Широтно-импульсный усилитель с защитой

 

(72) Автори изобретеиия

В.А.Шаталов и Н.В.Меньшиков (7)) Заявитель (54) ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ С ЗАЩИТОЙ

Изобретение относится к автоматическому регулированию и может быть применено для регулируемого ограничения тока нагрузки.

Известен широтно-импульсный усилитель с защитой, на входе которого включен задающий генератор, на выходе — датчик тока, связанный с триггером, который соединен с одновибратором П1 .

Недостатки этого устройства за30 ключаются в том, что время отключенного состояния нагрузки определено и фиксировано одновибратором, регулятору присущи нестабильность частоты переключения и неустойчивая рабаИ та из-за несогласованности работы схемы отсечки со схемой широтноимпульсного усилителя. Кроме того, вследствие наличия у одновибратора

26 времени восстановления, скважность регулирования тока ограничена.,При срабатывании триггера до окончания процесса восстановления одновибратора схема токовой отсечки перестанет выполнять свое назначение.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является широтно— импульсный усилитель с защитой, на входе которого включен задающий генератор, на выходе — датчик тока, связанный с триггером, второй вход которого соединен с выходом задающего генератора, а выход триггера подключен ко входу широтно-импульсного усилителя 323.

Недостатком этого устройства является то, что фактическая амплитуда тока в нагрузке будет больше тока уставки, которая приводит к выходу из строя транзисторов в устройстве.

Это происходит вследствие того, что существует запаздывание между моментом срабатывания триггера и моментом выключения широтно-импульсного усилителя.

904092

Цель изобретения — повышение быстродействия устройства для ограничения тока широтно-импульсного усилителя °

Поставленная цель достигается 5 тем, что устройство снабжено сумматором и дифференциатором, входы которых подключены к выходу датчика тока, а выход дифференциатора подключен к второму входу сумматора, выход ко- to торого соединен со вторым входом триггера.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства, на фиг. 2 — график процесса ограничения тока. 15

Устройство содержит соединенные последовательно задающий генератор

1, широтно-импульсный уси)?итель 2, нагрузку 3, датчик 4 тока, триггер ,5, выход которого подключен ко входу 20 широтно-импульсного усилителя 2, а один из входов триггера 5 соединен с вторым выходом задающего генератора 1, дифференциаторов б, формирующий сигнал, пропорциональный первой 25 производной, своим входом соединен с выходом датчика тока 4, сумматор ?, своими входами подключен к выходам датчика тока 4 и дифференциатора б, выход же сумматора 7 подключен к од- Эе ному из входов триггера 5.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

Импульсы с задающего генератора

1 поступают на вход широтно-импульс35 ного усилители 2. С датчика 4 тока, который подключен к выходу широтноимпульсного усилителя 2, сигнал, пропорциональный току нагрузки 3 поФ? ступает на вход сумматора 7 и дифференциатора 6. С выхода дифференциатора б сигнал, пропорциональный первой производной. сигнала тока, поступает на вход сумматора 7. Сигнал, °

45 пропорциональный току нагрузки н его производной, с выхода сумматора

7 поступает на вход триггера S. При величине уровня сигнала сумматора 7 более заданного значения, триггер 5 сработает и подаст.запиравщий импульс на широтно"импульсный усилитель2. В этом состоянии триггер 5 будет находиться до тех пор, пока на вход его с задающего генератора 1 не поступит импульс сброса, тогда триггер 5 вернется в исходное состояние, широтно-импульсный усилитель 2 включится и ток в нагрузке 3 будет возрастать до уровня, при котором произойдет новое срабатывание триггера 5.

Напряжение, подаваемое на вход триггера 5 равно

ЦЬ Т2 К.1 1(t) + КЛ 1 (1)

di(t) где К,1 1 (t) — напряжение, снимаемое с датчика 4 тока, di(t)

K> â€ вЂ” — напряжение, снимаемое .с дифференциатора 6.

Из (l) видно, что при 015 .рр

= U где U — напряжение устав ки, ток нагрузки в момент срабатывания триггера 5 соответствует уравнению

2(2) = 22исг Кр аг

di (t)

di

Согласно 12), при — = О, ток срабатывания триггера 5 соответствует

Uq . Однако практически производная мгновенного значения тока нагрузки никогда не бывает равна нулю.

di(t)

При наличии сигнала Ка †а с выхода дифференциаторов, отличном от нуля, триггер 5 сработает при токе, меньшем величины тока установки, опережая момент достижения током нагрузки величины 1 2т, на время, пропорциональное производной

КК вЂ” Сфиг.2).

Ж()

О С

Срабатывание триггера 5 происходит в момент времени Й?, когда ток еще не достиг значения тока уставки (1„ „ ), при этом нарастание тока будет продолжаться до окончания процесса рассасывания избыточного заряда в базах силовых транзисторов.

В итоге, фактическое выключение широтно-импульсного усилителя 2 произойдет в момент времени tg. При нормальном выборе коэффициента передачи дифференциатора Кя отключение нагрузки 3 всегда будет соответствовать величине тока (нагрузки), определяемой значением 1 кф .

Таким образом, использование предлагаемого усилителя повышает быстродействие устройства, т.е. уменьшает броски тока нагрузки и сокращает количество силовых транзисторов устройства известного.

Формула изобретения

90409

Широтно-импульсный усилитель с защитой, на входе которого включен задающий генератор, на выходе — датчик тока, связанный с триггером, второй вход которого соединен с выходом задающего генератора, а выход триггера подключен к входу широтноимпульсного усилителя, о т л и ч а — 1О ю шийся тем, что, с целью повышения быстродействия, он снабжен сумматором и дифференциатором, входы

2 6 которых подключены к выходу датчика тока, а выход дифференциатора подключен к второму входу сумматора, выход которого соединен со вторым входом триггера.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Электронная техника в автоматике. Сборник под ред. Ю.И.Конева.

М., "Советское радио", вып. 7, 1975, с. 92.

2. Авторское свидетельство СССР

9603080, кл. Н 02 P 5/16, 1978.

904092

Составитель Е.Рыкова

Редактор Н. Гришанова Техред M. Надь Корректор С.Шекмар

Заказ 147/4l Тираж 669 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4