PL55960B1 - - Google Patents

Description

Opublikowano: 10.IX.1968 55968 KI. 21 a2, 18/02 MKP H 03 f 3/3/ ftlltlOTEICAj Wspóltwórcy wynalazku: dr inz. Bogdan Fijalkowski, mgr inz. Wojciech Weglarski Wlasciciel patentu: Akademia Górniczo-Hutnicza (Katedra Elektrotech¬ niki Górniczej Kraków (Polska) Tranzystorowy wzmacniacz pradu stalego z modulacja szerokosci impulsów prostokatnych i Przedmiotem wynalazku jest tranzystorowy wzmacniacz pradu stalego z modulacja szerokosci impulsów prostokatnych, znajdujacy zastosiowanie we wszelkiego rodzaju ukladach automatycznego sterowania i regulacji.Znane wzmacniacze tranzystorowe z modulacja szerokosci impulsów prostokatnych zawieraja prze¬ waznie elementy magnetyczne, zwlaszcza przy du¬ zych mocach wyjsciowych, z którymi zwiazane sa duze wymiary oraz ciezar tych wzmacniaczy.Nie nadaja sie do zastosowania w urzadzeniach, gdzie wymagana jest duza moc wyjsciowa wzmac¬ niacza i male jego wymiary, na przyklad w lot¬ nictwie i astronautyce. Ponadto te wzmacniacze nie daja mozliwosci zwiekszania mocy wyjsciowej bez kazdorazowej zmiany ich ukladu.Tych wad nie ma tranzystorowy wzmacniacz pradu stalego z modulacja szerokosci impulsów prostokatnych wedlug wynalazku, który zawiera modulator szerokosci impulsów prostokatnych, po¬ laczony poprzez generator impulsów prostokat¬ nych ze stopniem mocy, przy czym modulator szerokosci impulsów prostokatnych jest polaczony z generatorem napiecia trójkatnego. Modulator szerokosci impulsów prostokatnych jest wyposa¬ zony w tranzystor, w ukladzie wspólnego ko¬ lektora, sterowany w sposób ciagly przez porów¬ nanie napiecia wejsciowego wzmacniacza z na¬ pieciem trójkatnym, wytwarzanym przez generator napiecia trójkatnego. Generator impul*sów prosto- 10 20 25 30 katnych jest wyposazony w dwa tranzystory w ukla¬ dzie wspólnego emitera, sterowane przez modula¬ tor szerokosci impulsów prostokatnych. Napiecie wyjsciowe generatora impulsów prostokatnych pod¬ lega wzmocnieniu w stopniu mocy, wyposazonym w zalezna od zadanej mocy wyjsciowej wzmacnia¬ cza, ilosc tranzystorów, polaczonych równolegle.Napiecie wyjsciowe stopnia mocy stanowi napiecie wyjsciowe wzmacniacza, o przebiegu prostokatnym i modulowanej szerokosci impulsów.Tranzystorowy wzmacniacz pradu stalego z mo¬ dulacja szerokosci impulsów prostokatnych we¬ dlug wynalazku jest uwidoczniony przykladowym rozwiazaniu na rysunku.Wzmacniacz sklada sie z generatora napiecia trójkatnego GNT, polaczonego z modulatorem sze¬ rokosci impulsów MSI, który poprzez generator impulsów prostokatnych GIP laczy sie ze stop¬ niem mocy SM.Wejsciowe napiecie Uwe jest podawane na wej¬ scie modulatora szerokosci impulsów MSI, regu¬ lowanego w sposób ciagly na zasadzie sterowa¬ nia „pianowego", która polega na porównaniu wejsciowego napiecia Uwe z trójkatnym napieciem Um o czestotliwosci 100 lub 300 Hz, otrzymanym z generatora napiecia trójkatnego GNT. Generator GNT zawiera jednofazowy transformator Trj lub trójfazowy transformator Tr2 z uzwojeniem wtór¬ nym w ukladzie otwartego trójkata, polaczony z pierwszym mostkiem prostowniczym Mx obciazo- 55 96055 9 nym dlawikiem L i opornikiem K oraz z drugim mostkiem prostowniczym M2, podwajajacym cze¬ stotliwosc napiecia trójkatnego, który jest pola¬ czony z kondensatorem C.W. przypadku polaczenia zacisków c, d z lzaci- 5 skami c', d' jednofazowego trainsfonnatora Tr^ otrzymuje sie trójkatne napiecie Um, o 'czestotli¬ wosci 300 Hz. Modulator szerokosci impulsów MSI zawiera oporniki Rlf R2, R3, polaczone z tranzysitio- rem Tlf pracujacym w ukladzie wspólnego kolek- 1Q tora. Sygnal wyjsciowy z modulatora MSI jest pod¬ dawany na wejscie generatora impulsów prosto¬ katnych GIP, wyposazonego w oporndki R4, R=, polaczone z trapzipsitorem T2 oraz opornliki R6 i R7, polaczome z tranzystorem T3, iprzy czym oba tran- 15 zystory T2 i T3 pracuja w ukladzie wspólnego emitera w obszarze nasycenia. Generator impul¬ sów prostokatnych GIP wytwarza napiecie pro¬ stokatne o zmodulowanej modulatorem MSI sze¬ rokosci impulsów, zaleznej od wielkosci napiecia 20 wejsciowego Uwe.Czestotliwosc napiecia prostokatnego wynosi 100 lub 300 Hz i jest równia czestotliwosci trójkatnego apiecia Um. Napiecie prostokatne, wytworzone 25 przez generator GIP jest podawane n/a wejscie stopnia mocy SM. Stopien mocy SM zawiera opor¬ niki R3 i Ra, polaczone z tranzystorem T4, pracu¬ jacym w ukladzie wspólnego emitera oraz rów¬ nolegle polaczone tranzystory od T5... do TL, 30 pracujace w obszarze nasycenia. W obwodach emi¬ terów tranzystorów T5... Tn sa wlaczone oporniki Ti...rn, polepszajace warunki równoleglej pracy tranzystorów T5... Tn. Równolegle do obciazenia wzmacniacza na zaciski a i b jest wlaczana dioda 35 D, polaczona szeregowo z opornikiem Rr. Tego ro¬ dzaju polaczenie diody D i opornika Rr ma na * celu zabezpieczenie tranzystorów T5... Tn od prze¬ ciec. Liczba równolegle polaczonych tranzystorów w stopniu mocy SM zalezy od wielkosci mocy, 40 wymaganej ma wyjsciu wzmacniacza. Zaciski a, b stanowia wyjscie stopnia mocy SM, bedacego zród¬ lem napiecia prostokatnego duzej mocy o (modulo¬ wanej szerokosci impulsów, których czestotliwosc wynosi 100 lub 300 Hz. Zaciski a, b jako wyjscie 45 tranzystorowego wzmacniacza pradu stalego z mo¬ dulacja szerokosci impulsów prostokatnych moga byc polaczone z zaciskami a', b' opornika RQ, sta¬ nowiacego obciazenie czynne lub z zaciskami a", b" uzwojenia LQ wzbudzenia maszyny elek- ^ trycznej, albo z zaciskami a'", b'" twornika M silnika pradu stalego.Tranzystorowy wzmacniacz pradu stalego z mo¬ dulacja szerokosci impulsów prostokatnych we¬ dlug wynalazku, pozwala przy zachowaniu malych 55 wymiarów na uzyskiwanie duzych mocy wyjscio- 4 wyeh, dzeki czemu zastepuje w szeregu przypad¬ kach stosowane dotychczas, ciezsze i bardziej zlo¬ zone w budowie wzmacniacze magnetyczne oraz elektromaszynowe jak ampldfdyny, roitotrole i inne.Niewielkie wymiary wzmacniacza wedlug wynalaz¬ ku, wynikajace z pelnego wykorzystania stosunku mocy laczeniowej do mocy dopuszczalnych strat tranzystorów, wynoszacego od trzech do czterech, stwarzaja mozliwosc sltosowtantia tego wzmacniacza w lotnictwie i lastronautyce. PL

