Широтно-импульсный модулятор для стабилизированного преобразователя

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ЗО 58 И 9 5)4 КОЗ К 7 08 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ ДЕТЕПЬСТВУ ВТОРСКОМ НЫИ МОДУЛЯТОРГО ПРЕОБРАЗОВАОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ(71) Ленинградский институт авиационного приборостроения(56) Авторское свидетельство СССРВ 575051, кл. Н 03 К 7/08, 972,Авторское свидетельство СССРУ 548934, кл, Н 03 К 7/08, 1975,Самойлов В, Ф., Маковеев В, Г.Импульсная техника, - М,: Связь,1971, с. 147,(57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для управления стабилизированными преобразователями, Бель изобретенияповышение помехозащищенности модулятора - достигается за счет введениявторого триггера 7 и стабилитрона8, при этом генератор 1 пилообразного напряжения выполнен управляЕмым, Модулятор также содержит задающий генератор 2, пороговый элемент3, элементы НЕ 4, И-НЕ 5, триггер 6входы 9 и 10 управления модулятора,выходы 12,13 и 14 управляющий транзистор 15, транзистор 16 сброса, резистор 17, конденсатор 18, стабилизированный преобразователь 19. Крутой передний фронт импульса напряжения обеспечивается относительнобыстрой зарядкой конденсатора 18,Задний фронт этого импульса формируется транзистором сброса 16, Приэтом исключаются сбои в модуляторево время переходных процессов в преобразователе 19, 2 ил,1 1305842Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для управления стабилизированными преобразователями.Целью изобретения является повышение помехозащищенности модулятора.На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг, 2 временные диаграммы напряжений вразличных узлах схемы. 10Устройство содержит управляемыйгенератор 1 пилообразного напряжения, задающий генератор 2, пороговый элемент 3, элемент НЕ 4, элемент И-НЕ 5, первый и второй триггеры 6 и 7, стабилитрон 8, первый ивторой входы 9.и 10 управления модулятора, первый, второй, третий и четвертый выходы 11 - 14 модулятора,управляющий транзистор 15, транзистор 16 сброса, резистор 17, конденсатор 18, стабилизированный преобразователь 19,2второй вход которого соединен с выходом порогового элемента 3, а выходэлемента И-НЕ 5 подключен к синхровходу второго триггера 7, информационный вход которого подключен к информационному входу и инверсному вы"ходу первого триггера 6. Прямой иинверсный выходы первого триггера 6являются первым 11 и вторым 12 выходами модулятора, а прямой и инверсный выходы второго триггера 7 являются третьим 13 и четвертым 14 выходами модулятора.Управляемый генератор 1 пилообразного напряжения выполнен по известной схеме, причем его первыйуправляющий вход соединен с первымвыводом токоограничивающего резисто"ра 17 и с источником питания управляемого генератора 1, второй управляющий вход которого соединен с базой управляющего транзистора 15,эмиттером соединенного с вторым выводом резистора 17, а коллекторомподключенного к первой обкладке конденсатора 18, коллектору транзистора 16 сброса и к выходу управляемогогенератора 1, вход "Сброс" которогосоединен с базой транзистора 16 сброса, эмиттером соединенного с второйобкладкой конценсатора 18 и с общейшиной модулятора,На фиг. 2 обозначены: эпюра 20 25напряжения на выходе задающего генератора 2, эпюра 21 напряжения на выходе управляемого генератора 1 пилообразного напряжения,.эпюра 22 напряжения на выходе порогового элемента 3, эпюра 23 напряжения на выходеэлемента И-НЕ 5, эпюры 24 и 25 напряжения на прямом и инверсном выходахпервого триггера 6 соответственно,эпюра 26 напряжения на прямом выходе второго триггера 7, Кроме того,на фиг, 1 и 2 обозначено- источник постоянного напряжения управляемого генератора 1 пилообразного напряжения, 1 - выходное напряжение щстабилизировайного преобразователя19, с - фазовый сдвиг импульсныхпоследовательностей на первом 11 ивтором 12 выходах модулятора,Выход задающего генератора 2 подключен к синхровходу первого тригге-.