Широтно-импульсный регулятор напряжения

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве регулирующего органа в системах управления устройствами преобразовательной техники . Цель изобретения - расширение функциональных возможностей. Эффект обусловлен возможностью устройства изменять фазу исходного импульса. Это достигается за счет имеющихся в схеме логических элементов 5, 6, 15, 16, 17, 18, генератора тока на транзисторе 9, интегрирующей цепочки на резисторах 1 и 3 и конденсаторе 4. 2 ил.

СОЮЗ СО8ЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (52)s Н 02 M 1/08

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4631967/07 (22) 03.01.89 (46) 29,02.92. Бюл. ¹ 8 г (71) Харьковский политехнический институт им. В.И,Ленина (72) M.M.Ãëèáëöêèé, О,И.Данилевич, E.Â.Ëèííèê, Ю.Н,Караев, А.И.Киричек и .

А.Ю. Сергеев (53) 621.314.252(088,8) (56) Лихачев B.Ë. Практические схемы на операционных услителях. M.; ДОСААФ, 1981, с.58, рис.36.

Тышкевич Е. ШИ регулятор напряжения. — Радио, 1984, N- 6, с.27, . Ж„„1716591 А1

2 (54) ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНЫЙ РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве регулирующего органа в системах управления устройствами преобразовательной техники. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей. Эффект обусловлен возможностью устройства изменять фазу исходного импульса. Этодостигается за счет имеющихся в схеме логических элементов 5, 6, 15, 16, 17, 18, генератора тока на транзисторе 9, интегрирующей цепочки на резисторах 1 и 3 и конденсаторе 4, 2 ил, 1716591

Ф

50

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве регулирующего органа в системах управления устройствам и преобразовательной техники, Известна схема задержки последовательности прямоугольных импульсов, содержащая два операционных усилителя, два стабилитрона, два диода, конденсатор и резисторы.

Недостатками известного устройства являются узкий диапазон регулирования, (1:8), необходимость использования двух источников питания, относительно высокая стоимость, Недостатки обусловлены использованием в схеме операционных усилителей.

Прототипом предлагаемого изобретения является широтно-импульсный регулятор напряжения, содержащий формирователь коротких импульсов, выполненный на трех логических элементах (инвертор, повторитель и 2И-НЕ) и конденсаторе, транзисторный ключ, транзисторный генератор тока, времязадающий конденсатор и пороговое устройство, выполненное на логическом элементе-повторителе.

Недостатком прототипа является его ограниченные функциональные возможности вследствие того, что в нем осуществляется смещение только заднего фронта входного сигнала прямоугольной формы со скважностью 0,5 при неподвижном переднем, Поэтому он не может быть использован в качестве фазорегулятора.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей.

Поставленная цель достигается тем, что в широтно-импульсный регулятор напряжения, содержащий формирователь коротких импульсов с элементом НЕ, вход которого соединен с общей точкой через первый конденсатор, генератор тока на танзисторе, первый резистор, второй конденсатор, пороговый элемент, второй и третий резисторы, включенные последовательно между положительной шиной источника питания и общей точкой, четвертый, пятый и шестой резисторы, первый диод и третий конденсатор, дополнительно введены элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, второй диод, два элемента 2И-НЕ и RS-триггер, при этом один из входов элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

ИЛИ подключен к входному выводу, а другой — к выходу элемента НЕ, точка соединения второго и третьего резисторов подключена к базе транзистора тенератора тока, эмиттер которого через первый резистор соединен с положительной шиной ис5

35 точника питания, а коллектор транзистора через второй конденсатор — с общей точкой, через переход анод-катод второго диода — с выходом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ,ИЛИ и через третий конденсатор — с входом порогового элемента, первые входы элементов

2И-НЕ подключены соответственно к входу и выходу элемента НЕ, вторые входы этих элементов — к выходу порогового элемента, а выходы элементов 2И-НЕ подключены к соответствующим R и S-входам триггера, выходы которого образуют выходные выводы, вход элемента НЕ через соединенные последовательно четвертый и пятый резисторы соединены с входным выводом, к которому подключен катод первого диода, анодом соединенный с общей точкой четвертого и пятого резисторов, а шестой резистор включен между входом порогового элемента и выводом для подключения управляющего напряжения.

На фиг.1 приведена принципиальная, схема устройства; на фиг.2 — кривые сигналов, формирующихся на отдельных элементах, входе и выходе устройства.

Широтно-импульсный регулятор напряжения содержит четвертый резистор 1, одним выводом соединенный с входным выводом, к которому также подключен катод первого диода 2. Анод диода 2 и другой вывод резистора 1 соединены с пятым резистором 3. Свободный вывод резистора 3 соединен с одной обкладкой первого конденсатора 4 и входом элемента 5 НЕ, Другая обкладка конденсатора 4 соединена с общей точкой схемы, Входной вывод и выход элемента 5 подключены к входам элемента 6 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ. Выход элемента 6 соединен с катодом второго диода

7. Первый резистор 8 включен между положительной шиной источника питания (+) U<». и.эмиттером транзистора 9 генератора тока. Коллектор транзистора 9 соединен с анодом диода 7 и одной обкладкой второго конденсатора 10, другой обкладкой подключенного к общей точке схемы. База транзистора 9 подключена к точке соединения второго резистора 11 и третьего резистора 12. При этом свободный вывод резистора 11 соединен с положительной шиной источника питания, а свободный вывод резистора 12 — с общей точкой схемы.

