЯ Н 5 ЧБа ЦИЯ В НЕМ ОТСУТСтБУЕт ПОСТОНИ. ОЕ ОДМЯГНгВЯЦИЕ,что улучшает л.еНость модуляццонцой хяряктерцстикц устройства, повыпгЯСТ КПЛ И ПРЯБРЛНБТ 5 МВНЬШПТЬ ГЯбариты трансфсзмятора,ПляГНОЕ ИЗЗ 5 ЕЕЕгп длитЕЛЬНОСТИ ВЫходцсго пускового Импульса модулятора обеспечивает прсцользонацци широтНО ИЬПгЛЕ;С 1 ОГО МОДУЛЯТОРЯ Б СОСТЯБЕИмпульс г 10 ГО ИС СОЧ Ик ВТорцЧОГОэле 1 т 1 зоптяни Поньппсцие надежностиИСТОЧНИ;Я ЗЯ СгЕТ О РЯЦгЕ 1 ЦЯ;гУСКО -ваго тока его силового транзистора,5 12529изобретения Формула точника питания. Составитель С. ТелелюхинТехред Л.Сердюкова Корректор А.Обручар Редактор Л, Козориз Заказ 4631/57 Тираж 816ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Б, Раушская наб., д. 4/5 Подйисное производственно-полграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 Трансформаторный широтно-импульсный модулятор, содержащий коллекторный резистор, пороговый элемент, транзистор, выходной диод и модулирующий трансформатор с входной выходной и урправляющей обмотками, последняя из которых через выпрямитель подключена к управляющему органу,10 вход которого является входом модулятора, при этом первый вывод коллек. торного 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 и-, ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности преобразования при 2 одновременном уменьшении массогабаритных характеристик, в него введены базовый, потенциальный и входной резисторы ограничивающий диод и форми-, рующий конденсатор, при этом эмиттер транзистора, первый 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 12 бтранзистора и через базовый резисторс выходом задающего генератора и спервым выводом входного резистора,второй вывод которого подключен кначалу входной обмотки, причем второйвывод формирующего конденсатора соединен с коллектором транзистора, началом выходной обмотки и через потенциальный резистор - с входом порогового элемента и с катодом выходногодиода, анод которого соединен с концом выходной обмотки, а потенциальный полюс порогового элемента подключен к потенциальному полюсу ис 2. Модулятор по п, 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет формирования плавной пусковой характеристики модулятора, в него введены зарядный и разрядный 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.