專利名稱:動(dòng)力丁類載波發(fā)射機(jī)的制作方法
本實(shí)用新型屬于控制系統(tǒng)的動(dòng)力丁類載波發(fā)射機(jī)。
目前我國推廣使用的動(dòng)力載波發(fā)射機(jī)是“煤礦電工手冊”第十卷介紹的由LC振蕩器、調(diào)諧放大電路、輸出槽路及電源組成的丙類放大器，功耗大、效率低、輸出功率小、體積大。由于上述缺點(diǎn)，滿足不了井下裝機(jī)容量提高的需要，推廣使用受到限制。
本實(shí)用新型克服了上述缺點(diǎn)，將原發(fā)射機(jī)進(jìn)行了實(shí)質(zhì)性的技術(shù)改造，LC振蕩器改成了時(shí)基電路組成的多諧振蕩器，丙類放大器改成丁類放大器，使發(fā)射功率大大提高，負(fù)荷能力加大、壽命延長、電路簡單、工作穩(wěn)定可靠。
為了全面了解本實(shí)用新型的內(nèi)容，現(xiàn)結(jié)合有關(guān)附圖作如下說明。
如圖所示，丁類發(fā)射機(jī)電氣部分由多諧振蕩器(一)，丁類放大器(二)，輸出槽路(三)及電源(四)組成，按裝在一個(gè)防爆外殼內(nèi)。
多諧振蕩器由時(shí)基電路5G1555、電容器C、電阻RB、R1和多圈電位器W所組成。它能產(chǎn)生按我們需要的頻率和占空比一定的矩形脈沖，去控制丁類放大器。
剛接通電源時(shí)，電容器C來不及充電，故時(shí)基電路②腳處于低電平，使③腳輸出高電平，隨著電容器C通過電阻RB、R1和多圈電位器W充電，當(dāng)電容器C充到電源電壓(2／3)Vcc時(shí)，③腳輸出變?yōu)榈碗娖?，同時(shí)時(shí)基電路內(nèi)的放電管導(dǎo)通，使電容器C經(jīng)RB向⑦腳放電，當(dāng)電容器C上的電壓下降到(1／3)Vcc時(shí)，③腳輸出又為高電平，放電結(jié)束，充電又開始，這樣周而復(fù)始進(jìn)行振蕩，從③腳輸出一系列的矩形脈沖。
它的充放電時(shí)間，振蕩周期，振蕩頻率，占空比都由下式給出。
充電時(shí)間t1＝(R1∥W＋RB)Cln (Vcc－(2／3)Vcc)/(Vcc－(1／3)Vcc)≈0.693(R1∥W＋RB)·C放電時(shí)間t2＝RB·C·ln (Vcc－(2／3)Vcc)/(Vcc－(1／3)Vcc) ≈0.693·RB·C振蕩周期T＝t1＋t2＝0.693(R1∥W＋2RB)·C振蕩頻率f0＝ 1/(T) ＝ 1.433/((R1∥W + 2RB)·C)輸出矩形波占空比D＝ (t2)/(T) ＝ (RB)/(R1∥W + 2RB)用時(shí)基電路5G1555構(gòu)成的多諧振蕩器，其振蕩頻率、波形占空比均與電源電壓和時(shí)基電路本身開關(guān)，只和外接定時(shí)元件R1、W、RB、C有關(guān)，所以振蕩頻率比較穩(wěn)定。
丁類放大器由功放管BG，諧振槽路L1C1，電阻R2和壓敏電阻RM所組成。輸出槽路由L2C2所組成。
當(dāng)接通電源時(shí)，由多諧振蕩器5G1555的③腳輸出一系列矩形脈沖，通過限流電阻R2送到功率管BG的基極，在t1時(shí)間內(nèi)功放管BG的發(fā)射結(jié)受到反偏而截止，在t2時(shí)間內(nèi)功放管BG的發(fā)射結(jié)受到正偏而導(dǎo)通，這樣在功放管BG的集電極上產(chǎn)生了放大了β倍的矩形脈沖電流。
正因?yàn)榧姌O脈沖電流是矩形波，所以含很多的諧波分量，集電極槽路L1C1將諧波分量濾去，就只剩下與基波頻率相同的正弦波了。
由此可以看出，丁類放大器的三極管BG是作為電子開關(guān)應(yīng)用的，無論是導(dǎo)通和截止?fàn)顟B(tài)，集電極電流和發(fā)射極之間電壓的乘積是很小的，所以三極管BG消耗的功率很小，把電源功率幾乎全部轉(zhuǎn)換給負(fù)載，大大提高了電源的利用率。
