Импульсный модулятор

 

1. ИМПУЛЬСНЬЙ МОДУЛЯТОР, содержащий источник питания, к вьюодам которого подключены соединенные последовательно первичная обмотка зарядного трансформатора и зарядный коммутатор, управляющий вход которого соединен с первым выходом блока управления, второй выход которого подключен к управляющему входу разрядного коммутатора, а вход - к шине запускающих импульсов, зарядный диод , катод которого соединен с первым вьшодом емкостного накопителя энергии и первым вьшодом разрядного коммутатора , нагрузку, первый вьшод которой подключен к общей шине и первому выводу вторичной обмотки зарядного трансформатора, отличающийся тем, что, с целью расширения частотного диапазона при сохранении стабильности амплитуды выходных импульсов, в него введены датчик тока, датчик напряжения, элемент сравнения и источник опорного напряжения , причем второй вывод емкостного накопителя энергии соединен с общей шиной, датчик тока включён последовательно с первичной обмоткой зарядного трансформатора, датчик напряжения подклзочен параллельно емкостному накопителю энергии, выходы датчиков напряжения и тока соединены последовательно и подключены .к первому входу элемента сравнения, второй вход которого соединен с источником опорного.напряжения, а выход - с управляющим в.юдом блока управления, второй вьшод разрядного коммутатора подключен к второму выводу нагрузки, g а анод зарядного диода - к второму выводу вторичной обмотки зарядного трансформатора. 2. Модулятор по п. , отличающийся тем, что.блок управления содержит генератор управляющих импульсов, первый и второй формироваю о тели импульсов, причем объединенные входы генератора управляющих импульсов и второго формирователя импульсов подключены к входу блока управления , выход генератора управляющих импульсов соединен с входом первого формирователя импульсов, выход которого подключен к первому выходу блока управления, управляющий вход - к управляющему входу блока управления, а выход второго формирователя .импульсов соединен с вторым выходом блока управления.

СОЮЗ СОНЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А1 (511 4 Н 03 К 3/53

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ б

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 3553603/24-21 (22) 09.02.83 (46) 30.10.89, Бюл, Р 40 (72) Н.Н, Зубарев и В.И. Матвеев (53) 621.376.5(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 738114, кл. Н 03 К 3/53, опублик.

30.05.80.

Патент ФРГ У.2020695, кл. Н 03 К 3/53, опублик. 2.01.76— прототип. (54) (57) 1 . ИМПУЛЪСНЫЙ МОДУЛЯТОР, содержащий источник питания, к выводам которого подключены соединенные последовательно первичная обмотка зарядного трансформатора и зарядный коммутатор, управляющий вход которого соединен с первым выходом блока управления, второй выход которого подключен к управляющему входу разрядного коммутатора, а вход — к шине запускающих импульсов, зарядный диод, катод которого соединен с первым выводом емкостного накопителя энергии и первым выводом разрядного коммутатора, нагрузку, первый вывод которой подключен к общей шине и первому выводу вторичной обмотки зарядного трансформатора, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью расширения частотного диапазона при сохранении стабильности амплитуды выходных импульсов, в него введены датчик тока, датчик напряжения, элемент сравнения и источник опорного напря„„80„„3 266438 жения, причем второй вывод емкостного накопителя энергии соединен с общей шиной, датчик тока включен последовательно с первичной обмоткой saрядного трансформатора, датчик напряжения подклочен параллельно емкостному накопителю энергии, выходы датчиков напряжения и тока соединены последовательно и подключены.к первому входу элемента сравнения, второй вход которого соединен с источником опорного. напряжения, а выход — с управляющим в .одом блока управления, второй вывод разрядного коммутатора подключен к второму выводу нагрузки, а анод зарядного диода — к второму выводу вторичной обмотки зарядного трансформатора.

