SU801240A1

SU801240A1 - Pulse-width modulator with galvanic isolation

Info

Publication number: SU801240A1
Application number: SU792746407A
Authority: SU
Inventors: Виталий Михайлович Дементьев
Original assignee: Проектно-Технологическое Бюро"Вниипроэлектромонтаж"
Priority date: 1979-04-05
Filing date: 1979-04-05
Publication date: 1981-01-30

Description

II

Изо етение откоситс к рааисзлектров кв и может бь1ть использовано дл преобразовани посто нных и медпенно взмем зошихс сигналов в пропоранональный широтно-моаулнрованный, обеспечивв гфк этом гальваническую разв зку со входной цепью в аппаратурах записи на магнитную ленту, управлеи тиристсфнымн ключами, в трансформаторах тока щ.Due to the fact that it is distorted toward the distribution of square meters, it can be used to transform constant and medically sweep the dead signals into a protoranonal latitudinal-moulunated, thus ensuring the galvanic isolation with the input circuit in the tape recording equipment, controlling the uniformly recognizable and recognizable glitch, and discharging with a separate syringe on the tape recorder, controlling the signaling and discharging with a separate syringe.

Известен щиротно-импульсный модул тор , на входе которого стоит МОП-транзистор , а в трансформатор введена обмотка , на которую подаетс сигнал с генератора :нмпульсов |.A pulse-width modulator is known, at the input of which is a MOS transistor, and a winding is introduced into the transformer, to which a signal is sent from the generator: pulses |.

Недостатком этого модул тора вл етс отсутствие полной изол ции вхсвной и выходной цепей и необходимость отдельного генератора опорных .The disadvantage of this modulator is the absence of complete isolation of the high-voltage and output circuits and the need for a separate reference generator.

Известен также модул тор, в котором перераспределение питающего напр жени между коллекторными обмотками трансформатора и последовательно включенными балластными pe3BCTq)OM и транзисторной резистивной схемой задаетс A modulator is also known, in which the redistribution of the supply voltage between the collector windings of the transformer and the series connected ballast pe3BCTq) OM and transistor resistive circuit is given

через управл емую нелинейную транзистс ную нагрузку в обмотке управлени перемагничиваемого трансформатора Г21.through a controlled nonlinear transistor load in the control winding of a G21 transformable transformer.

Оав&ко, это устройство сложно и содержит в цепи управлени много дополнительных элементов, затрудн ющих подключение устройства к источнику входных сигналов .требующему изол ции с остальной частью схемы.This and this device is complicated and contains many additional elements in the control circuit making it difficult to connect the device to the input source of the requisite isolation with the rest of the circuit.

