RU168842U1 - Two-channel PWM with double regulating effect on ramp voltage slope - Google Patents
Two-channel PWM with double regulating effect on ramp voltage slope Download PDFInfo
- Publication number
- RU168842U1 RU168842U1 RU2016144213U RU2016144213U RU168842U1 RU 168842 U1 RU168842 U1 RU 168842U1 RU 2016144213 U RU2016144213 U RU 2016144213U RU 2016144213 U RU2016144213 U RU 2016144213U RU 168842 U1 RU168842 U1 RU 168842U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- trigger
- channel
- gate
- Prior art date
Links
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 title abstract description 4
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 26
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 abstract description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 2
- RZVAJINKPMORJF-UHFFFAOYSA-N Acetaminophen Chemical compound CC(=O)NC1=CC=C(O)C=C1 RZVAJINKPMORJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000282376 Panthera tigris Species 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000004377 microelectronic Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K7/00—Modulating pulses with a continuously-variable modulating signal
- H03K7/08—Duration or width modulation ; Duty cycle modulation
Landscapes
- Dc-Dc Converters (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области электроники и может быть применена при разработке вторичных источников питания (ВИП).Предложенная схема двухканального ШИМ с двойным регулирующим воздействием на наклон пилообразного напряжения отличается от прототипа меньшим числом логических элементов (вентилей), более высокой надежностью и более широким диапазоном регулирования коэффициента заполнения.Все эти положительные качества были достигнуты за счет введения в состав схемы счетного триггера выполненного на Д триггере, срабатывающим по фронту спада входного сигнала (фронт 10), двух канальных вентилей ЗИ, соединенных новыми межэлементными связями. Введенные элементы и межэлементные связи позволили исключить из состава схемы прототипа часть логических элементов, обеспечить работу счетного триггера от импульсов постоянной длительности, тем самым повысить надежность схемы двухканального ШИМ, и расширить диапазон регулирования коэффициента заполнения.The utility model relates to the field of electronics and can be used in the development of secondary power sources (VIP). The proposed scheme of a two-channel PWM with a double regulating effect on the slope of the sawtooth voltage differs from the prototype in fewer logic elements (valves), higher reliability and a wider range of regulation fill factor. All these positive qualities were achieved by introducing into the circuit a counting trigger executed on the D trigger, triggered by to the drop edge of the input signal (front 10), two channel GI gates connected by new interconnects. The introduced elements and inter-element communications made it possible to exclude a part of the logical elements from the prototype circuit, ensure the operation of the counting trigger from pulses of constant duration, thereby increasing the reliability of the dual-channel PWM circuit and expanding the duty cycle of the duty cycle.
Description
Полезная модель относится к области электроники и может быть применена при разработке вторичных источников питания (ВИП).The utility model relates to the field of electronics and can be used in the development of secondary power sources (VIP).
ШИМ в составе ВИП применяется в качестве устройства, формирующего импульсные сигналы, длительность которых зависит как от входного (Uвх.) так и от выходного (Uвых) напряжений.PWM as part of the VIP is used as a device that generates pulse signals, the duration of which depends on the input (Uin.) And the output (Uout) voltages.
