Широтно-импульсный модулятор

 

Союз. Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (ti)1001459 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 03.12.80 (21) 3211699/24-07 с присоединением заявки ¹â€” р М g+ з

Н 03 K 7/08

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

t$3) УДК621. 376., . 5 (088» 8) Опубликовано 280283, Бюллетень ¹ 8

Дата опубликования описания 28. 02. 83 (54) ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНЫЙ МОДУЛЯТОР

Изобретение относится к импульсной технике, в частности к импульсным преобразователям напряжения, и может быть использовано в импульсных вторичных источниках питания с ,широтно-импульсным регулированием., Известны широтно-импульсные модуляторы, включающие в себя дискритизатор, генератор пилообразного напряжения, компаратор 1j- L4J.

Недостатком известных устройств при применении их во вторичных источниках питания являются искажейия в тракте преобразования, которые возникают вследствии эффекта перерегулирования. Для устранения такого вида искажений максимальный временной интервал устанавливают либо постоянным порогом ограничения непосредственно в компараторе 1), либо вводят . источник порогового напряжения с нелинейной цепью ограничения в дескритизаторе р.2), либо применяют цифровой метод ограничения длительности широтно-импульсного сигнала 3 1 и (.4). Однако известные устройства 1) и .f3) 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

5 ограничителя.

В устройствах $3) и 4 j ограничение длительности широтно-импульсного сигнала обеспечивается с помощью аналого-цифрового преобразователя счетчикового типа, что значитель.но усложняет схему ВИП.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является широтно-импульсный модулятор, выполненный на основр линейного разряда накопительного конденсатора, предварительно заряженного до величины. управляющего напряжения, который строится на базе управляемого одно о вибратора, 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. Действи»

1001459 времязадающий конденсатор 6 и переход импульсов, блок 10 коррекции длительности импульсов и элемент ИЛИ 11.соетора 1. При этом вход преобразователя

B исходном состоянии на входе 12 имеется напряжение (фиг.2а) положительной полярности. Транзистор 3 одновибратора 1 насыщен, так как его база подключена . через токозадающий 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 отсутстнует 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.2a) логического "0" на вход синхронизации 12 преобразователь 9 длительности импульсов, выполненный на двух транзисторах по схеме кипп-реле, выдлительность которого равна удвоенной тельно, ри больших величинах упранля 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 соединенные периода следонания импульсов синхронизации. В результате к моменту пос- 5 эмиттер-база эмиттерного повторитетупления следующего импульса синхро- ля 7. Блок 8 времяимпульсного огранизации устройство еще не нозвраща- ничения включен между коллектором ется в исходное состояние. При этом транзистора 3 и управляющим входом происходит пропуск очередного импуль- ключевого эмиттера 2 одновибратора ca синхронизации и, следовательно, 10 1. Преобразователь 9 длительности пропадание широтно-модулированного импульса на выходе устройства. Следу ющий запуск устройства происходит динены последовательно. Другой вход только через период следования им- элемента ИЛИ 11 соединен с выходом пульсов синхронизации. ключа 2, а выход подключен в базе

В связи с вышеописанными искажени- эмиттеРного повтоРителЯ 7 одновибРаями известное устройство имеет ограниченное применение. Оно не может 9-длительности импульсов и управляюбыть использовано, например, в импульс- щий вход блока 10 коРРекции длительных вторичных источниках питания с 20 ности ИМПУЛЬСОВ и блока 8 ВР™ИМ широтно-импульсным регулированием. пульсного ограничения соединены с действительно, во вторичном источ- входом синхРонизации 12 УстРойства. нлке возник ют условия неустойчивой Устройство работает следующ™ Обработы вследствие эффекта перерегулирования при использовании в ка- 25 честве узла управления устройства.

Цель изобретения — повышение функциональной надежности путем устранения искажений в тракте преобразования, возникающих вследствие эффекта перерегулирования.

