Широтно-импульсный модулятор, для реверсивных систем постоянного тока с симл1етричным законом

365031

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соеетсииа

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 15.III.1971 (№ 1635297/26-9) с присоединением заявки №

Прио.ритет

М. Кл. Н 03k 7/08

Комитет по делам иаобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 621.376.54 (088.8) Опубликовано 28.XII.1972. Бюллетень № 5 за 1973.

Дата опубликования описания 21.II.1973

Автор изобретения

А. Н. Пискарев

Ленинградский институт точной механики и оптики

Заявитель

ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНЫЙ МОДУЛЯТОР, ДЛЯ РЕВЕРСИВНЫХ

СИСТЕМ ПОСТОЯННОГО ТОКА С СИММЕТРИЧНЬ1М ЗАКОНОМ

КОММУТАЦИ И

Изобретение относится к преобразовательной технике.

Известен широтно-импульсный модулятор (ШИМ) для реверсивных систем постоянного тока с симметричным законом коммутации, содержащий усилитель постоянного тока (УПТ) с двумя выходами, генератор пилообразного напряжения, управляемый по частоте и амплитуде, сравнивающее устройство на двух транзисторах и с двумя потенциометрамими опорного напряжения, а также усилитель-формирователь и реле.

Цель изобретения — одновременное регулирование частоты переключения в широких пределах и относительной длительности выходных импульсов. Достигается она тем, что в предлагаемом модуляторе к первому выходу усилителя постоянного тока подключен фазочувствительный выпрямитель, один выход которого соединен с движком потенциометра первого опорного напряжения, другой — с базой первого транзистора сравнивающего устройства, а второй выход усилителя постоянного тока через выпрямитель подключен к генератору пилообразного напряжения, один выход которого соединен с движком второго потенциометра опорного напряжения, другой — с базой второго транзистора сравнивающего устройства.

На чертеже изображена схема устройства.

Модулятор состоит из УПТ 1 с двумя гальванически изолированными выходами; фазочувствительного выпрямителя (ФЧВ) 2, обычного выпрямителя 8, генератора пилообразного напряжения (ГПН) 4, устройства сравнения напряжений дифференциального типа на транзисторах 5 и б, двух потенциометров 7 и 8; формирователя-усилителя импульсов на транзисторах 9 и 10; выходного

10 реле 11 с двумя выходами; источника питания 12.

Рассмотрим работу ШИМ при разнополярных симметричных импульсах на выходе

ГПН, амплитуда и период которых пропор15 циональны величине входного сигнала. Если сигнал на входе УПТ 1 равен нулю, напряжение на выходе ФЧВ 2 равно нулю, а на выходе ГПН 4 амплитуда и частота минимальны. Если опорные напряжения на потенцио20 метрах 7 и 8 одинаковы, а также равны максимальной амплитуде на выходе ГПН или превышают ее, устройство сравнения напряжений срабатывает при одинаковых напряжениях на базах транзисторов 5 и 6. Если

2s напряжение на базе транзистора б больше напряжения на базе транзистора 5, транзисторы 5 и 9 закрыты, а транзистор 10 открыт, и наоборот, если напряжение на базе транзистора б меньше напряжения на базе тран30 зистора 5, транзистор 10 закрыт. Когда тран365031 зистор 10 открыт, левый вход реле 11 открыт, а правый закрыт, и наоборот, при закрытом транзисторе 10 левый выход реле 11 закрыт, а правый открыт. Тогда, при сигнале на входе УПТ 1, равном нулю, напряжение на базе транзистора б в течение одного полупериода больше, а в течение другого полупериода— меньше напряжения на базе транзистора 5.

Этому соответствуют открытое состояние транзисторов б и 10 в течение полупериода и относительная продолжительность выходных импульсов 0,5.

В зависимости от полярности напряжения на входе УПТ 1 напряжение на выходе

ФЧВ 2 либо складывается с опорным напряжением на потенциометре 7, либо вычитается из него. Положим, что сигнал на входе УПТ имеет такую величину и полярность, когда напряжение на выходе ФЧВ 2 складывается с опорным напряжением, и результирующее напряжение на базе транзистора 5 возрастает.

Одновременно амплитуда и период следования импульсов на выходе ГПН 4 нарастают пропорционально величине входного сигнала.

Так как крутизна зависимости напряжения на выходе ФЧВ 2 в функции входного сигнала больше крутизны зависимости амплитуд пилообразного напряжения в функции входного сигнала, относительная продолжительность открытого состояния транзистора б уменьшается и приводит к уменьшению относительной продолжительности выходных импульсов

ШИМ. При максимальном сигнале на входе

УПТ 1 на выходе ГПН 4 частота следования импульсов минимальная, а амплитуда максимальная — равна напряжению на выходе

ФЧВ или несколько меньше его. При этом мгновенные значения суммарного напряжения на базе транзистора 5 больше максимального суммарного напряжения на базе транзистора 6. Это соответствует закрытому состоянию транзисторов 6 и 10 в течение всего периода и относительной продолжительности выходных импульсов ШИМ, равной нулю. С изменением полярности входного сигнала напряжение на базе транзистора 5 уменьшается, а время открытого состояния транзистора б увеличивается и приводит к увеличению относительной продолжительности и периода следования выходных импульсов ШИМ. При максимальном сигнале на входе УПТ 1 противоположной полярности амплитуда и период на выходе ГПН максимальные. При этом мгно5 венные значения суммарного минимального напряжения на базе транзистора б меньше суммарного минимального напряжения на базе транзистора 5. Это соответствует закрытому состоянию транзисторов б и 10 в течение

10 всего периода и относительной продолжительности выходных импульсов ШИМ, равной единице.

Если в ШИМ используется ГПН с однополярными импульсами на выходе, опорное на15 пряжение на потенциометре 7 должно быть больше половины максимальной амплитуды пилообразного напряжения или равно ей.

Опорное напряжение на потенциометре 8 устанавливают меньше опорного напряжения на

20 потенциометре 7 на половину минимальной амплитуды пилообразного напряжения, т. е. при сигнале на входе УПТ, равном нулю.

Предмет изобретения

25 Широтно-импульсный модулятор для реверсивных систем постоянного тока с симметричным законом коммутации, содержащий усилитель постоянного тока с двумя выходами, генератор пилообразного напряжения, 30 управляемый по частоте и амплитуде, сравнивающее устройство на двух транзисторах и с двумя потенциометрами опорного напряжения, а также усилитель-формирователь и реле, отличающийся тем, что, с целью одно35 временного регулирования частоты переключения в широких пределах и относительной длительности выходных импульсов, к первому выходу усилителя постоянного тока подключен фазочувствительный выпрямитель, 40 один выход которого соединен с движком потенциометра первого опорного напряжения, другой — с базой первого транзистора сравнивающего устройства, а второй выход усилителя постоянного тока через выпрямитель подключен к генератору пилообразного напряжения, один выход которого соединен с движком второго потенциометра опорного напряжения, другой — с базой второго транзистора сравнивающего устройства.

365Î31

Составитель А. Горбачев

Техред Л. Богданова Корректоры: Л. Бадылама и Г. Запорожец

Редактор Б. Федотов

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 301/16 Изд. № 92 Тираж 780 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5