但是在三極管BG導(dǎo)通和截止轉(zhuǎn)換過程中，要產(chǎn)生過渡損耗和飽和壓降損耗，所以丁類放大器的實(shí)際效率不可能達(dá)到100％，只能達(dá)到90％以上，而且丁類放大器的效率和集電極電流的導(dǎo)通角θ°有關(guān)。
根據(jù)付立葉級數(shù)，可將三極管BG集電極矩形脈沖電流展開為
C＝ICM〔(θ＃／2π)＋(2／π)·(Sin(θ＃／2)Cosωt＋……(1／n)Sin(nθ＃／2)cosωt)〕由公式中可以看出第一項(xiàng)是直流分量，I0＝(θ＃／2π)ICM其中θ＃／2π為直流分量系數(shù)，用α0來表示。第二項(xiàng)為基波分量ICM＝(2／π)Sin(θ＃／2)ICM，其中(2／π)，Sin(θ＃／2)為基波分量系數(shù)，用α1來表示。
其它各次諧波分量較小，而且又不與槽路L1C1、L2C2諧振，故可忽略不計(jì)。
為了在設(shè)計(jì)電路時(shí)使用方便，把不同導(dǎo)通角θ°的直流分量系數(shù)α0和基波分量系數(shù)α1計(jì)算出來列入下表
從表中可以看出，丁類放大器的效率與α1／α0有關(guān)，隨著導(dǎo)通角的減小，α1／α0的比值逐漸增大，效率也逐漸提高，當(dāng)導(dǎo)通角趨近于零時(shí)比值α1／α0出現(xiàn)最大值，即
＝α1／α0＝2，這時(shí)三極管BG的效率就是100％，達(dá)到極大值。
但過分的追求效率，會帶來不良的后果。
例如過分的提高效率，就要減小導(dǎo)通角θ°集電極的脈沖電流就會增大，就會受到三極管BG電流的最大值和電源容量的限制不易實(shí)現(xiàn)，而且不經(jīng)濟(jì)，故導(dǎo)通角θ°選在50°～70°為好。
電感L1與L2的制作與丙類發(fā)射機(jī)相同。
在實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型時(shí)，要根據(jù)BG3836、3－83《爆炸性環(huán)境用防爆電氣設(shè)備增安型電氣設(shè)備“ ”》及BG1498－79《電機(jī)，低壓電器外殼防護(hù)等級》中規(guī)定的IP54。設(shè)計(jì)外殼和印制電路板，取得指定試驗(yàn)機(jī)關(guān)的檢驗(yàn)合格證方可生產(chǎn)。
權(quán)利要求
1.一種動(dòng)力丁類載波發(fā)射機(jī)，它包括多諧振蕩器(一)；丁類放大器(二)；輸出槽路(三)；電源(四)；裝于一個(gè)防爆外殼內(nèi)。其特征在于采用了多諧振蕩器(一)、丁類放大器(二)。
2.按權(quán)利要求
1所述的動(dòng)力丁類載波機(jī)，其特征在于多諧振蕩器(一)電時(shí)基電路5G1555，電容器C，電阻RB、R1，多圈電位器W所組成。
3.按權(quán)利要求
1所述的丁類載波發(fā)射機(jī)，其特征在于丁類放大器(二)由功放管BG，諧振槽路L1C1、電阻R2和壓敏電阻RM所組成。
專利摘要
現(xiàn)有技術(shù)的動(dòng)力載波發(fā)射機(jī)采用LC振蕩器經(jīng)丙類放大器放大，由輸出槽路輸出載波訊號。缺點(diǎn)是發(fā)射功率小，效率低。本發(fā)射機(jī)的特征是用時(shí)基電路組成多諧振蕩器代替LC振蕩器，由丁類放大器代替丙類放大器。發(fā)射機(jī)的電源利用率由70％提高到90％以上，發(fā)射功率加大，恒壓特性好，負(fù)荷能力強(qiáng)，電路簡單，壽命長，工作穩(wěn)定可靠。本實(shí)用新型適用于工業(yè)干擾嚴(yán)重的礦井作采煤機(jī)組及采煤運(yùn)輸機(jī)的控制用。
文檔編號H04B1/04GK86200233SQ86200233
公開日1987年9月30日 申請日期1986年1月22日
發(fā)明者肖貴福 申請人:黑龍江省七臺河礦務(wù)局桃山礦, 黑龍江省七臺河礦務(wù)局科技處導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan