SU1252887A1

SU1252887A1 - Converter with pulse-frequency-width control

Info

Publication number: SU1252887A1
Application number: SU853839323A
Authority: SU
Inventors: Борис Васильевич Новоселов; Николай Николаевич Кокошкин; Владимир Алексеевич Трофимов; Николай Николаевич Фомин
Original assignee: Предприятие П/Я А-1658
Priority date: 1985-01-07
Filing date: 1985-01-07
Publication date: 1986-08-23

Abstract

Изобретение относитс к элпкт- ронике и используетс в системах управлени преобразователей напр жени , 18 Цель изобретени - повьшение надежности в работе схемы при малом значении посто нной времени интегратора. Устр-во содержит интегратор 1 на операционном усилителе 2, преобразователь 4, импульсный усилитель мощности на составчьгх транзисторах 5, 6. Введение резисторов 22, 24 и диодов 25, 26 в цепи обратной св зи 19, 20, подключенных к базам управл ющих транзисторов 11, 12 обеспечивает их надежное запирание до окончательного запирани силовых транзисторов. Наличие положительной обратной св зи приводит к импульсному характеру процесса запирани и отпирани транзисторов . 1 ил. с € (ЛThe invention relates to the field of electrical engineering and is used in control systems of voltage converters, 18 The purpose of the invention is to improve the reliability of the circuit with a small value of the integrator constant time. The device contains an integrator 1 on the operational amplifier 2, a converter 4, a pulse power amplifier on component transistors 5, 6. The introduction of resistors 22, 24 and diodes 25, 26 in the feedback circuit 19, 20 connected to the bases of control transistors 11 , 12 ensures their reliable locking until the final locking of power transistors. The presence of positive feedback leads to the pulsed nature of the process of locking and unlocking the transistors. 1 il. from € (L

Description

Изобретение относитс к преобразовательной технике и может быть использовано при разработке устро,йств автоматического управлени различных радиотехнических устройств с час- тотно-широтно-импульсным управлением.The invention relates to a converter technique and can be used in the design of an apparatus that automatically controls various radio engineering devices with pulse-width-frequency control.

Целью изобретени вл етс повышение Надежности в работе схемы при малом значении посто нной времени интегратора.The aim of the invention is to increase the reliability in the operation of the circuit with a small value of the integrator constant time.

На чертеже показана принципиальна электрическа схема преобраэрва тел .The drawing shows a schematic electrical diagram of the conversion of bodies.

Преобразователь содержит интегратор 1 на операционном усилителе (ОУ)2 с конденсатором обратной св зиThe converter contains an integrator 1 on an operational amplifier (op-amp) 2 with a feedback capacitor

3,включенным между выходом ОУ и его инвертирующим входом, который соединен с входным выводом преобразовател 3 connected between the output of the op-amp and its inverting input, which is connected to the input terminal of the converter

4.Импульсньй усилитель мощности состоит из двзпс составных транзисторов4. The impulse power amplifier consists of composite transistors