Известен двухканальный ШИМ (см. Фиг. 1) с двойным регулирующим воздействием на наклон пилообразного напряжения (в дальнейшем сокращенно пилы), приведенный в литературе (И.Н. Букреев, В.И Горячев, Б.М. Мансуров. Микроэлектронные схемы цифровых устройств. Издательство «Техносфера», Москва, 2009, Стр. 620. Рис. 11.15.2). Схема содержит собственно ШИМ, содержащий времязадающую RC цепь, электронный ключ(в качестве которого может применяться либо МДП-транзистор, либо двунаправленный ключ типа 564 КТ3), элемент 2ИЛИ, счетный триггера на основе Д-триггера, срабатывающего по фронту нарастания входного сигнала (фронт 01) и два канальных вентилях 2ИЛИ-НЕ, сигналы с которых затем поступают на затворы силовых ключевых МДП-транзисторов, фотодиода обратной связи VD1.2, подключенного параллельно резистору времязадающей цепи в обратно смещенном режиме.Known two-channel PWM (see Fig. 1) with a double regulatory effect on the slope of the sawtooth voltage (hereinafter abbreviated saw), given in the literature (I. N. Bukreev, V. I. Goryachev, B. B. Mansurov. Microelectronic circuits of digital devices Publishing house "Technosphere", Moscow, 2009, p. 620. Fig. 11.15.2). The circuit contains the PWM itself, which contains a timing RC circuit, an electronic key (which can be either an MOS transistor, or a bidirectional key of type 564 KT3), an
Такая схема работает следующим образом. Можно считать, что ток в RC цепи нарастает по линейному закону (по закону пилы с определенным наклоном), поскольку конденсатор практически заряжается постоянным током I, определяемым из выражения:Such a scheme works as follows. We can assume that the current in the RC circuit increases according to a linear law (according to the law of a saw with a certain slope), since the capacitor is practically charged with a constant current I, determined from the expression:
Поэтому, при изменении Uвх наклон пилы будет изменяться. При увеличении Uвх наклон пилы возрастет, и напряжение на конденсаторе быстрее достигнет напряжения переключения порога переключения элемента 2ИЛИ (Uпор.пер), которое для элементов на основе КМДП-ИС составляет примерно Eвн.пит/2, т.е. Uпор.пер.=Eвн.пит/2, где Евн.пит. - напряжение питания внутреннего источника питания. Это напряжение, как правило, существенно меньше напряжения Uвх и составляет наиболее часто порядка 5 вольт.Therefore, when Uin changes, the saw tilt will change. With an increase in Uin, the saw tilt will increase, and the voltage across the capacitor will quickly reach the switching voltage of the switching threshold of the 2OR element (Uper.per), which for elements based on KMDP-IS is approximately Ev.pit / 2, i.e. Upr.per. = Ev.pit / 2, where Evn.pit. - supply voltage of the internal power source. This voltage, as a rule, is significantly less than the voltage Uin and most often amounts to about 5 volts.
В результате длительность импульса на выходе вентиля 2ИЛИ уменьшится. При уменьшении входного напряжения, наклон пилы уменьшится, и длительность импульса - увеличится. То есть схема ШИМ работает в соответствии с закономAs a result, the pulse duration at the output of the 2OR valve will decrease. When the input voltage decreases, the saw tilt will decrease, and the pulse duration will increase. That is, the PWM scheme works in accordance with the law
где tиш - длительность импульса ШИМ на выходе элемента 2ИЛИ.where tsh is the PWM pulse duration at the output of the 2OR element.
Допустим, что возросло напряжение на выходе ВИП (уменьшился, например, ток нагрузки). В этом случае возрастет ток через светодиод VD1.1 и, следовательно, через фотодиод VD1.2. To есть в конденсатор С будет втекать дополнительный ток, составляющий некую часть тока светодиода, определяемую через коэффициент передачи тока светодиода Кi. Это приведет к увеличению наклона пилы и, следовательно, к уменьшению длительности импульса, формируемого на выходе вентиля 2ИЛИ, и таким образом произойдет стабилизация напряжения на выходе ВИП.Suppose that the voltage at the output of the VIP has increased (for example, the load current has decreased). In this case, the current increases through the LED VD1.1 and, therefore, through the photodiode VD1.2. That is, an additional current will flow into the capacitor C, comprising a certain part of the LED current, determined through the current transfer coefficient of the LED Ki. This will lead to an increase in the inclination of the saw and, consequently, to a decrease in the duration of the pulse generated at the output of the 2OR gate, and thus the voltage will stabilize at the output of the VIP.
Такой схеме присущи следующие недостатки.Such a scheme has the following disadvantages.
1. Элемент обратной связи, в данном случае фотодиод (а может и фототранзистор), находится под большим обратным напряжением (для бортовых ВИП оно составляет как правило 20-40 вольт),которое может превышать заданное обратное напряжение отраженное в технических условиях (например, обратное напряжение для диода 3ОД120 составляет 10 вольт). Следовательно, сужается область применения схемы.1. The feedback element, in this case, the photodiode (or maybe a phototransistor), is under a large reverse voltage (for onboard VIPs it is usually 20-40 volts), which can exceed the specified reverse voltage reflected in the technical conditions (for example, reverse the voltage for the 3OD120 diode is 10 volts). Consequently, the scope of the scheme is narrowed.
