Широтно-импульсный модулятор

 

Изобретение относится к импульсной технике и может использоваться в ключевых усилителях низкой частоты, импульсных источниках питания, мощных синусоидальных инверторах. Цель изобретения - повьшение кратности регулирования длительности выходных импульсов - достигается за пНИЯ в модулятор уСИЛИТелЯ-(1)Ор;ь:; : теля 7, содержащего соединенные последовательно усилитель 8 двуполярного сигнала по модулю и усилитель 9 со смещением выходного напряжения. Модулятор также содержит компаратор 1, выходную шину 2, интегратор 3, источник 4 опорного напряжения, генератор 5 прямоугольных импульсов, коммутатор 6, входную шину 10.- Введение усилителя-формирователя с заданной передаточной характеристикой существенно увеличивает диапазон регулирования длительности выходных импульсов и позволяет расширить область применения широтно-импульсного модулятора . 1 з.п. ф-лы, 2 11П. « SS (Л с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 Н 03 К 7/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Фиг. 7

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО.ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К A BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3968562/24-21 (22) 21. )О ° 85 (46) 23,10.88. Бюл. У 39 (72) О.С.Овсянников, А.В.Пименов, А.Ю.Ануфриев и В.Е.Беляев (53) 621.376.54(088.8) (56) Электронная техника в автоматике./Под ред. Ю.И.Конева. Вып. 13, М., 1982, с. 158, рис.1.

Авторское свидетельство СССР

У 489213, кл. Н 03 К 7/08, 03.01.74. (54) ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНЫЙ МОДУЛЯТОР (57) Изобретение относится к импульсной технике и может использоваться в ключевых усилителях низкой частоты, импульсных источниках питания, мощных синусоидальных инверторах. Цель изобретения — повьппение кратности ре„SU 1432760 А 1 гулирования длительности выходных импульсов — достигается за с "- ": ения в модулятор усилителя-4е1;;. теля 7, содержащего соединенные последовательно усилитель 8 двуполярного сигнала по модулю и усилитель 9 со смещением выходного напряжения °

Модулятор также содержит компаратор

1, выходную шину 2, интегратор 3, источник 4 опорного напряжения, генератор 5 прямоугольных импульсов, коммутатор 6, входную шину 10.- Введение усилителя-формирователя с заданной передаточной характеристикой существенно увеличивает диапазон регулирования длительности выходных импульсов и позволяет расширить область применения широтно-импульсного модулятора. 1 s п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение отн-сит".ÿ к импульсной технике и может быть использовано в ключевь»х усилителях низкой частоты» импульсных источниках питания „ мощных синусоидальных инверторах.

Цель изобретения — повышение кратности регулирования длительности выходных импульсов.

На фиг. 1 приведена функциональная 10 схема широтно-импульсного модулятора;

:на фиг.2 — временпые диаграммы работы модулятора для двух значений входных напряжений и синусоидальной формы опорного напряжения.,5

Широтно-импульсный модулятор содержит компаратор 1, выходную шину 2, интегратор 3, источник 4 опорного на" пряжения, генератор 5 прямоугольных коммутатор 6 „усилитель- 20 .формирователь 7, содержащий соединенные последовательно усилитель 8 двуполярноro сигнала по модулю и усилитель 9 со смещением выходного напряжения, входную шину 10, при этом пос- 2" ледовательно соединены входная шина

10, усилитель-формирователь 7, коммун татор 6, интегратор 3 и компаратор 1, выход которого соединен с выходной шиной 2, а второй вход — с выходом 30 источника 4 опорного напряжения, причем выход генератора 5 грямоугольных импульсов соединен с управляющим входом коммутатора, вход усилителя 8 двуполярного сигнала по м..щулю — с 35 вхоцом усилителя-формирователя 7, выход которого "îåäèíåí с выходом усилителя 9 со ".ì åùåíèåì вы:ходного напряжения.

Усилитель 8 двуполярного сигнала А0 по модулю может быть выполнен в виде соединенных последовательно и выполненных на операционных усилителях однопОлярнОГО выпрямителя и неинверти рующего сумматора, второй вход кото- рого объединен с входом однополярного выпрямителя, Усилитель 9 со смещением выходного напряжения может быть выполнен на дифференциальном операционном усилителе, включенном по схеме инвертора, к неинвертирующеиу входу которого подключено напряжение смещения выходного напряжения.

