Трансформаторный широтно-импульсный модулятор
СОЮЗ СОВЕТ ЖИВ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН
„„ 4 и 0; к 7/08
> ф !
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3870972/24-21 (22) 22.03.85 (46) 23.08.86. Бюл. У 31 (» ) Уральское отделение Всесоюзного научно-исследовательского института железнодорожного транспорта (72) Б.С. Сергеев и В.И. Головин (53) 621.373.44(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
9 531272, кл. Н 03 К 7/С8, 1976.
Авторское свидетельство СССР
Ф 731575, кл. Н 03 К 7/08, !978. (54) ТРАНСФОРМАТОРНЫЙ ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНЫЙ МОДУЛЯТОР (57) Изобретение относится к импульсной технике, и может быть использовано в качестве модулятора импульсных преобразователей силовых источников вторичного электропитания и позволяет повысить точность преобразования эа счет улучшения линейности модуляционной характеристики модулятора, а также расширить его функциональные возможности за счет формирования плавной пусковой характеристики;
В модулятор, содержащий коллекторный резистор 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, введены базовый 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. Е
Плавное изменение длительности выход- рр ного пускового импульса модулятора обеспечивает, при использовании широтно-импульсного модулятора в составе импульсного источника вторичного ф электропитания, повышение надежности ® источника за счет ограничения пускового тока его силового транзистора. р
1 э.п.ф-лы, 1 ил. Ю
f252932 .:-: О(! р с т е н;-;с относится к b;(I@ III с-. ! (О (те хlт < )т ст 1 т?р>т;е г быч ь т?с1(олтзз О-!BHo В качестве модулятора импульс":Т?т?Х Г?рЕ<)()разоваТЕЛ!.—.й С»ЛОВЫ) НСТОЧ ников вторичного электрспитаиия,, Цель изобретения — по)вышеииe точНосТН l3pcohpBзова1гня за счет улучшения линейности модуляционной харак < СРИС ТИК» МОДУЧТЯЧ OPB ) а Такж(Рс?.СПЕЛ
РЕНИЕ (1)трт??КЬ<1?опаЛЬИ6?Х ВОЗМОЖНОСТЕЙ модулятора за счет формирования специальной плавной г?усковой характеристики.
На чертеже представлена фу??кциональная схема предлагаемого моду— лятора.
).pBHcфОрмат0рн6гй I11HpoTHQ--импульсный модуг(ятор содержит коллекторньгй резистор 1, пороговый з?чет?ет(1 2„ тра)?(?исч Ор 3 ) ВыходнОЙ диод -<- ) модy" пирующий трансформатор 5 с Входной
6. Выходной 7 и управляющей 8 обмотками, Выпрямитель 9., управляющий орган 10„ базовый 11, IIOTe«циаль-ный 12., Входной ?3 резисторы, огра.— ни!?ивающий диОд 1 <<, форм»рту(ощий кОнденсатор ?5„ зарядный 16 и разрядный
17 диоды, пускоьой конд нсг.гор 18, ВНЕШНИЙ IZCTO"- HÈÊ 1 .) ПИТННИН (" Е ) т?
Внешний 53счт?а)О?1(»й 1 енеРсзтОР 20 0- . ) .
Упраилякщая обмотка 8 мовуливу:ОЩЕ! "0 ТсРсЗ HCG!OPb<а ТОТ)с" 5 т?ЕРЕ ВЫП1 Я
МИ Е Л Ь т П ()ДК.Т)ОЧЕ !! с; II VIIP BE< I (5(IOI(I C MУ
Оpi Bну 10, poJI! KoTopol 0
Т JB (I=,HCÒop. рР Гу3ПТруЕ?с(6?й ВНЕКIНИМ снт.:,-?аг(ом с в?зада Вход ", К общей
I1 )""
ППIНЕ МРП трЛЯТОРа ПОДКЛIОЧЕН61 с!1?OJJ ОГPB" ничивакщега диода 14, амит-<-ер транзистора 3, первые 1361)3opbi формиру(ощего кондсзнсатора 1". и пусковс.го коиденсато))сч 1 8 К()нед Hx(lpò(o КИ 0()ТЦИ» ПОЛ?ОС БНЕШНЕГO И(ТОЧПИКс3. пита??ия вне()lнег О задгнощеГО 1 ен=- .1)а тора и порогОВОГО элемента "., Выход Зада(още; о ("е Тер;3 E OpB сг)едиие(л; —. Hep-Db1M ВЫВОПОМ 1)ХОди01" 0 рЕЗЧСТОрсЧ 1 р Н ЧЕр ЕЗ ()BBOgb„.," .рв э»Стор 1 1 - баас!i? 1 рст из)((1 op! . 3 H .к ат ОдОм ol pB ?è»»В а53 щего диоды 1<<, Второй ьывод формируЮц(< = .ГО т ОНПЕНсатора 1 „т СОЕд?IНЕ(? (1 КОЛ" лекторо:: трат?зис;Ора 3,, вторы::l ВыВо)доь? т(с)ллекторного резистс)ра .. на.-. <1BJIoli выхоцной обмотки 7 H т(ере.) потенциальный резистор 12 .- с 1I0p01 o oDo злеме н "a 2 и rB I ХОДНОГО ДИОЦа ст. А?(ос(Т ТЧЫХОДНОГО ДИО-" Да (? )чодклют?