Известно также устройство, в котог ром входнсЛ знакопеременный тсж в обмотке управлени перемагничиваемого трансформатора ..создает магнитный поток, ускс ющий перемагничивание сердечника (фи совпадении по направлению с основным, задаваемым током мультивибратора в коллекторной обмотке , и соответственно замедл ющий в следующий цикл перемагнич Иван и . Вторична обмотка трансформатора питаетс от источника двупол рного напр жени Е, длительности перемагничнвани сердечника между состо ни ми насыщени с индукци ми ±В определ ют период генерадни , критерием достижени сердечником насыщени служит уменьшение ЭДС в базовых обмотках трансфсрматора з1. Недостаток этого устройства состоит в сложности конструкции многообмсхгочно ГО; перемагничиваемого трансформатора, что обусловлено выполнением мультивибратора на транзисторах. Цель изобретени - упрощение конструкции трансформатора и устройства в целом. Цель достигаетс тем, что в широтно импульсньй модул тор, содержащий транс форматор с первичной и .вторичной обмот ками, введены операционный усилитель и резисторы, гфичем неинвертирующий вход операционного усилител соединен через первый резистор с свщей шиной и через второй резистор с выходом операционног усилител , инвертирующий вход операцион ного усилител соединен через третий резистор с общей шиной и через втс зичную обмотку трансформатора с выходом операционного усилител . Дл повышени точности между выходом операционного усилител и вторичной обмоткой трансформатора, включен неинвертирующйй усилитель, причем первый вход не инвертирующего усилител соедикен с выходом операционного уси и- 30 Тел , второй вход соединен с неинвертирующим входом операционного усилител , а выход соединен со втфичной обмоткой трансформатора. На фиг. 1 изображена.принципиальна электрическа схема широтно-импульсного модул тора с гальванической разв зкой на фиг. 2 - то же; на фиг. 3 - временные диаграммы, по сн ющие работу устройства Модул тор включает (фиг. 1) частотно зависимый делитель из последовательно соединенных .вторичнойобмотии 1 трансформатора 2 и резистора 3, соединенный соответственно с выходом операционного усилител 4, его инвертирующим входом и общей шиной и Образующий врем задающую цепь отрицательной обратной св зи, делитель из последовательно соеди ненных резисторов,5 и 6, подключенных соответственно к выходу и неинвертирующему входу операционного усилител 4 и общей шине и образующих задающую порог инвертировани цепь положительной обратной св зи. Между входной обмоткой 1 трансформатора 2 и выходом операцион ного усилител 4 включен неинвертирующи усилитель 7 (фиг. 2). один из входов неинвертирующего усилител 7 под ключен к неннвертирующему входу операционного усилител 4, другой вход усилител 7 подключен к вькоду операционного уЬилител 4. Неинвертирующий усилитель 7 выполнен на операционном усилителе 8 по схеме неинвертирующего дифференциального Усилител напр жени дл незаземленной части нагрузки. Неинвертирующий вход операционного усилител 8 через резистс ы 9 и 10 соединен соответственно со входами не инвертирующего усилител , инвертирующий вход операционного усилител подключен к резистивному делителю на резисторах 11 и 12, который включен между выходом операционного усилител 8 и общей шиной. Выходом неинвертирующего усилител 7 вл етс выход опера- цисиного усилител 8, Широтно-импульсный модул тор с гальванической разв зкой (фиг. 1) работает следующим образом. Усилитель 4 фсрмирует на выходе знакопеременное напр жение +Е (фиг. 3, поз. 13), часть которого ( поз. 14) с резистивного делител на резисторах 5 и 6 поступает на неинвертирующий вход в качестве опорного (выходное напр жение усилител 4 вл етс питающим дл обмотки 1 тpaнcфopмaтqэa). Ток намагни- чивани на резисторе 3 создает нарастащее напр жение, увеличивающеес скачком при достижении сердечником насыщени (поз. 15). При превышении (по модулю) напр жением на инвертирующем входе опорного уровн на неимвертирующем входе усилитель 4 инвертирует пол рность выходного напр жени . Устройство, представленное на фиг.2, работает аналогично, но питающее обмотку 1 напр жение Е не искажаетс падением напр жени на резисторе 3. Последнее может быть достаточно боль.ulHM , что повышает точность преобразовани . В предлагаемьск модул торах достигаетс упрощение конструкции перемагничиваемого трансформатора и упрощение настройки . Формула и.3 обретени 1. Широтно-импульсный модул тор с гальванической разв зкой, содержащий трансформатор с первичной и вторичной обмотками, отличающийс тем, что, с цепью упрощени конструкди в него введены операционный усилитель и резисторы, причем неинвертирующий вход операционного усилител соединен через первый резистор с общей шиной н через второй резистор с выходом one рационного усилител , инвертирующий вход операционного усилител соединен через третий резистор с общей шиной и через вторичную обмотку трансформатора с выходом операционного усилител , 2. Модул тор по п. 1, отличающий с тем, что, с целью повышени точности, между выходом операционного усилител и вторичной обмоткой 0 трансформатора включен неинвертирующий усилитель, причем первый вход неинвертирующего усилител соединен с выходом операционного усилител , второй вход соединен с неинвертирующим входом операционного усилител ,: а выход соединен со вторичной обмоткой трансформатора. Источники информации, I прин тые во внимание при экспертизе 1.Авт эское свидетельство СССР № 482001, кл. Н 03 К 7/О8, 25.08.75. 2.Авторское свидетельство СССР № 531272, кл. Н 03 К 7/О8, О4.01.74. 3.