5 и 6, силовые транзисторы 7 и 8 которых (разного типа проводимости) включены последовательно и эмиттерами подключены к разнопол рйым выводам 9 и 10 источника питани , эмиттеры управл ющих транзисторов 11 и 12 с проводимостыо, обратной проводимости сило1вых транзисторов, под}слю чены к общему вьгооду преобразовател , база управл ющего транзистора 11 подключена через резистор 13 к выходу интегратора 1 и к катоду диода 14, анод которого соединен с общим выводом схемы, а база управл ищего транзистора 12 подключена через резистор 15 к выходу интегратора 1 и к аноду диода 16, катод которого соединен с общим вьтодом схемы, Точка соединени коллекторов силовых транзисторов образует выходной вывод преобразовател 7, который через резистор 18 подключен к инвертирующему входу интегратора, а через две цепочки 19 и 20 обратной св зи подключен к базам- управл ющих транзисторов il и 12, причем кажда цепочка состоит из двух резисторов 21 и 22 (23, 24) , соединенных последовательно , один из которых зашунтирован диодом 25(26) таким образом, что анод шунтирукщего диода 25 соединен с базой управл ющего транзистора П, катод шунтирук цего диода 26 соединен с базой управл ющего транзистора 12,5 and 6, the power transistors 7 and 8 of which (of a different conductivity type) are connected in series and the emitters are connected to power supply terminals 9 and 10 of opposite power sources, the emitters of the control transistors 11 and 12 with the conductors reverse of the conductivity of the power transistors, are computed the common transistor transducer, the base of the control transistor 11 is connected via a resistor 13 to the output of the integrator 1 and to the cathode of the diode 14, the anode of which is connected to the common output of the circuit, and the control base of the search for transistor 12 is connected to the integrator ora 1 and to the anode of the diode 16, the cathode of which is connected to the common circuit of the circuit, the junction point of the collectors of power transistors forms the output terminal of the converter 7, which is connected through a resistor 18 to the inverter inverter input and connected to the bases through two chains 19 and 20 - control transistors il and 12, each chain consisting of two resistors 21 and 22 (23, 24) connected in series, one of which is bridged by diode 25 (26) in such a way that the anode of the shunt diode 25 is connected to the base of the control transistor ora P, Oleg Zhegoyev shuntiruk cathode of diode 26 is connected to the base of control transistor 12,

Преобразователь работает следующим образом.The Converter operates as follows.

При нулевом входном сигнале преобразовател ; который поступает на инвертирующий вход ОУ 2, в момент включени преобразовател транзисторы верхнего плеча 1 i и 7 илИ нижнего плеча 12 и 8 импульсного усилител мощности за счет положительной обратной св зи, осуществл емой через цепочки 19 или 20, переход т в открытое состо ние. Другое плечо - в закрытое , так как на входе усилител мощности сто т транзисторы- различной проводимости.At zero input signal of the converter; which arrives at the inverting input of the op-amp 2, at the time the converter is turned on, the transistors of the upper arm 1 i and 7 or the lower arm 12 and 8 of the switching power amplifier go into an open state due to the positive feedback through the chains 19 or 20. The other arm is closed, since at the input of the power amplifier there are transistors of different conductivity.

Пусть дл определенности в момент включени преобразовател открывает- с верхнее плечо усилител мощности. Тогда на интегратор поступает сигнал положительной пол рности. На выходе интегратора при этом начинает расти сигнал отрицательной пол рности. Это приводит к уменьшению суммарного положительного сигнала интегратора и выхода усилител мощности на базах управл ющих транзисторов П и 12, причем положительный сигнал с выхода усилител мощности на базу управл ющего транзистора верхнего плеча пос- TjmaeT через резисторы 21 и 22, а на базу управл ющего транзистора нижнего плеча - через резистор 24 и шун- тирукщий диод 26, Параметры цепочки, составленной из резистора 24 и диода 26, подобраны так, что даже при ISuppose, for definiteness, that at the moment of switching on, the converter opens with the upper arm of the power amplifier. Then the integrator receives a positive polarity signal. At the integrator output, the negative polarity signal begins to grow. This leads to a decrease in the total positive signal of the integrator and the output of the power amplifier at the bases of the control transistors P and 12, and a positive signal from the output of the power amplifier to the base of the upper-shoulder control transistor through TjmaeT through resistors 21 and 22, and to the base of the control transistor the lower arm through a resistor 24 and a shunt diode 26, the parameters of the chain made up of resistor 24 and diode 26 are chosen so that even with I