2. При напряжении Uвх=Uвх.max. напряжение на конденсаторе С(Uc) может достичь величины Uc=Eвн.пит.+0.7 вольт., где Eвн.пит. - это напряжение внутреннего источника питания. То есть это напряжение Uc существенно больше, чем напряжение порога переключения элемента 2ИЛИ, которое в случае его выполнения на элементах КМДП-ИС составляет примерно Eвн.пит./2. И тогда для разряда конденсатора С до уровня логического нуля (в дальнейшем сокращенно лог. 0) через электронный ключ Кл потребуется больше времени. А это означает, что входной импульс tги, поступающий от генератора импульсов на управляющий вход «У» ключа Кл, должен иметь большую длительность. Последнее нежелательно, так как приведет к снижению коэффициента заполнения Кз, ответственного за КПД источника питания. Коэффициент заполнения Кз определяется из выражения:2. At a voltage of Uin = Uin.max. the voltage across the capacitor C (Uc) can reach the value Uc = Ein.pit. + 0.7 volt., where Ein.pit. is the voltage of the internal power source. That is, this voltage Uc is significantly greater than the voltage of the switching threshold of the 2OR element, which, if it is performed on the KMDP-IS elements, is approximately E.s./2. And then for the discharge of the capacitor C to the level of logical zero (hereinafter abbreviated log. 0) through the electronic key Cl will take more time. And this means that the input pulse tg, coming from the pulse generator to the control input “U” of the key Kl, should have a longer duration. The latter is undesirable, since it will lead to a decrease in the fill factor C3, which is responsible for the efficiency of the power source. The fill factor Kz is determined from the expression:
где tиш - длительность импульса, формируемого схемой собственно ШИМ;where tish is the pulse duration generated by the PWM circuit itself;
Тг=tги+tп - период следования импульсов, поступающих на управляющий вход ключа Кл от генератора импульсов; tп - длительность паузы между импульсами tги.Tg = tgi + tp - the period of the pulses arriving at the control input of the key K from the pulse generator; tп - pause duration between pulses tг.
3. Максимальная длительность импульса, которая может быть сформирована схемой ШИМ, имеющая место при Uвх=Uвх.min, определяется из выражения3. The maximum pulse duration that can be generated by the PWM circuit, which occurs when Uin = Uin.min, is determined from the expression
Но для схемы ШИМ важна не только максимальная длительность импульса, которую он формирует, но важна и минимальная, т.е важен диапазон регулирования, в пределах которых эта длительность меняется. Это связано с тем, что при работе ВИП в режимах близких к режиму холостого хода или в режиме холостого хода и при максимальном входном напряжении длительность импульса формируемого ШИМ может быть существенно меньше, чем длительность импульса tги от генератора импульсов. И здесь очень существенно, чтобы этой длительность хватило для срабатывания счетного триггера (например счетный триггер ТМ2 наиболее распространенных серий КМДП-ИС 564, 765, бескорпусной вариант серии 564, при 5 вольтовом питании для своей нормальной работы требует, чтобы длительность импульса и длительность паузы между ним были одинаковы и не менее 270 нс).But for the PWM scheme, not only the maximum pulse duration that it generates is important, but also the minimum, that is, the control range within which this duration varies is important. This is due to the fact that during the operation of the VIP in the regimes close to the idle mode or in the idle mode and at the maximum input voltage, the pulse width of the generated PWM can be significantly less than the pulse duration tg from the pulse generator. And here it is very important that this duration is enough for the counting trigger to fire (for example, the ТМ2 counting trigger of the most common KMDP-IS 564, 765 series, unpacked version of the 564 series, for 5 volt power supply, for its normal operation, it requires that the pulse duration and pause duration between they were identical and not less than 270 ns).