ра 6, к входу элемента НЕ 4 и к входу "Сброс" управляемого генератора 1пилообразного напряжения, первый ивторой входы которого являются соответственно первым 9 и вторым 1 Овходами модулятора, подключенными квыходным клеммам +1 и "Бр стабилизированного преобразователя 19 соответственно, Выход управляемого генератора 1 подключен к входу порогового,элемента 3 и к катоду стабилитрона 8, выход элемента НЕ 4 соединенс первым входом элемента И-НЕ 5,Устройство работает следующим образом.Импульсы с выхода задающего генератора 2 формируют на прямом и инверсном выходах первого триггера 6 посгедовательности импульсов 24 и 25.Кроме этого, импульсы задающего генератора 2 осуществляют "Сброс" управляемого генератора 1 пилообразного напряжения, затем на выходе управляемого генератора 1 формируется линейно нарастающее напряжение, подаваемое на вход порогового элемента 3. На выходе порогового элемента 3 формируется импульс 22, длительность су которого определяется напряжением, подаваемым на первый 9 и второй 10 управляющие входы модулятора. Этот импульс поступает на второй вход элемента И-НЕ 5, на первый вход которого поступает инвертированный импульс задающего генератора 2, На выходе элемента И-НЕ 5 формируются импульсы 23 напряжения, они поступают на синхровход второго триггера 7 и формируют на его прямом выходе импульсную.3 130584последовательность 26, сдвинутую относительно импульсной последовательности 24 (на прямом выходе первоготриггера 6) на величину Ср, На инверсном выходе второго триггера 7формируется импульсная последовательность со сдвигом на Ср относительнонапряжения на инверсном выходе первого триггера 6,10Пусть только что проследовал тактовый импульс от задающего генератора 2 и на конденсаторе 18 напряжениеравно нулю, В зависимости от величиныуправляющего напряжения изменяется 15величина базового тока управляющеготранзистора 15, коллекторным токомкоторого заряжается конденсатор 18Причем ток заряда (ток коллектора)практически постоянен и напряжение 20на конденсаторе 18 нарастает линейнодо пробоя стабилитрона 8 (фиг, 2,поз. 21). В момент достижения порогового значения напряжения У срабатывает пороговый элемент 3 и на его 25выходе напряжение становится нулевым. В результате, несмотря на наличие на выходе элемента НЕ 4 логической "1", на выходе элемента И-НЕ 5появляется вместо 0 логическая 1 30(Фиг. 2, поз, 23), поступающая насинхровход триггера 7, срабатывающегопод действием положительного (переднего) фронта, При поступлении следующего тактового импульса сбрасывает транзистор 16 сброса и полностьюразряжает конденсатор 18, что приводит к одновременному переключению порогового элемента 3 и триггера 6,Ограничение напряжения на конденсаторе 18 с помощью стабилитрона 8позволяет обеспечить одинаковое время его разряда при любой крутизнефронта напряжения управляемого генератора 1; Триггер 6 включен по схеме 45тактовой частоты на два (информационный вход триггера 6 типа П подключен к его инвертирующему выходу),и всегда при поступлении тактового(относительно триггера 6) всегда устанавливается в противофазе при поступлении на его синхронизирующий вход импульса от элемента И-НЕ 5.При работе широтно-импульсногомодулятора в цепи управления стабилизированного преобразователя 19 пря 24.