максимальном отрицательном сигналу на выходе интегратора будет осуществл тьс надежное запирание управл ющего транзистора нижнего плеча до тек пор, пока не закроетс силовой транзистор 7 верхнего плеча. Уменьшение сигнала на базах транзисторов Н и 12 повлечет за собой запирание транзистора 11, а затем силового транзистора 7, отчего произойдет смена знака сигнала на базах управл ющих транзисторов II и 12 и соответственно запирание верхнего плеча и отпирание нижнего плеча усилител мощности, а значит, и смена знака входного сигнала интегратора. Сигнал отрицательной пол рности на выходе интегратора начинает уменьшатьс , а при переходе через ноль увеличиваетс сигнал положительной пол рности. Это приводит к тому, что базовые сигналы транзисторов П и 12, имеющие отрицательную пол рность, начнут уменьшатьс , причем отрицательный сигнал с выходаthe maximum negative signal at the integrator output will be reliably blocked by the control transistor of the lower arm until it is closed by the upper-power power transistor 7. A decrease in the signal at the bases of transistors H and 12 will result in the locking of transistor 11 and then the power transistor 7, which will change the sign of the signal at the bases of control transistors II and 12, respectively, locking the upper arm and unlocking the lower arm of the power amplifier, and therefore reversing the sign of the integrator input. The negative polarity signal at the integrator output begins to decrease, and when going through zero, the positive polarity signal increases. This leads to the fact that the base signals of transistors P and 12, having a negative polarity, will begin to decrease, and the negative signal from the output

усилител мощности на базу запертого управл ющего транзистора и верхнего , плеча поступает через цепочку, состав- леиную из резистора 22 и шунтирующего диода 25,параметры KOTopoi подобраны таким образом, что даже при максимальном положительном сигнале на выходе интегратора будет осуществл тьс надежное запирание управл ющего транзистора П до тех пор, пока не закроетс силовой транзистор 8 нижнего п еча. Отрицательный сигнал с выхода усилител мощности на базу открытого управл ющего транзистора 12 нижнего плеча поступает через резисторы 23 и 24. Уменьшение базовых сигналов, имеющих отрицательную пол рность , влечет за собой запирание транзистора 12, а затем силовогоthe power amplifier to the base of the locked control transistor and the upper arm enters through a chain made up of resistor 22 and shunt diode 25, the KOTopoi parameters are chosen so that even with the maximum positive signal at the integrator output, the control transistor will be locked safely T until the power transistor 8 of the lower p is closed. The negative signal from the output of the power amplifier to the base of the open control transistor 12 of the lower arm enters through resistors 23 and 24. The reduction of the base signals having a negative polarity entails the locking of the transistor 12 and then the power

отрицательный сигнал, что влечет за собой запирание этого транзистора, затем и силового транзистора 7, На базе закрытого в зтот момент управ5 л ющего транзистора 12 суммарный си нал выхода интегратора и выхода пре образовател 17 будет положительный поскольку параметры цепочки (резист 24, диод 26) выбраны так, что приa negative signal that causes this transistor to be locked, then the power transistor 7, Based on the control transistor 12 that is closed at that moment, the total integrator output and converter 17 output will be positive because the parameters of the chain (resist 24, diode 26) chosen so that when

10 открытом силовом транзисторе верхне го плеча положительный сигнал с выхода преобразовател 17 через цепо ку будет превышать максимальный отрицательный сигнал с выхода интегра10 open upper-power power transistor positive signal from the output of the converter 17 through the chain will exceed the maximum negative signal from the output of the integrator

15 тора и тем самым будет обеспечивать дозапирание управл ющего tpaнзиcтop 2 нижнего плеча до тех пор, пока с ловой транзистор 7 полностью не зак роетс , т.е. пока потенциал на выхо15 torus, and thus will ensure the re-energization of the lower-transducer controlling transistor 2 until the transistor 7 is completely closed, i.e. bye potential out

транзистора 8, отчего снова происхо- преобразовател не станет равенtransistor 8, why again the occurrence of the converter will not be equal to

дит смена знака сигналов на базах, транзисторов 11 и 12 и верхнее плечо оп ть открываетс , а нижнее закрываетс . Наличие положительной обратной св зи приводит к тому, что отпирание и запирание каждого из плеч УМ носит импульсный характер.The sign of the signals on the bases changes, the transistors 11 and 12 and the upper arm open again, and the lower arm closes. The presence of positive feedback leads to the fact that unlocking and locking each of the arms of the PA is pulsed.