Но поскольку в схеме ШИМ, приведенной на Фиг. 1, счетный триггер управляется импульсами с выхода элемента 2ИЛИ, длительность которых изменяется в зависимости от входного и выходного напряжений, то понятно, что эта длительность может быть меньше указанных 270 нс. И тогда может произойти отказ в работе схемы ВИП. Для избежания режима холостого хода, на выходе ВИП искусственно устанавливают подгрузочные резисторы, но они снижают КПД. Но вот если бы счетный триггер в схеме ШИМ, приведенной на Фиг. 1, работал бы от более узких импульсов, то, наверно, можно было бы обойтись и без подгрузочных резисторов. Но, а если с ними, то эти резисторы обязательно будут иметь более высокие номиналы. То есть здесь важен диапазон регулирования длительности импульса, т.е. диапазон, в пределах которых работает схема ШИМ, о чем говорилось выше. Для любой схемы ШИМ наилучший вариант - это такой вариант, при котором коэффициент Кз регулируется в пределах всей длительности паузы tп, т.е. от Кзmax=tп/Тг до Kзmin=Δt/Tг, где Δt<tги. Таким образом, при работе счетного триггера от импульсов изменяемой длительности, может возникнуть ситуация, при которой счетный триггер не сработает в силу слишком короткого по длительности импульса, недостаточного для его надежного переключения. Последнее вполне возможно при работе на холостом ходу и, особенно, при случайных бросках входного напряжения превышающих Uвх.max, в результате чего снижается надежность работы схемы, что является ее третьим недостатком.But since in the PWM circuit shown in FIG. 1, the counting trigger is controlled by pulses from the output of the 2OR element, the duration of which varies depending on the input and output voltages, it is clear that this duration can be less than the indicated 270 ns. And then the VIP circuit may fail. To avoid idling, load resistors are artificially installed at the output of the VIP, but they reduce the efficiency. But if the counting trigger in the PWM circuit shown in FIG. 1, would work from narrower pulses, then, probably, it would be possible to do without load resistors. But, and if with them, then these resistors will certainly have higher ratings. That is, the impulse duration control range is important here, i.e. the range within which the PWM scheme operates, as discussed above. For any PWM scheme, the best option is one in which the coefficient K3 is regulated within the entire duration of the pause tp, i.e. from Кзmax = tп / Тг to Kзmin = Δt / Тг, where Δt <tг. Thus, during the operation of the counting trigger from pulses of variable duration, a situation may arise in which the counting trigger does not work due to the pulse being too short in duration, insufficient for its reliable switching. The latter is quite possible when idling and, especially, with random surges of input voltage exceeding Uin.max, as a result of which the reliability of the circuit decreases, which is its third drawback.
Наиболее близким по технической сущности является схема двухканального ШИМ, примененная в изделии: Модуль ИВЭП К275.010СФ. ШУКР.436434.004. Схема ШИМ из этого изделия приведена на Фиг. 2. ШИМ включает в себя времязадающую цепь, состоящую из резистора 1 и конденсатора 2, электронный ключ 3, имеющий три вывода: управляющий, «общий» и «выход», входной вентиль 2И-НЕ4, фототранзистор обратной связи 5, инвертор 6, тиггер R-S типа на двух вентилях 2И-НЕ7, 8, опросный вентиль 2И-НЕ9, счетный триггера 10 на основе Д-триггера, срабатывающего по фронту нарастания входного сигнала (фронт 01),два канальных вентиля 2ИЛИ-НЕ, 11, 12. При этом первый вывод резистора 1 подключен к плюсовой шине входного питания Uвх, а второй его вывод подсоединен к первой обкладке конденсатора 2, к выводу «выход» электронного ключа 3, к эмиттеру фототранзистора 5(коллектор которого подсоединен к клемме плюс внутреннего источника питания Eвн.пит.) и к входу инвертора 6, выход которого подключен к входу S триггера R-S типа, вход R которого подсоединен к первому входу входного вентиля 2И-НЕ4 и к первому входу опросного вентиля 2И-НЕ9, второй вход которого подсоединен к выходу вентиля 2И-НЕ8 триггера R-S типа и второму входу входного вентиля 2И-НЕ4, выход которого подключен к управляющему входу электронного ключа 3. При этом выход опросного вентиля 2И-НЕ9 подсоединен к входу «С» счетного триггера 10 и к первым входам канальных вентилей 2ИЛИ-НЕ11 и 12, вторые входы которых подключены к прямому и инверсному выходам счетного трггера 10 соответственно, вторая обкладка конденсатора 2 и вывод «общий» электронного ключа 3 объединены и подсоединены к шине «общая» входного питания, на первый вход входного вентиля 2И-Н4 поступают импульсы от генератора импульсов, а сигналы с выходов К1 К2 канальных вентилей 2ИЛИ-НЕ11 и 12 поступают затем на затворы силовых МДП-транзисторов преобразователя ВИП (МДП-транзисторы здесь не показаны).The closest in technical essence is the dual-channel PWM scheme used in the product: IVEP K275.010SF module. ShUKR. 436434.004. The PWM circuit of this product is shown in FIG. 2. The PWM includes a timing circuit consisting of a
Рассмотрим работу схемы прототипа, с того момента, когда на вход вентиля 2И-НЕ4 подан импульсный сигнал с уровнем лог. 0 от генератора импульсов. В этом случае будет иметь место, следующее распределение логических уровней на выходах вентилей 2И-НЕ схемы двухканального ШИМ.Consider the operation of the prototype circuit, from the moment when a pulse signal with a log level is applied to the input of the 2I-HE4 gate. 0 from the pulse generator. In this case, there will be the following distribution of logic levels at the outputs of the 2I-NOT gates of the two-channel PWM circuit.