Патент ФРГ № 1153452, кл. 21е 1/20, 1973.It is also known a device in which the alternating TJ in the control winding of a reversible transformer creates a magnetic flux, accelerating the magnetic reversal of the core (fi coinciding in direction with the main current of the multivibrator in the collector winding, and accordingly reversing the reversal Ivan and The secondary winding of the transformer is powered from a bipolar voltage source E, the duration of the magnetization reversal of the core between the saturation states with an induction of ± V is determined Generation period, the criterion of saturation of the core is reduction of the emf in the base windings of the transformer 1. The disadvantage of this device lies in the complexity of the design of a large-scale GO, the remagnetized transformer, due to the implementation of the multivibrator on transistors.The purpose of the invention is to simplify the design of the transformer and the device as a whole. that a pulse-width modulator containing a transformer with primary and secondary windings was inserted into an operational amplifier and resistor By means of a gfich, the non-inverting input of the operational amplifier is connected via the first resistor to the common bus and through the second resistor to the output of the operational amplifier, the inverting input of the operational amplifier is connected via the third resistor to the common bus and via the output of the operational amplifier. To increase the accuracy between the output of the operational amplifier and the secondary winding of the transformer, a non-inverting amplifier is connected, the first input of the non-inverting amplifier is connected to the output of the operating amplifier 30 Tel, the second input is connected to the non-inverting input of the operational amplifier, and the output is connected to the tuner winding of the transformer. FIG. 1 is shown. The principle electrical circuit of a pulse-width modulator with galvanic isolation in FIG. 2 - the same; in fig. 3 - timing diagrams explaining the operation of the device The modulator includes (Fig. 1) a frequency-dependent divider from the series-connected secondary transformer 1 of transformer 2 and resistor 3, connected respectively to the output of operational amplifier 4, its inverting input and common bus, and forming time negative feedback driver circuit, divider from series-connected resistors, 5 and 6, connected respectively to the output and non-inverting input of operational amplifier 4 and common bus and forming driver n horn inverting circuit positive feedback. A non-inverting amplifier 7 is connected between the input winding 1 of the transformer 2 and the output of the operational amplifier 4 (Fig. 2). one of the inputs of the non-inverting amplifier 7 is connected to the non-inverting input of the operational amplifier 4, the other input of the amplifier 7 is connected to the logic of the operating amplifier 4. The non-inverting amplifier 7 is made on the operational amplifier 8 according to the non-inverting differential voltage amplifier for the ungrounded load. The non-inverting input of the operational amplifier 8 is connected via resistors 9 and 10 respectively to the inputs of a non-inverting amplifier. The inverting input of the operational amplifier is connected to a resistive divider of resistors 11 and 12, which is connected between the output of the operational amplifier 8 and the common bus. The output of the non-inverting amplifier 7 is the output of the operational amplifier 8. The pulse-width modulator with galvanic isolation (Fig. 1) works as follows. Amplifier 4 fcrms the alternating voltage + E at the output (Fig. 3, POS. 13), part of which (POS. 14) from the resistive divider of resistors 5 and 6 goes to the non-inverting input as a reference (the output voltage of the amplifier 4 is feed for winding 1 transformer). The magnetizing current on the resistor 3 creates a rising voltage, increasing abruptly when the core reaches saturation (pos. 15). When the voltage on the inverting input of the reference level on the non-inverting input is exceeded (by module), the amplifier 4 inverts the polarity of the output voltage. The device shown in Fig. 2 works in the same way, but the supply winding 1, the voltage E, is not distorted by the voltage drop across the resistor 3. The latter can be quite large. UlHM, which improves the conversion accuracy. In the proposed modulators, a simplified construction of the reversible transformer and simplified tuning are achieved. Formula I.3 gain 1. A pulse-width modulator with galvanic isolation, containing a transformer with primary and secondary windings, characterized in that an operational amplifier and resistors are inserted into the simplification circuit, and the non-inverting input of the operational amplifier is connected through the first common bus resistor n through a second resistor with one output amplifier, the inverting input of the operational amplifier is connected via a third resistor with a common bus and through the secondary winding of the transformer with an output operational amplifier, 2. The modulator according to claim 1, characterized in that, in order to improve accuracy, a non-inverting amplifier is connected between the output of the operational amplifier and the secondary winding 0 of the transformer, the first input of the non-inverting amplifier is connected to the output of the operational amplifier with non-inverting input of the operational amplifier,: and the output is connected to the secondary winding of the transformer. Sources of information, I taken into account in the examination 1. Avt Eskoy certificate of the USSR No. 482001, cl. H 03 K 7 / O8, 08.25.75. 2. USSR author's certificate number 531272, cl. H 03 K 7 / O8, O4.01.74. 3. The patent of Germany No. 1153452, cl. 21e 1/20, 1973.

(put. 2(put. 2

Сриг.ЗSrig.Z

Claims

Claim

1. A pulse-width modulator with galvanic isolation, comprising a transformer with primary and secondary windings, characterized in that, in order to simplify the design, an operational amplifier and resistors are introduced into it, and the non-inverting input of the operational amplifier is connected through a first resistor to a common bus and through the second resistor with the output of one of the radio amplifier, the inverting input of the operational amplifier is connected through the third resistor to the common bus and · through the secondary winding of the transformer with the output of the operational amplifier rer.

2. The modulator pop. 1, characterized in that, in order to improve accuracy, between the output of the operational amplifier and the secondary winding

IS

801240 6 of the transformer includes a non-inverting amplifier, with the first input of the non-inverting amplifier connected to the output · of the operational amplifier, the second input connected to the non-inverting input of the operational amplifier: and the output is connected to the secondary winding of the transformer.