ет! к (o)iöó Выходной обмотки 7 . <1Оте??1?наг?ьнт.<<4 полюс. в неп?н:::-.. u HC гОЧННКа 1(Ита?1»Я ПОДК.)ЮЧаЕтСЯ 1<. Вводy H»TBHilH ПОРОГ(3ВОГO ЭЛЕМЕНта 2, первому выводу коллекторногo рез?-стора 1 и катоцу разрядного диода 17) анод которого соединен с катодом зарядного диода 16 и вторым выводом пускового конденсатора 18, при этом анод зарядного диода 16 подключен к второму выводу входного (() pc».". »cTopa 13 и к началу входной 6 Обмотки модулирующего трансформатора 5. Трансформаторный Тпиротно-импульсный модулятор работает следующим об15 разом. В установившемся режиме работы пр» наличии напряжений +Е„ и F, иа обмотку б трансформатора 5 поступает с»мметричное переменное напряжение 2(1 От заДаюЩего гeHPPaòoPB зт, величина падения напряжения «В обмотке 6 зависит от падения напряжения на вхог?ном резисторе 13. Если пренебречь мощностью., отдаваемой выходной Обмоткой 7 (а практически это всегда выполняется 13 <илу ьысокого входl?(3:cо сопротивления порогового элеме?(та 2), то величина падения напряж .?Ия на обмотках б,, 8 ».7 будет за3. : Висеть от состояи?ля управляющего оргаHB 10 — от ве:тичины сопротивления транзистора. Таким образом, амплитуда прямоугольного однополярного им, пульса напряжения на потен?тиальном резисторе 12 будет зависеть от эквивалентного ".Опротивления управляющего органа 10, так как его состояние опре. делает падение напряжения на входном p".B»ñò0ðå 13, При увеличении падения 40 напряжения на резисторе 13 происходит уменьшен»е напряжения на выходной Обмотке 7, а следовательно на резисToðc 12,, При уменьшении падения ная(женит? на резистОре 13 происхОдят т1, ) . PBTные IIPОт.т,еcсы ° Синхронно и синфазно с частотой Внешнего зада(ощего генератора Е Зг формируется пилообразное напряжение на формиру?ошем конденсаторе 15 и пря< ) моугольное напряжение на обмотке 7 (с)пределяется включением обмотж 6 » / ГРа?(СО)ОР?с(аатОРВ 3) При oткрытом транзисторе 3 ранее заряженный конденсатор 15 разряжа=:ãñÿ и остается замкнутым в течение Времени положительного полупериода напряжения задающего генератора Е зг 8 это же Время напряжение на потенравна длительности отрицательного полупериода напряжения синхронизации Е . Благодаря паследовательнаЗГ му включению резистора 12 и конден-сатора 15 на входе порогового элемента 2 образуется суммарное напряжение пилообразного (треуголь«IHKaf импульса от конденсатора 15 и прямоугольного от падения напряжения на резисторе 12. »Q Если порог срабатывания элемента 2 постоянный, то изменение уров;я подставки суммарного напряжения при изменении приведенного сопротивления управляющего органа 10 приведет к формированию на выходе порогового элемента 2 широтно-модулированной последовательности импульсов. Причем уменьшение приведенного сопротивления управляющего органа 10 ..О уменьшает высоту потенциала подставки" и пороговой элемент 2 сработает позже, а если суммарное нЬпряжение на входе элемента 2 не достигнет значение порога срабатывания, то на выходе модулятора удерживается нулевое напряжение. При увеличении сопротивления управляющего органа 10 амплитуда "подставки" растет, пороговый элемент срабатывает раньше и при дальнейшем увеличении этого сопротивления пороговый элемент сработает сразу па началу отрицательнога полупериода частоты синхронизации Е . В этом случае им- 5 г пульсы выхода порогового элемента 2 повторяют (по времени) синхронизирующее напряжение Е, . 