Преобразователь кода в напряжение Советский патент 1984 года по МПК H03K13/02 

Изобретение относится к преобраэ .нательной технике и может быть использовано в автоматизированных системах управления, гчапример в сле дящем электроприводе, как регулируе ivSHfl Источник тока с цифровым управл нием. Известен преобразователь кода в напряжение с цифровым управлением, содержащий тиристорный преобразователь с переменным углом реТулирования (ТП), линеаризирующее запоминаю utee устройство (ЗУ), схему формиров ния импульсов управления, измерител тока и Преобразователь тока в цифровой код tJ. Недостатком такого преобразовате ля является наличие в его составе ТПр что приводит к тому, что устрой ство в целом является источником по мех для других потребителей, подклю чанных к общей сети питания. Управление устройством имеет нелинейную характеристи.ку. В преобразователе нелинейность характеристики коррект руется с помощью ЗУ, что встречает практические трудности в его реализации. При необходимости иметь, реверсивный преобразователь требует ся установить два комплекта ТП, что усложняет схему формирования импуль сов управления и схему подсОедине,ния нагрузки к двум ТП, В ТП име Ся зона прерывистых токов, отрицательно влияющая на точность работы системы и на ее КПД, Наиболее близким по технической сущности к предложенному является преобразователь кода в напряжение, содержащий трансформатор первичная Обмотка которого включена между пер вой иВторой входными шинами,, вторичНые переключаемые обмотки включе ны согласно-последовательно между в ыходными шинами переменного тока через соответствующие ключевые элементы первой группы, управляющие входы которых подключены к выходам соответствующих элементов ИЛИ-НЕ, первые входы которых соединены с ши .ной разрешения преобразования, а вт рые входы - с соответствующими шина ми разрядов преобразуемого кода и управляющими входами ключевых элеме тов второй группы, каждый из которых включен параллельно ключевому элементу перйой группы и соответст вующей вторичной переключаемой обмотке С2 . Недостатком известного преобразователя является то, что выходное напряжение устройства может быть только переменного тока, без реверса,, , Целью изобретения является расширение функциональных возможностей преобразовс1теля. Указанная цель достигается тем, что в преобразователь кода в напря- жение, содержащий трансформатор, первичная обмотка которого включена между первой и второй входными шина- ми, а вторичные переключаемые обмотки включены согласно-последователь,но между выходными шинами переменного тока через соответствующие ключевые элементы первой группы, управляющие входы которых подключены к выходам соответствующих элемен тов ИЛИ-НЕ, первые входы которых соединены с шиной разрешения преобразования, а вторые входы с соответствующими шинами разрядов преобразуемого кода и управляющими входами ключевых элементов второй группы, каждый из которых вгслючен параллельно ключевому элементу первой группы и соответствующей вторичной переключаемой -обмотке, введены четыр-е управ-лнемых выпрямительных блока, первый и второй блоки задержки, инвертор, вход которого подключен к шине знака преобразуемого кода и входу второго блока задержки, выход - к входу первого блока задержки, выход которого соединен с первыми цифровыми входами четырех управляемых выпрямительных блоков, вторые цифровые входы которых соединены с выходом второго блока задержки, при этом аналоговый вход первого управляемого выпрямительного блока подключен к первой выходной.шине переменного тока и к аналоговому входу второго управляемого выпрямительного блока, аналоговый выход которого подключен к первой выходной шине постоянного тока и к аналоговo iy выходу третьего управляемого выпрямительного блока, аналоговый вход которого- подключен к второй выходной шине переменного тока и к аналоговому входу четвертого управляемого выпрямительного блока, аналоговый выход которого подключен к второй выходной шине постоянного тока и аналоговому выходу первого управляемого выпрямительного блока. При этом управляемый выпря лительный блок вы-полнен на первом и втором оптронах,. симисторе, первый вывод которого подключен к аналоговому входу управляемого выпрямительного блока, аналоговый выход которого соединен с анодом ne JBoro и катодом второго оптронов и вторым выводом симистора, управляющий вход которого подключен к катоду первого и аноду второго оптронов, управляющие входы которых подключены соответственно к первому и второму цифровым вxoдaJvl управляемого выпрямительного блока. На чертеже приведена функциональная схема предлагаемого преобразователя. Преобразователь содержит трансформатор 1, первичная.обмотка 2 которого включена между первой и второй входными шинами 3 и 4, вторичные переключаемые обмотки 5 включены согласно-последовательно между выходными шинами б и 7 переменного тока через соответствующие ключевые элементы 8 первой группы управляющи входы которых подключены к вьзходам соответствующих элементов ИЛИ-НЕ 9, первые входы которых соединены с ши ной 10 разрешения преобразователя, а вторые входы - с соответствующими шинами 11 разрядов преобразуемого кода и управляющими входами ключевы элементов 12 второй группы, каждый из которых включен параллельно с кл чевьоми элементами 8 первой группы и с включенными последовательно с .H ми вторичными переключаемьлми обмотками 5, инвертор 13, вход которого подключен к шине 14 знака преобразуемого кода и входу второго блока 15 задержки,выход - к входу пер вого блока 16 задержки, выход которого соединен с первыми цифровыми входами четырех управляемых выпрямительных блоков 17 - , вторые цифровые входы которых соединены с выходом второго блока 15 задержки, при этом аналоговый вход первого управляемого выпрямительног блока подключен к первой выход ной шине 6 переменного тока и к ана логовому входу второго управляемого выпрямительного блока , аналоговый выход которого подключен к первой выходной шине 18 постоянного тока и к аналоговому выходу третьег I управляемого выпрямительного блоI ка , а алоговый вход которого iподключен к второй выходной шине 7 переменного тока и к аналоговому входу четвертого упра.вляемого выпря мительного блока , аналоговый выход которого подключен к второй выходной ишне 19 постоянного тока и к аналоговому выходу первого упра ляемого выпрямительного блока . Каждый управляемый выпрямительный блок 17-1 - 17-4 выполнен на первом и втором оптронах 20-1, симисторе 21, первый вывод которого подключен к аналоговому входу управ ляемого выпрямительного блока , аналоговый выход которого соединен с анодом первого и катодом вто рого оптронов и с вторым выводом симистора 21, управляющий вход которого подключен к катоду перво-: го 20-1 и второго оптронов, управляющие входы которых подключены соответственно к первому и второ му цифровым входам управляемого выпрямительного блока , Устройство работает следующим образом. На выходных шинах 6 и 7 в зависимости от кода управления, поступающего на шины 11, устанавливается, при наличии разрешения на шине 10, переменное напряжение, величина которого пропорциональна коду на шинах 11, Это напряжение, в Зависимости от кода, может принимать различные уровни от нуля до максимума. Переменное напряжение, -которое имеется на шинах б и 7, поступает также на вход моста, составленного из управляемых блоков - 17-4, который преобразует переменное напряжение в унифицированное напряжение постоянного тока с полярностью на выходных шинах 18 и 19, зависящей от кода управления Знак на шине 14. Если на шине 14 имеется логический О, то, соответственно,) на входе блока 15 задержки будет также логический О а на входе блока 16 задержки - инверсия кода Знак, т.е. логическая . При логической О на входе блока ,15 задержки возбуждаются оптроны 20i2 всех блоков - , обеспечивая прохождение тока на управляющий электрод симистора 21 от анода cи tиcтopa к его управляющему электроду по цепи анод - катод оптрона . В этом случае на шине 18 будет знак на шине 19 - знак нус выпрямленного напряжения. Если на шине 14 - логическая , то .е возбуждаются оптроны 20 г1 и через управляющий электрод .будет протакать ток другого направления - от электрода к аноду симистора 2.1 по цепи анод - катод оптрона . В этом случае на шине 1В будет знак , минус , на шине 19 - плюс, т.е. знак выходного напряжения изменится, что соответствует реверсированию тока в нагрузке по к-оманде Знак, которая может быть .подана в любой момент времени. Учитывая, что симистор 21 имеет тиристорную характеристику, т.е.. мгновенно включается по команде, а выключается в момент прохождения нулевого тока, блоки 15 И 16 имеют задержку прохождения копримерно равную половине периода питающей сети, что позволяет исключить режима короткого замыкания моста. Технико-экономический эффект изобретения заключается в том, что предлагаемый преобразователь обладает расширенными функциональными возможностями за счет использования цифровой следящей системы на постоянном токе. Следящий привод, изготовленный на основе рредлагаемого