На выходе вентиля 2И-НЕ4 сформируется уровень лог. 1, который приведет к отпиранию электронного ключа 3, и начнется разряд конденсатора 2 через малое сопротивление открытого ключа 3. Одновременно сигнал от генератора импульсов поступит на R вход R-S триггера на вентилях 2И-НЕ7, 8, и установит его в состояние лог. 1, т.е. на выходе вентиля 2И-НЕ 8 установится уровень лог. 1, а на выходе вентиля 2И-НЕ7 уровень лог. 0. Уровень лог. 1 установится и на выходе опросного вентиля 2И-НЕ9, который, поступая на входы канальных вентилей 2ИЛИ-НЕ11 и 12, сформирует на их выходах уровни лог. 0. То есть в момент действия импульса, поступающего от генератора, будет осуществлен надежный запрет передачи информации с выходов счетного триггера 10 на затворы силовых ключей МДП-транзисторов преобразователя ВИП, что очень важно. Это так называемая гарантированная пауза (просечка) или «мертвое» время в иностранной литературе. Одновременно сигнал с уровнем лог. 1 с выхода вентиля 2И-НЕ8 поступает на второй вход вентиля 2И-НЕ4, но он в данный момент времени не влияет на его работу. Рассмотрим процесс работы схемы после окончания импульса от генератора, т.е. когда на входе вентиля 2И- НЕ4 присутствует уровень лог. 1.At the output of the valve 2I-HE4, a log level is formed. 1, which will lead to the unlocking of the electronic key 3, and the discharge of the
В этом случае на выходе вентиля 2И-НЕ4 сформируется уровень лог. 0, электронный ключ 3 закроется, и начнется заряд конденсатора 2 через сопротивление! практически постоянным током. При этом на выходе опросного вентиля 2И-НЕ9 будет действовать уровень лог. 0, и на выходе К1 или К2, т.е. только на одном из двух канальных вентилей 2ИЛИ-НЕ 11 или 12, сформируется уровень лог. 1, который и поступит на вход затвора МДП-транзистора преобразователя ВИП. Когда напряжение на конденсаторе 2 достигнет величины порога переключения инвертора 6, на его выходе сформируется уровень лог. 0, и R-S триггер на вентилях 2И-НЕ7, 8 установится в инверсное состояние, при котором на выходе вентиля 2И-НЕ7 будет действовать уровень лог. 1, а на выходе вентиля 2И-НЕ8 - уровень лог. 0. Последний сформирует уровень лог. 1 на выходе опросного вентиля 2И-НЕ9, который, поступая на входы канальных вентилей 2ИЛИ-НЕ11 и 12, сформируют на их выходах К1 и К2 уровни лог. 0, завершая тем самым цикл получения рабочего импульса. При этом сигнал с уровнем лог. 0 с выхода вентиля 2И-НЕ8 сформирует на выходе входного вентиля 2И-НЕ4 сигнал с уровнем лог. 1, который откроет электронный ключ 3, и разрешит процесс разряда конденсатора 2 через малое сопротивление открытого ключаIn this case, the log level is formed at the output of the 2I-HE4 valve. 0, the electronic key 3 closes, and the charge of the
3. То есть напряжение на конденсаторе 1 никогда не превысит напряжения равного напряжению порога переключения инвертора 6, и таким образом будет устранен первый недостаток схемы ШИМ, приведенной на Фиг. 1.3. That is, the voltage across the
Поскольку в этой схеме фотодиод обратной связи подключен к плюсовому выводу внутреннего источнику питания Eвн.пит, которое обычно составляет 5 вольт, то в этой схеме устранен и второй недостаток схемы ШИМ, приведенной на Фиг. 1. Но так как эта схема по входу счетного триггера управляется импульсам изменяемой длительности, то ей будет присущ третий недостаток схемы ШИМ, приведенной на Фиг. 1., обусловленный работой счетного триггера от импульсов изменяемой длительности.Since in this circuit the feedback photodiode is connected to the positive terminal of the internal power supply EHP, which is usually 5 volts, the second drawback of the PWM circuit shown in FIG. 1. But since this circuit at the input of the counting trigger is controlled by pulses of variable duration, the third disadvantage of the PWM circuit shown in FIG. 1., due to the operation of the counting trigger from pulses of variable duration.