Интегратор 3 в простейшем случае может быть выполнен в виде интегри". руюшей RC-.öåïî÷êè,.а коммутатор 6 в простейшем случае может представлять собой транзистор, коллектор и эмиттер которого подключены к конденсатору интегрирующей цепи„а база — к выходу генератора 5 прямоугольных EIM пульсов. Соединенные последовательно усилители 8 и 9 могут иметь переда-. точную характеристику вида

0ьы». макк " 16ы». м»л»

Ь ц» &bt». макc

Ц к»о

» 11 »), при всех П „ Бь»»

= П»» л»м„„при всех

l UEEx j IUbio y где УВЫ. макс

U @ I „„„„— максимальное и минимальное значение выходного сигнала ycEI— лителя-формирователя 7:

UEIÕ à максимальное значение напр я же ни я входного сигнала усилителя 8, после которого наступает оrpаничение его выходного сигнала на максимальном уровне.

Источник 4 опорного напряжения формирует выходной сигнал в соответствии с функцией преобразования сигнала устройством, в составе которого используется данный широтно-импульсный модулятор, Например, при использовании его в инверторах дпя получения синусоидапьного напряжения источник 4 формирует однополярный сигнал, полученный двухполунериодным выпрямлением синусоидвльного напряжения.

Широтно-импульсный модулятор работает следующим образом.

Входной сигнал по шине 10 поступает на вход усилителя-формирователя

7, а в нем — на вход усилителя 8.

При значениях входного сигнала, меньших по модулю значения UIE т.е. при U,1 z (Uк„,j, с выхода усилителя обеспечено поступление сигнала, пропорционального входному, и усилитель 8 работает как обычный усилитель по модулю. Ограничение выходно—

ro сигнала наступает при значении входного сигнала, соответствующем

) 11 „,(.Бь ходнои сигнал хода усилителя 8 поступает на вход усилителя 9, в котором обеспечивается смещение, вследствие чего его выходное напряжение максимально при нулевом входном, и минимально при

l Usx! 7)Upxol

Диапазон изменения выходного напряжения усилителя определяется соотношением Пбы,,чака 11Ьыг,вин °

Далее напряжение с выхода усилителя-формирователя 7 поступает на передающий вход коммутатора 6, электронный ключ которого коммутируется с частотой работы генератора 5 импульсам, поступающими на управляющий вход коммутатора 6. С выхода последнего на интегратор 3 поступают импульсы с частотой работы генератора

5 и с амплитудой, соответствующей напряжению с выхода усилителя-формирователя 7. В паузах коммутатор 6 эакорачивает вход интегратора 3 на общую шину.

Интегратор 3 преобразует прямоугольные импульсы в односторонние . тпьчообразные, которые поступают на один из входов компаратора 1, на другой вход которого поступает модулирукчций сигнал, представляющий собой, например, выпрямленное двухполупериодное синусоидальное напряжение, при этом амплитуда этого напряжения должна быть не более минимального значения амплитуды пилообразного напряжения, что соответствует с учетом коэффициентов передачи через элементы 6 и 3 значению напряжения на выходе усилителя-формирователя 7 11вы„ нин, при этом частота генератора 5 на порядок больше частоты следования сигнала с источника 4, Вследствие этого после сравнения входных сигналов и соответствующей компарации их в компараторе 1 с вы- ходной шины 2 могут быть сняты для дальнейшего использования прямоугольные импульсы, ширина которых промо.дулирована по форме выпрямленной синусоиды, а среднее значение пропорл опалено не,-;7;.::.,;, :(: в. .одно,-.0 н !! (;. ния.

Введение новых средств — усилителя-формирователя с заданной передаточнсй характеристикой, а также новые связи между элементамн позволяют существенно увеличить диапазон регулирования длительности выходных импульсов, а cGM модулятор можно использовать для регулирования напряжения на дина.-наческой нагрузке, например, в инверторах для регулирования в широком диапазоне амплитуды первой гармоники электродвигателя, что делает возможным использование модулятора в качестве регулятора, т.е. расширяет область применения предлагаемого модулятора.

Формула изобретения

1. ILHpoTHQ-èèïóëüñíûé модулятор, содержащий соединенные последователь25 но коммутатор, интегратор и компаратор, источник опорного напряжения и генератор прямоугольных импульсов, выход которого соединен с управляющим входом коммутатора, о т л и " ч а ю шийся тем, что, с целью повышения кратности регулирования длительности выходных импульсов, в него дополнительно введен усилительформирователь, вход которого соединен с входной шиной, а выход — с входом коммутатора, при этом выход источника опорного напряжения соединен с вторым вхоцом компаратора, выход которого соединен с выходной ,10 шиной.

2, Модулятор по п.1, о т л и— ,ч а ю шийся тем, что усилительформирователь выполнен на соединен45 ных последовательно усилителе двуполярного сигнала по модулю и усилителе со смещением выходного напряжения.

) 432760

ii! !! !

Составитель Е.Борзов

Техред М.Дидык Корректор В.Гирняк

Редактор И.Горная

Заказ 5463/54

Тираж 929 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Уйгород, ул. Проектная, 4