25 циальном резисторе 12 отсутствует, так как выходной диод 4 заперт ссатветствующей полярностью напряжения выходной обмотки 7. На входе ropo«0ваго элемента 2 присутс вует нулевой потенциал. С приходом отрицательного палупериода напряжения Е транзистор 3 закрывается. На резисторе 12 От обмотки 7 трансформатора 5 обр1}зуется тб прямоугольный импульс напряжения, амплитуда которого определяется приведенным сопротивлением управляющего органа 10 ° В это же время конденсатор 15 начинает заряжаться от напряжепиir !5 +Е„ зарядным (в общем случае стабильным) током через KаллекTарl{ый резистор 1. На конденсаторе начинается формирование пилообразного напр-, — . жения, длительность ега фармирава Ия 2б <{ i.". ii.CТСB В ОВМОЖ ;-тас ТЕ, т;3,,0!{С{{;-...:.}{)!!ВЕЦO}t!{ОГG» СОП})ОТИВ. !Е}{ття Пра17. <Я!т щсг 0 Ррга}{а 10 1) 3.: Е Н <т -, Ь С !1 В <1:лт{ О С т 1-, il K ., 0 if !{ BI-.-. HM itvJ7r>c0B ..; .{улятора. Форт,:.::,,, якие пуст;апай характери"! HKH i1H {р0 71. 0 — H».; у {)>C «;{)1 мO.ró{1«!тора и т) 0 и с х ОД и т с л е .! < {>7 { Гт;1 1 О бт р <3 3 Р }{, 1ри Оди )Fip< менliOH па . Е и «тапр)тжепт{л си }1хрc 1{1: -i < UHH Е . зг илH KGI да rr KонДе«!сетера 1 1<) терез ВхОДнОЙ рези стар 13 и заряд!{ый{ диод 1б, Трансформатор 5 начит}яет работать в неспм}{ЕТ))ИЧ}{0:-! 1)еж!{.{Е) ОПРЕДЕЛЯЕМОМ ОДНО-. па! уперттадн; 11 Выпрямпе«!нем диодом 1б rIar7р".KB}{:r, т!, . Вследствие этого Oi! 1{Са На ВХОДЕ ПОРОГОВОГО Э-e IÅÍTß 2 маля. 0}{а па-тинает увеличиваться па мере заря.,r--. кон;тенсатара 18, так как степень 1{Ос!!м«{ет«)ии рабаты транс{1»01) 1 7T<òò я ) "" е )i >»i {<аеTc Fr «Ipri пОлпОм заряде конде«{с.l ара схема модулятора пере;oiiHT в устанавивяп}йся режим т)аботы. >. а «» И т а б) р я я <) ) 1 т> }>! {б ар 011 B p JI H)r l i «{bi е:1-;ости пус,азова конденсатора 1ь .0)< liO т)<: r <- lt . »< <> i -;i вттт», <» I > « { тя н Ii татс}{пиал", пад".таBK«i ВХ<ат{!1} тх 111":Iт <,";!.==СОВ Пара ГОВО ГО у С ТpOI-: С ТЛЯ ., ЧЕ{ 1: Л; С"."iГ {ттав Ца, . 11 < С;0BOr>, Ят)Я KTO»PHCTHKH 1«я!ПОТ)за lт:";Г{у!71> На 0 МОД » Ля Topa . Ря Э ря, Гт{ь{Й дид 7 . и еаб алим „"{ля бе {с т}70гo ра3p;.;111 Кан:.{CHСатаp;т 18 ВО ВРЕМЯ атК т» {{)» т Е 11 11 H а П О «П,.; С т.!{Я В уст .riOBti:тпемся режиме трансформатор 5 рабат;,ет В режиме симметрич70,, <, >P e".i, т н .".!!{В 1 }!ИЯ B НЕ»Ь{ OTC»J>T ствует пасто«lt! Ое падмагничивяHHp чта улучшает лт!«.ей!{ость мадуляцпаннай хаp ПлaBHF)e»3:{е}{е{!H<» длительнас-.и выход{ .с Го пуcKOB< Г о и. {гтульса модулятора О бес!> т»чlтв< ет )«!i испальзавя нии IIJHpoT на-импульсноГO модулятора B составе импу 7Bc}IÎГО ric сачl 1{к<1 ВтаричноГО эле,TpoiH)тa 1{H«r павь;1!{ет{ие надежности ИСТО<1«{1{«та За СЧЕТ ОГРаНИЧЕ}П{я ПУСКОBOi 0 TGr< < ЕГО СИЛОВОГО ТРЯ Н3ИСТОРа . 5 12529 изобретения Формула точника питания. Составитель С. Телелюхин Техред Л.Сердюкова Корректор А.0бручар Редактор Л. Козориз Заказ 4631/57 Тираж 816, ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Иосква, >К-35, Раушская наб., д. 4/5 Подйисное производственно-полиграфическое предприятие, r. 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,1п вход которого является входом модулятора, при этом первый вывод коллекторного 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 шийся тем, что, с целью повышения точности преобразования приi 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 огра ничивающего диода соединен с базой 12 б транзистора и через базовый резисторс выходом задающего генератора и с первым выводом входного резистора, второй вывод которого подключен к началу входной обмотки, причем второй вывод формирующего конденсатора соединен с коллектором транзистора, началом выходной обмотки и через потенциальный резистор — с входом порогового элемента и с катодом выходного диода, анод которого соединен с концом выходной обмотки, а потенциальный полюс порогового элемента подключен к потенциальному полюсу ис2. модулятор Bo B 1, ч а ю шийся 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.