Обращаясь к схеме ШИМ, показанной на Фиг. 2, можно видеть, что эта схема выполнена на заметно большем числе логических элементов, по сравнению со схемой ШИМ на Фиг 1, что является ее недостатком. Поэтому целью полезной модели являются упрощение схемы ШИМ прототипа за счет снижения числа логических элементов (вентилей) и повышение ее надежности за счет работы счетного триггера от импульсов постоянной длительности.Turning to the PWM scheme shown in FIG. 2, it can be seen that this circuit is implemented on a significantly larger number of logic elements, compared with the PWM circuit in FIG. 1, which is its drawback. Therefore, the purpose of the utility model is to simplify the PWM circuit of the prototype by reducing the number of logic elements (gates) and increasing its reliability due to the operation of the counting trigger from pulses of constant duration.
Поставленная цель достигается тем, что в схему двухканального ШИМ, содержащую времязадающие резистор 1 и конденсатор 2, электронный ключ 3 с тремя выводами: управляющий, «общий» и «выход», входной вентиль 2И-НЕ4, фототранзистор обратной связи 5, инвертор 6, триггерR-S типа на двух вентилях 2И-НЕ7 и 8, при этом первый вывод резистора 1 подключен к плюсовой клемме входного питания Uвх, а второй его вывод подсоединен к первой обкладке конденсатора 2, к выводу «выход» электронного ключа 3, к эмиттеру фототранзистора 5, (коллектор которого подсоединен к клемме плюс внутреннего источника питания Eвн.пит.) и к входу инвертора 6, выход которого подключен к входу S триггера R-S типа, а его R вход подсоединен к первому входу входного вентиля 2И-НЕ 4, второй вход которого подключен к выходу вентиля 2И-НЕ8 триггера R-S типа, выход входного вентиля 2И-НЕ4 подсоединен к управляющему входу электронного ключа 3, при этом вторая обкладка конденсатора 2 и вывод «общий» электронного ключа 3 объединены и подсоединена к шине «общая» входного питания, введен счетный триггер 9, выполненный на Д триггере, срабатывающим по фронту спада входного сигнала (фронт 10), два канальных вентиля 3И, 10 и 11, при этом тактовый вход «С» счетного триггера 9 подключен к первому входу входного вентиля 2И-НЕ4 и к первым входам канальных вентилей 3И, 10 и 11, вторые входы которых подключены соответственно к прямому и инверсному выходам счетного триггера 9, а третьи входы канальных вентилей 3И, 10 и 11 подсоединены к выходу вентиля 2И-НЕ8 R-S триггера, при этом первый вход входного вентиля 2И-НЕ4 является входом двухканального ШИМ.This goal is achieved by the fact that in the circuit of a two-channel PWM containing a
Как видно из Фиг. 3 схема работает от коротких(узких) по длительности импульсов tиг с уровнем лог. 0.As can be seen from FIG. 3, the circuit operates from short (narrow) pulses of duration tig with a log level. 0.
Рассмотрим работу схемы предлагаемого ШИМ, с того момента, когда на вход вентиля 2И-НЕ4 подан сигнал с уровнем лог. 0 от генератора импульсов. В этом случае будет иметь место, следующее распределение логических уровней на выходах вентилей схемы двухканального ШИМ.Consider the operation of the circuit of the proposed PWM, from the moment when a signal with a log level is applied to the input of the 2I-NE4 gate. 0 from the pulse generator. In this case, the following distribution of logic levels at the outputs of the gates of the dual-channel PWM circuit will take place.