Таким образом, при нулевом входном сигнале преобразовател на выходе инThus, at a zero input signal of the converter at the output of the

тегратора будет сигнал треугольной формы, а на выходе преобразовател симметричные импульсы, при условии что транзисторы 11 и 12 либо оба кремниевые, либо оба германиевые, чтобы сигнал на базах этих транзи торов, при котором начинаетс запирание каждого из плеч усилител моности , был бы одинаков.Tegrator will have a triangular signal, and at the output of the converter there are symmetric pulses, provided that transistors 11 and 12 are either both silicon or both germanium, so that the signal at the bases of these transistors, at which the locking of each mono amplifier arm starts, would be the same.

При подаче входного сигнала на преобразователь на выходе его буде мен тьс скважность и частота импульсов .When the input signal is fed to the converter, the duty cycle and frequency of the pulses will change at the output of the converter.

Рассмотрим работу преобразовате при малом значении посто нной времConsider the operation of the transform at a small constant time value.

ни интегратора. В этом случае сигнno integrator. In this case, the signal

на выходе интегратора практически скачком мен ет свою пол рность при подаче сигнала на его вход.at the output of the integrator, it almost abruptly changes its polarity when the signal is applied to its input.

Пусть дл определенности открылосьLet it open for definiteness.

Claims

Invention Formula

Converter with frequency-latitude-upper arm. At the output of the integrator 50 by pulse control, it contains a positive polarity signal. If at this moment a positive signal arrives at the input of operational amplifier 2, a negative polarity jump appears at the integrator output. On the basis of the open control transistor 1 1 of the upper arm along the Vits, the total

a negative signal that causes this transistor to be locked, and then the power transistor 7; on the basis of the control transistor 12 that is closed at that moment, the total integrator output signal and the output of the converter 17 will be positive, since the parameters of the chain (resistor 24, diode 26) chosen so that when

an open upper arm power transistor, the positive signal from the output of converter 17 through the chain will exceed the maximum negative signal from the integrator output, and thereby will control the lower transceiver driving transistor 2 until idle power transistor 7 is completely closed, i.e. while the output potential

five

0

five

0

to zero, the sum signal at the base of the control transistor will become negative polarity, which will entail its unlocking, and then unlocking of the power transistor 8. With the lower arm open at the moment the signal is applied to the input of the operational amplifier 2, the circuit works similarly to the difference that the trailing of the closed control transistor of the upper arm occurs through the chain 19 (resistor 22, shunt diode).

Thus, the presence of chains 20 ensures that one arm is unlocked only after the other is closed, not only at zero input, but also for any input signal at a short integrator time constant.

The invention makes it possible to increase the reliability of the operation of the circuit with a small time constant of the integrator due to the complete elimination of flow through

integrating operational amplifier, power amplifier on two composite transistors, power transistors of which of a different type of conductivity are connected in series and emitters connected to power supply different-polarity emitters, control emitters

5 12528876

A transistor with conduction is connected to the base of the first controlled conduction of the power transistor, and the anode of the other is connected to

of the resistors are connected to the common electrical base of the second control trans-transducer, with the co-torus point, and other conclusions of the diodes connecting the power transducers j j to the common transducer transducer,

The torus forms the output terminal of the transducer output of which through two cerazovatel, which through a feedback resistor, each of which is connected to the integrator input, consists of two resistors, which connect the control input of the transformed one in series, and a shunt fuse, differing in to its diode, is connected to the bases accordingly, in order to increase the reliability of the control transistors,

it is in operation with a small value, and each resistor, one view

the current time of the integrator, in some of which is connected to the base, two resistors are shunted, connected by a diode so that the anode of one diode

the respective control bases 15 are connected to the base of the first control

transistors with the output of the integrator, the transistor, and for another diode - with

two diodes, the cathode of one of which is the base of the second control transistor.