моугольные импульсы, поступающие с триггеров 6 и 7, служат для раскачки предварительного усилителя (при необходимости) и затем транзисторов силового инвертора стабилизированного преобразователя, а напряжение с выхода стабилизированного преобразователя через цепь обратной связи поступает на первый 9 и второй 10 управляющие входы модулятора. ПриЧем с увеличени-; ем фазового сдвига С напряжение уменьшается, а с уменьшением - увеличивается, Поэтому, если произошло уменьшение напряжения, то снизятся базовый и коллекторный токи транзистора 15, конденсатор 18 заряжается медленнее, напряжение на нем нарастает (фиг. 2, поз. 27) и достигает/порогового значения через й,- 7 В результате время, в течение которого напряжения 25 и 26 равны "1" увеличивается, в результате чего возрастает длительность импульса на выходе силового инвертора стабилизированного преобразователя 19 и соответственно увеличивается выходное напряжение + Ц т,е, осуществляется стабилизация, Таким образом, регулируя заряд конденсатора 18, можно управлять величиной фазового сдвига между прямоугольными импульсными напряжениями, поступающими с триггеров 6 и 7, и осуществлять стабилизацию выходного напряжения преобразователя 19,Применение управляемого генератора прямоугольных напряжений, управляющий вход которого подключен к выходу преобразователя, исключает многократное переключение пброгового элемента ("размывание" фронтов) и сбои в работе триггера модулятора, так как выходное напряжение преобразователя с помехами является толькоуправляющим для процесса заряда конденсатора (происходит интегрирование - сглаживание импульсных помех).Кроме того, в переходных динамических режимах стабилизированного преобразователя, когда на его выходе напряжение близко к нулю, ток заряда конденсатора 18 мал и напряжение на нем не может достигать уровня срабатывания порогового элемента 3, который перестает переключаться. Однако переключение триггера 7 в этом случае происходит за счет инвер" тированного импульса от задающегофиг,2 Составитель С. Телемехин Техред М,Ходанич Кар арЛ, Пат Редактор Г, Ге ер аказ 1464/54 Тираж 902 ВНИИПИ Гасударственного коми по делам изобретений и а 113035, Москва, Ж, Раушскаядписно та СССРрытийаб д, 4/5 Производстве о-полиграфическае предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 5 13058генератора 2, проходящегочерез элемент И-НЕ 5, т.е, триггеры 6 и 3 коммутируются практически синхронно.При высоком выходном напряжении преобразователя (перерегулирование призапуске) управляющий транзистор 15полностью открыт, конденсатор 18 за"ряжается относительно быстро, обеспечивая крутой передний фронт импульса напряжения (фиг. 2, поз. 21), 10т.е, йрО. Задний же фронт формируется транзистором 16 сброса и импульсы триггеров 6 и 7 следуют впротивофазе,Таким образом, исключаются сбои 15в модуляторе во время переходных процессов в стабилизированном преобразователе,Формула изобретения 20 Широтно-импульсный модулятор для стабилизированного преобразователя, содержащий генератор пилообразного напряжения, задающий генератор, пора говый элемент, триггер, элемент И-НЕ и элемент НЕ, при этом выход задающего генератора подключен к входу "Сброс" генератора пилообразного напряжения, соединенного своим выходом 30 с входом порогового элемента, а вы 42 6ход элемента НЕ соединен с первымвходом элемента И-НЕ, о т л и ч а -ю щ и й с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, в неговведен второй триггер и стабилитрон,а генератор пилообразного напряжения выполнен управляемым, причем пер"вый и второй входы управления являются первым и вторым входом широтноимпульсного модулятора, при этомпервый вход управления соединен сшиной питания генератора пилообраз"ного напряжения, анод стабилитронасоединен с общей шиной, а его катодподключен к выходу генератора пило"образного напряжения,выход порогового элемента соединен с вторым входом элемента И-НЕ, соединенного своим выходом с синхровходом второготриггера, информационный вход которого соединен с информационным вхо"дом и инверсным выходом первого триггера, подключенного своим синхровходам к выходу задающего генератора ивходу элемента НЕ, при этом прямойи инверсный выходы первого триггераявляются первым и вторым выходамиустройства, а прямой и инверсныйвыходы второго триггера являютсятретьим и четвертым выходами широтноимпульсного модулятора,