Поставленная цель достигается тем, что в широтно-импульсный модулятор, содержащий управляемый одновибратор, выполненный на ключевом элементе и транзисторе, включенном по схеме с общим эмиттером, база которого через последовательно соединенные времязадающий конденсатор и переход эмиттерного повторителя подключена к управляющемувходу, и вход синх-40 ронизации введены узел времяимпульсного ограничения"и последовательно соединенные преобразователь длительности импульсов, узел коррекции длительности импульсов и логический эле- 45 мент ИЛИ, другой вход которого соединен к выходу ключевого элемента,а выход — к базе транзистора, эмиттерного повторителя одновибратора, при этом вход синхронизации устройства соединен с входом преобразователя длительности импульсов и управляющими входами узлов коррекции длительности импульсов и времяимпульсного ограничения, . рабатывает импульс (б))логическую "1", причем вход последнего подключен к коллектору транзистора, включенного длительности импульса синхронизации по схеме с общим эмиттером, а выход — При этом в течение действия импульса к упрагляющему входу ключевого эле- синхронизации фиг.2 узел 10 кормента однонибратора. рекции длительности импульсов и узея

На фиг.1 приведена структурная 8 времяимпульсного ограничения удерсхема устройства; на фиг.2 — временные живаются в запертом состоянии. При диаграммы напряжений, поясняющие ра- этом, если одновибратор 1 находится боту устройства. в исходном состоянии, то его состояУстройство содержит одновибратор ние (фиг.2ДЬ течение действия импуль1, выполненный на ключевом элементе са синхронизации (фиг.2a ) не изменя2 и транэисторе с общим эмнттером 6 ется. После окончания импульса синх1001459

Формула изобретения

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 288062, кл. Н 03 К 5/04, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР

Р438104,,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 H.T.

Устройства частотного и времяимпульс60 ного преобразования. М., "Энергия", 1970, с. 102, р. 42. ронизации (фиг. 2с! ) снимается запрет с блоков 8 и 10. 11ри 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.21) через токозадающий резистор 4, диод, включенный параллельно переходу база-эмиттер эмиттерного повторителя 7, элемент ИЛИ 11 и узел 10

:коррекции длительности иМпульсов.

Транзистор 3 запирается напряжением времязадающего конденсатора б. Это приводит к отпиранию транзистора ключа 2 (фиг.2д) через блок 8 времяимпульсного ограничения. После окончания импульса на выходе преобразователя 9 длительности импульсов времязадающий конденсатор б продолжает разряжаться через элемент ИЛИ

11 и насыщенный транзистор ключа 2.

Транзистор 3 одновибратора 1 удерживается в запертом состоянии в течение разряда времязадающего конденсатора б (фиг.2 ). В момент, когда напряжение на базе транзистора 3 достигает примерно +(0,6-0,7 B ..фиг.2E) 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.2д) 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 O) на время перерегулирования (фиг.2 ), то вступает в действие блок времяим, пульсного ограничения 8. При 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 после окончания импульса синхронизации

, фиг.201) в очередном цикле широтноимпульсного 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 при использовании известного в ВИП вследствие эффекта перерегули,рования.

Широтно-импульсный модулятор, содержащий управляемый одновибратор, выполненный на ключевом элементе и транзисторе, включенном по схеме с общим эмиттером, база которого через

20 последовательно соединенные времязадающий конденсатор и переход эмиттербаза эмиттерного повторителя подключен к управляющему входу и вход синхронизации, о т л и ч а ю щ и й25 с я тем, что, с целью повышения функциональной надежности путем устранения искажений в тракте преобразования, возникающих вследствие эффекта перерегулирования, введены узел

З0,времяимпульсного ограничения и последовательно соединенные преобразователь длительности импульсов, узел коррекции длительности импульсов и логический элемент ИЛИ, другой вход которого подключен к выходу ключевого элемента, а выход — к базе транзистора, эмиттерного повторителя одновибратора, при этом вход синхронизации устройства соединены с входом преобразователя длительности импульсов и управляющими входами узлов коррекции, длительности импульсов и в ремяимпуль ского ограничения, причем вход последнего подключен к коллектору транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером, а выход — к управляющему. входу ключевого элемента одновибра- тора.

1001459

ЬНИИПИ Заказ 1444/74 Тираж 934 Подписное

Филиал ППП "Патент",г,Ужгород,ул,Проектная,4