Claims (5)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Tranzystorowy wzmacniacz pradu stalego z modulacja szerokosci impulsów prostokatnych, zawierajacy modulator szerokosci impulsów prostokatnych, generator impulsów prostokat¬ nych stopien mocy i generator napecia trój¬ katnego, znamienny tym, ze modulator impul¬ sów prostokatnych (MSI) jest polaczony poprzez generator impulsów prostokatnych (GIP), ze stopniem mcicy (CM), przy czym •modulator sze¬ rokosci impulsów (MSI) jest polaczony z gene¬ ratorem napiecia trójkatnego (GNT).

2. Tranzystorowy wzmacniacz wedlug zastrz. 1 znamienny tym, ze modulator szerokosci im¬ pulsów prostokatnych (MSI), jest wyposazoy w tranzystor (Tj) w ukladzie wspólnego ko¬ lektora, sterowany w sposób ciagly przez po¬ równanie napiecia wejsciowego (Uwe) wzmac¬ niacza z napieciem trójkatnym (Um), wytwa¬ rzanym przez generator napiecia trójkatnego (GNT). ?..

3. Tranzystorowy wzmacniacz wedlug zastrz. 1 i 2 znamienny tym, ze generator impulsów prosto¬ katnych (GIP) zawiera dwa tranzystory (T2) i (T3) w ukladzie wspólnego emitera, sterowane przez modulator szerokosci impulsów prosto¬ katnych (MSI).

4. , Tranzystorowy wzmacniacz wedlug zastrz. 1—3 znamienny tym ze stopien mocy (SM) jest wy¬ posazony w polaczone równolegle tranzystory (T5... Tn), w ilosci zaleznej od zadanej mocy wyjsciowej wzmacniacza, sterowane tranzysto¬ rem (Tn), pracujacym w ukladzie wspólnego emitera.

5. Tranzystorowy wzmacniacz wedlug zastrz. 1—4 znamienny tym, ze generator napiecia trójkat¬ nego (GNT) zawiera jednofazowy transforma¬ tor (Tri) lub trójfazowy transformator (Tr2) z uzwojeniem wtórnym w ukladzie otwartego trójkata, polaczony iz pierwszym mostkiem pro¬ stowniczym (Mj), obciazonym dlawikiem (L) i opornikiem (R) oraz z drugim mostkiem pro¬ stowniczym (M2), który jest polaczony z kon¬ densatorem (C).'KI. 21 a2, 18/02 55960 MKP H 03 f MSI GIP SM r ! 1 \*ML° Cm) + — _iyj_jy$^_-^ W**2' ' I n ilr* h* Iii lii L-I L I GNT _L M; :*y J«„ nuASOHi c _____ _,___. I n * 50 Hz PL