На выходе вентиля 2И-НЕ4 сформируется уровень лог. 1, который приведет к отпиранию электронного ключа 3,и начнется разряд конденсатора 2 через малое сопротивление открытого ключа 3. Одновременно сигнал от генератора импульсов поступит на R вход R-S триггера на вентилях 2И-НЕ7, 8, и установит его в состояние лог. 1, т.е. на выходе вентиля 2И-НЕ8 установится уровень лог. 1, а на выходе вентиля 2И-НЕ7 уровень лог. 0. Этот же сигнал с уровнем лог. 0 поступит на тактовый вход «С» счетного триггера 9 и на первые входы канальных вентилей 3И, 10 и 11. В результате счетный триггер 9 по фронту спада входного сигнала(фронт 10) переключится в противоположное состояние, при этом передача информации с выходов счетного триггера 9 в момент его переключения на выходы канальных вентилей 3И будет надежно заблокирована сигналом с уровнем лог. 0, действующим на их входах.At the output of the valve 2I-HE4, a log level is formed. 1, which will lead to the unlocking of the electronic key 3, and the discharge of the
То есть в момент действия импульса с уровнем лог. 0, поступающего от генератора, будет осуществлен надежный запрет передачи информации с выходов счетного триггера 9 на затворы силовых ключей МДП-транзисторов преобразователя ВИП, что очень важно. Это так называемая гарантированная пауза (просечка) или «мертвое» время в иностранной литературе. Одновременно сигнал с уровнем лог. 1 с выхода вентиля 2И-НЕ8 поступает на второй вход входного вентиля 2И-НЕ4, но он в данный момент времени не влияет на его работу. Рассмотрим процесс работы схемы после окончания импульса от генератора, т.е. когда на входе входного вентиля 2И-НЕ4 присутствует уровень лог. 1.That is, at the time of the pulse with the level of the log. 0, coming from the generator, there will be a reliable ban on the transfer of information from the outputs of the counting
В этом случае на выходе вентиля 2И-НЕ4 сформируется уровень лог. 0, электронный ключ 3 закроется, и начнется заряд конденсатора 2 через сопротивление 1 практически постоянным током. При этом на выходе вентиля 2И-НЕ8 будет действовать уровень лог. 1, и на выходе К1 или К2, т.е. только на одном из двух канальных вентилей 3И, 10 или 11 сформируется уровень лог. 1, который и поступит на вход затвора МДП-транзистора преобразователя ВИП. Когда напряжение на конденсаторе 1 достигнет величины порога переключения инвертора 6, на его выходе сформируется уровень лог. 0, и R-S триггер на вентилях 2И-НЕ7, 8 установится в инверсное состояние, при котором на выходе вентиля 2И-НЕ7 будет действовать уровень лог. 1, а на выходе вентиля 2И-НЕ8 - уровень лог. 0. Последний, поступая на входы канальных вентилей 3И, 10 и 11, сформируют на их выходах К1 и К2 уровни лог. 0, завершая тем самым цикл получения рабочего импульса. При этом сигнал с уровнем лог. 0 с выхода вентиля 2И-НЕ8 сформирует на выходе входного вентиля 2И-НЕ4 сигнал с уровнем лог. 1, который откроет электронный ключ 3, и разрешит процесс разряд конденсатора 2 через малое сопротивление открытого ключа 3 раньше, чем поступит следующий импульс от генератора импульсов.In this case, the log level is formed at the output of the 2I-HE4 valve. 0, the electronic switch 3 closes, and the charge of the
То есть напряжение на конденсаторе 1 никогда не превысит напряжения равного напряжению порога переключения инвертора 6.That is, the voltage across the
Интересно отметить, что в этой схеме двухканального ШИМ не наблюдается в принципе присутствие узких импульсов ни на одном из входов, как самого счетного триггера 9, так и на входах вентилей 3И, 10 и 11, что исключительно важно. Действительно, самый узкий импульс на входе счетного триггера 9 - это импульс с длительностью равной длительности импульса tги. А на входах вентилей 3И, 10 и 11 самый короткий импульс (с уровнем лог. 1) не может иметь длительность меньше, чем длительность tги.It is interesting to note that in this two-channel PWM circuit, in principle, the presence of narrow pulses is not observed at any of the inputs, either the
И то чисто теоретически, поскольку практически длительность импульса с уровнем лог. 1 здесь всегда обязана быть больше длительности tги. Это говорит о том, в этой схеме ШИМ коэффициент заполнения Кз может меняться практически от нуля до максимального значения. Пусть схема работает при максимальном входном напряжении и в режиме холостого хода. В этом случае, с учетом тока через фототранзистор 5 и тока через резистор 1, конденсатор 2 будет заряжаться наиболее быстро. И на выходе вентиля 2И-НЕ8 сформируется сигнал с уровнем лог. 0 длительностью tги+Δt, где Δt<tги - добавок к импульсу tги за счет быстрого заряда конденсатора 2. Но величина добавки Δt может составлять наносекунды и поэтому канальные вентили 3И, 10 и 11 их могут не пропустить. Чтобы сигнал прошел через вентиль, его длительность должна быть больше величины, определяемой средней задержкой распространения. Но такие короткие по длительности импульсы не смогут оказать какого либо воздействия на затворы силовых МДП-транзисторов, т.е. не смогут установить их во включенное состояние.And that is purely theoretical, since in practice the pulse duration with the level of the log. 1 here always must be longer than the duration of tg. This suggests that in this PWM scheme, the duty cycle Kz can vary from almost zero to the maximum value. Let the circuit operate at maximum input voltage and in idle mode. In this case, taking into account the current through the phototransistor 5 and the current through the