Третий конденсатор 13 включен между анодом диода 7 и одним выводом шестого резистора 14, другой вывод которого соединен с выводом для подключения управляющего напряжения Uynp. Точка соединения резистора 14 и конденсатора 13 подключена к входу порогового элемента 15, первые входы двух элементов 16 и 17 и 4И-НЕ под1716591

10 следующим сигналам: а — сигнал на входе устройства; б — напряжение на конденсато- . ре 4; в — напряжение на выходе элемента 5

НЕ; г — напряжение на выходе элемента 6

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ; д — напряжение íà 15 времязадающем конденсаторе 10; е — сигнал на выходе порогового элемента 15; ж— сигнал на выходе элемента 16 2И-НЕ;з — - сигнал на выходе элемента 17 2И-НЕ; и — сигнал на S-выходе RS-триггера 18; к — 20 сигнал на R-выходе RS-триггера 18.

Устройство работает следующим образом.

На вход поступают импульсы прямо30

55

/ ключены соответственно к входу и выходу элемента 5 НЕ.

Вторые входы элементов 16 и 17 объединены и подключены к выходу порогового элемента 15. Выходы элементов 16 и 17 2И-

НЕ подключены к соответствующим R- u Sвходам триггера 18, выходы которого образуют выходные выводы.

Диаграммы на фиг.2 соответствуют угольной формы со скважностью 0,5 (фиг.2а). Интегрирующая цепочка, состоящая из резисторов 1 и 3 и.конденсатора 4, сглаживает фронты входных импульсов (фиг.2б). Поэтому на выходе элемента 5 им пульсы, инверсные по отношению к входным, несколько сдвинуты во времени в сторону отставания, Шунтирование резистора 1 диодом 2 применяется до того, чтобы обеспечить одинаковую задержку переднего и заднего фронтов на выходе эле мента 5, поскольку уровень переключения элемента 5 НЕ ниже половины напряжения источника питания (в противном случае необходимо изменить направление проводимости диода 2). Элемент 6

ИСКЛ ЮЧАЮ ЩЕ Е ИЛ И формирует последовательность коротких импульсов удвоенной (по отношению ко входным) частоты, спадающие фронты которых совпадают по времени с фронтами входных, а, возрастающие с фронтами импульсов на выходе элемента 2 (фиг.2г). Во время такого короткого импульса конденсатор 10 разряжается через диод

7. После окончания импульса конденсатор

10 заряжается стабильным током от генератора тока, выполненного на транзисторе 9 и резисторах 8, 11 и 12, Таким образом; на конденсаторе 10 формируется пилообраз-, ное напряжение (фиг.2д). Это напряжение, подаваемое через конденсатор 13 на вход порогового элемента 15, суммируется с постоянным управляющим напряжением. Изменяя его величину, можно смещать момент переключения порогового элемента 15 в пределах каждого полупериода-входногр

45 сигнала (фиг.2е)., Элементы 16 и 17 2И-НЕ логически перемножают сигналы соответственно на входе и выходе элемента 5 и на выходе порогового элемента 15, в результате чего на их выходах формируются последовательности импульсов (фиг.2ж,з).

Задние фронты импульсов, поступающих на

S-вход RS-триггера 18, собранного на элементах 2И-НЕ, устанавливают его, а задние фронты импульсов, поступающих на R-вход, сбрасывают. Это приводит к формированию на Q-выходе триггера 18 прямой последовательности импульсов прямоугольной формы со скважностью 0,5, сдвинутых по фазе в сторону отставания от входных, а íà Q-выходе — инверсной последовательности импульсов, т.е, опережающих входные.

Формула изобретения

Широтно-импульсный. регулятор напряжения, содержащий формирователь коротких импульсов с элементом НЕ, вход которого соединен с общей точкой через первый кондесатор, генератор тока на транзисторе, первый резистор, второй конденсатор, пороговый элемент, второй и третий резисторы, включенные последовательно между положительной шиной источника питания и общей точкой, четвертый, пятый и шестой резисторы, первый диод и третий конденсатор, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, дополнительно введены элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, второй диод, два элемента 2И-НЕ и RS-триггер, при этом один из входов элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

ИЛИ подключен к входному выводу, а другой — к выходу элемента НЕ, точка соединения второго и третьего резисторов подключена к базе транзистора генератора тока, змиттер которого через первый резистор соединен с положительной шиной источника питания, а коллектор транзистора через второй конденсатор — с общей точкой, через переход анод-катбд второго диода — с выходом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и через третий конденсатор — с входом порогового элемента, первые входы элементов

2И-НЕ подключены соответственно к входу и выходу элемента НЕ, вторые входы этих элементов — к выходу порогового элемента, а выходы элементов 2И-НЕ подключены к соответствующим R- u S-входам триггера, выходы которого образуют. выходные выводы, вход элемента НЕ через соединенныс последовательно четвертый и пятый рези. сторы соединены с входным выводом, к ко. торому подключен катод первого диода анодом соединенный с общей точкой чет.

1716591 мента и выводом для подключения управляющего напряжения. вертого и пятого резисторов, а шестой резистор включен между входом порогового элеХ

Уд

Б

j-(Я,б

Составитель Е. Мельникова

Редактор Н. Шитев Техред M,Ìîðãåíòàë Корректор 3. Лончакова

Заказ 617 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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