2. Модулятор по и. 1, о т л и — ( ч а ю шийся тем, что.блок управ,. ления содержит генератор управляющих импульсов, первый и второй формирователи импульсов, причем объединенные Я входы генератора управляющих импуль- . р сов и второго формирователя импульсов подключены к входу блока управления, выход генератора управляющих импульсов соединен с входом первого @ формирователя импульсов, выход кото- Q6 рого подключен к первому выходу блока управления, управляющий вход — к управляющему входу блока управления, а выход второго формирователя .импуль- р сов соединен с вторым выходом блока управления.

1266438

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в системах импульсного питания ра.диотехнических устройств различного, назначения.

Целью изобретения является расширение частотного диапазона при сохранении- стабильности амплитуды выходных импульсов. 10

На чертеже иэображена принципиальная схема импульсного модулятора.

Импульсный модулятор содержит источник 1 питания, зарядный трансформатор 2, зарядный диод 3, емкостной 15 накопитель 4 энергии, разрядный коммутатор 5, датчик 6 напряжения, генератор 7 управляющих импульсов, например мультивибратор, зарядный коммутатор 8, нагрузку 9, датчик 10Г то- 20 ка, элемент 11 сравнения, источник

12 опорного напряжения, первый формирователь 13 импульсов, например

ШИМ-модулятор, второй формирователь

14 импульсов, например блокинг-гене- 25 ратор. Генератор 7 управляющих импульсов и формирователи 13 и 14 импульсов входят в блок управления, Между выводами источника 1 питания включены последовательно соеди- 30 ненные первичная обмотка зарядного трансформатора 2, зарядный коммутатор 8 и .датчик 10 тока. Первый вывод вторичной обмотки зарядного трансформатора 2 соединен с общей шиной, а ее второй вывод - с анодом зарядного диода 3, катод которого подключен к первому выводу разрядного коммутатора S и к первому выводу емкостного накопителя 4 энергии. Второй вывод разрядного коммутатора 5 через нагрузку 9 соединен с общей шиной и вторым выводом емкостного накопителя

4 энергии, параллельно которому подключен датчик 6 напряжения. Выходы датчика 6 напряжения и датчика 10 тока соединены последовательно и подключены к первому входу элемента

11 сравнения, второй вход которого соединен с источником 12 опорного напряжения. Вход блока 15 управления соединен с шиной запускающих импульсов, первый выход - с управляющим входом зарядного коммутатора 8, второй выход — с управляющим входом раз- 5> рядного коммутатора 5, в качестве которого может быть использован тиристор, а управляющий вход — с выходом элемента 11 сравнения. Обьединенные входы генератора 7 управляющих импульсов и второго формирователя 14 импульсов подключены к входу блока

15 управления, выход генератора 7 управляющих импульсов соединен с входом первого формирователя l3 импульсов, выход которого подключен к первому выходу блок- 15 управления, управляющий вход — к управляющему входу блока 15 управления, а выход второго формирователя 14 импульсов соединен с вторым выходом блока 15 управления.

Импульсный модулятор работает следующим образом, Генератор 7 управляющих импульсов работает в автоколебательном режиме с определенной частотой и управляет работой первого формирователя l3 импульсов, Импульсы, поступающие с шины запускающих импульсов, синхронизируют работу генератора 7 управляющих импульсов и второго формирователя 14 импульсов. Если частота повторения импульсов с шины запускающих импульсов выше собственной частоты генератора 7, то последний выдает импульсы с частотой повторения внешнего запуска, .,.:ри частоте повторения импульсов внешнего запуска ниже собственной частоты генератора 7 управляющих импульсов последний работает в автоколебательном режиме с собственной частотой.

При поступлении управляющего сигнала на зарядный коммутатор 8 последний открывается и через первичную обмотку зарядного тра" .-.форматора 2 и датчик 1 0 тока протекает ток, накапливая в индуктивности первичной обмотки зарядного трансформатора 2 энергию магнитного поля.При достижении в датчике 10 тока определенной величины с элемента 11 сравнения подается сигнал на управляющий вход формирователя 13, управляющий длительностью импульса. Импульс с зарядного коммутатора 8 снимается и пос". ледний закрывается.При закрытии коммутатора 8 энергия, запасенная в зарядном трансформаторе 2, поступает через зарядный диод 3 в накопитель 4, При частоте сигнала с шины запускающих импульсов выше собственной частоты генератора 7 управляющих импульсов зарядный коммутатор 8 и разрядный коммутатор 5 включается cmrxронно, т,е. во время запаса энергии