И так, поскольку в схеме ШИМ, приведенной на Фиг. 3 счетный триггер 9 работает от импульсов с уровнем лог. 0 постоянной длительности равной tги, то здесь исключается вероятность его сбоя по причине не срабатывания от короткого импульса, и тем самым устранен главный недостаток схемы прототипа, а именно, - возможность не срабатывания (сбоя) счетного триггера 9 от коротких по длительности импульсов, поступающих на его счетный вход «С».And so, since in the PWM circuit shown in FIG. 3
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016144213U RU168842U1 (en) | 2016-11-10 | 2016-11-10 | Two-channel PWM with double regulating effect on ramp voltage slope |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016144213U RU168842U1 (en) | 2016-11-10 | 2016-11-10 | Two-channel PWM with double regulating effect on ramp voltage slope |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU168842U1 true RU168842U1 (en) | 2017-02-21 |
Family
ID=58450324
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016144213U RU168842U1 (en) | 2016-11-10 | 2016-11-10 | Two-channel PWM with double regulating effect on ramp voltage slope |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU168842U1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4577166A (en) * | 1984-08-22 | 1986-03-18 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Miniature high performance pulsed modulator apparatus |
RU2172062C2 (en) * | 1999-02-09 | 2001-08-10 | Самарский государственный технический университет | Digital pulse-width modulator |
RU2444111C1 (en) * | 2010-07-08 | 2012-02-27 | Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт релестроения с опытным производством" | Single-phase voltage inverter (versions) |
RU2597513C2 (en) * | 2014-07-10 | 2016-09-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный технический университет" | Digital modulator for power converter of electromagnetic bearing |
-
2016
- 2016-11-10 RU RU2016144213U patent/RU168842U1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4577166A (en) * | 1984-08-22 | 1986-03-18 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Miniature high performance pulsed modulator apparatus |
RU2172062C2 (en) * | 1999-02-09 | 2001-08-10 | Самарский государственный технический университет | Digital pulse-width modulator |
RU2444111C1 (en) * | 2010-07-08 | 2012-02-27 | Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт релестроения с опытным производством" | Single-phase voltage inverter (versions) |
RU2597513C2 (en) * | 2014-07-10 | 2016-09-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный технический университет" | Digital modulator for power converter of electromagnetic bearing |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10050525B2 (en) | Signal transmission circuit | |
US10749439B2 (en) | Systems and methods for two-level protection of power conversion systems | |
US10103623B2 (en) | Semiconductor integrated circuit | |
US9484922B2 (en) | Voltage level shifter module | |
US4874971A (en) | Edge-sensitive dynamic switch | |
US7088083B2 (en) | Switching regulator | |
US10530258B1 (en) | Predictive dead time generating circuit | |
US20070285861A1 (en) | Over-voltage protection circuit and method thereof | |
US7368952B2 (en) | Output buffer circuit | |
RU168842U1 (en) | Two-channel PWM with double regulating effect on ramp voltage slope | |
US5362995A (en) | Voltage comparing circuit | |
KR930018851A (en) | Auto Cree Circuit | |
JP2016046620A (en) | Power-on reset circuit | |
US20050184783A1 (en) | Short pulse rejection circuit | |
JP2022067801A5 (en) | ||
RU184381U9 (en) | Two-channel PWM with double regulating effect on ramp voltage slope | |
RU143748U1 (en) | FAST KEY KEY PROTECTION DEVICE | |
RU193190U1 (en) | Two-channel pulse-width modulator with double regulating influence on the ramp voltage slope | |
US9990310B2 (en) | Self-enabled bus conflict detection circuit | |
KR102267092B1 (en) | Switching regulator | |
KR960039328A (en) | Delay time control circuit | |
JP2016090469A (en) | Frequency detection device | |
TWI619322B (en) | Power switching device | |
KR20070111796A (en) | The control device of switch | |
US8981734B2 (en) | Power source generation circuit and integrated circuit |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20171111 |