преобразователя, не требует синхронизации своей работы ни спитающей сетью, ни с моментами вьщачи кода управления. Вэтом смысле преобразователь является асинхронным, что

.J

удобно при реализации системы управления - умёньшение связей и возмож- болыиих удалений преобразователя ОТ-- пунктов управления .

1, ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КОДА В НАПРЯЖЕНИЕ, содержащий трансформатор, первичная обмотка которого включена между первой и второй входными шинами, а вторичные переключаемые обмотки включены согласно-последовательно между выходными шинами переменного тока через соответствующие ключевые элементы первой группы, управляющие входы которых подключены к выходам соответствукщих элементов ИЛИ-НЕ, первые входы которых соединены с шиной разрешения преобразования, а вторые входы - с соответствующими шинами разрядов преобразуемого кода и управляющими входами ключевых элементов второй группы, каждый из которых включен параллельно ключевому элементу первой группы и соответствующей вторичной переключаемой обмотке, отличающий ся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей преобразователя, в него .введены четыре управляемых выпрями-; тельных блока, первый и второй iблоки задержки, инвертор, вход которого подключен к шине знака преобpasyeiMoro кода и входу второго. блока задержки, выход - к входу первого блока задержки, выход которого соединен с первыми цифровыми входами четырех управляемых выпрямительных блоков, вторые цифровые входы которыхсоединены с выходом второго блока задержки, при этом аналоговый вход первого управляемого выпрямительного блока подключен к первой выходной шине переменного тока и к аналоговому входу второго управляемого выпрямительного блока, аналоговый выход которого подключен к первой выходной шине постоянного тока и к аналоговому выходу третьего управляемого выпрямительного блока, аналоговый§ вход которого подключен к второй вы- (Л ходяой шине переменного тока и к ана логовому входу четвертого управляемо го выпрямительного блока, аналоговый выход которого подключен к второй выходной шине постоянного тока и ана S логовому выходу первого управляемого,, выпрямительного блока. 2. Преобразователь по п. -1, от 3 ли чающий ся тем, что управ- Г :о ляемый выпрямительный блок выполнен на первом и втором отроках, симисторе, первый вывод которого подключен к аналоговому входу управляемого вы- иЛ прямительного блока, аналоговый выход которого соединен с анодом первого и катодом второго оптронов и вторым выводом симистора, управляющий вход которого подключен к катоду первого и аноду второго оптронов, управляющие входы которых подключены соответственно к первому и второму цифjSOBHM входам управляемого выпрямитель кого блока.