1266438 6 чиков 6 и 10 суюжруются и сравниваются с опорным напряжением источника 12. Элемент 11 сравнения срабатывает при значительно меньшем токе через зарядный трансформатор 2 и энергии в нем запасается столько, сколько необходимо для компенсации потерь энергии в накопителе 4. Если потери энергии в накопителе 4 составят большую величину, то это приводит к уменьшению напряжения, которое поступает с датчика 6 напряжения на элемент 11 сравнения. Так как с опор- .

15 ным напряжением сравнивается сумма напряжений с датчиков 6 и 10, то при уменьшении напряжения с датчика 6, сигнал рассогласования с элемента 11 сравнения увеличивает длительность

20 импульса управления зарядным коммутатором 8 и, следовательно, сигнал с датчика 10. Таким образом, ток через первичную обмотку заряцного трансформатора 2 нарастает до большей величины и в нем запасается больше энергии. Следовательно, увеличение потерь энергии в накопителе 4 влечет за собой увеличение энергии, запасаемой в зарядном трансформато30 ре 2, т.е, в паузе между срабатываниями разрядного коммутатора 8 запасается энергия, необходимая только для компенсации потерь в накопителе энергии 4. Стабильность напряжения на накопителе 4 в этом случае зависит только от собственной частоты генератора 7 управляющих импульсов, с которой происходит компенсация потерь энергии (подзаряд) накопителя

40 4. Увеличение собственной частоты следования импульсов с генератора 7 управляющих импульсов приводит к повышению стабипьности напряжения на накопителе 4 и, следовательно, к повышению стабильности амплитуды импульсов на нагрузке 9. в зарядном трансформаторе 2 накопи тель энергии 4 разряжен. В этом случае на элемент 11 сравнения поступа:ет напряжение с датчика 10 тока, которое пропорционально току через пер вичную обмотку зарядного трансформатора, а напряжение с датчика 6 напря жения равно нулю, Нестабильность нап ряжения заряда накопителя 4 зависит от выполнения датчика 10 тока, элемента 11 сравнения и нестабильности опорного напряжения. Для обеспечения высдкой стабильности напряжения на накопитель 4 необходимо поддерживать постоянным ток через первичную обмот ку зарядного трансформатора 2, Рассмотрим более подробно работу устройства на низких частотах повторения импульсов, т.е. на частотах сигнала с шины запускающих импульсов меньше собственной частоты генератора 7. В данном случае на нестабильность амплитуды выходных импульсов большое влияние оказывают потери в накопителе 4 в паузе между срабатываниями разрядного коммутатора 5 за счет токов утечки зарядного диода 3 и диэлектрика конденсатора. Этот недостаток устраняется тем, что в паузе между срабатываниями разрядного коммутатора.5 происходит подзаряд накопителя 4 эа счет включения зарядного коммутатора 8 с собственной частотой генератора 7.

После разряда накопителя 4 на нагрузку 9 происходит накопление энергии в зарядном трансформаторе 2 и напряжение, до которого происходит заряд накопителя 4, определяется толь ко датчиком 10 така, т.е . начало работы совпадает с работой на высоких частотах, В паузе между срабатываниями разрядного коммутатора 15 с помо" щью генератора 7 происходит дополнительное срабатывание зарядного коммутатора 8.

На элемент 11 сравнения поступает напряжение с датчика 6 напряжения и напряжение с датчика 10 тока, которое пропорционально току через зарядный . трансформатор 2. Напряжения с дат, Таким образом, в импульсном модуляторе осуществляется сохранение стабильной амплитуды выходных импульсов при работе в широком диапазоне изменения частоты запускающих импульсов, 1266438

Составитель В. Егоркин.

Редактор В. Зивтынь Техред М,Моргентал Корректор С.Черни

Заказ 8029 Тираж 880 Подписное

ВЯИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101