Регулируемый преобразователь напряжения с изменением частоты выходного напряжения Советский патент 1985 года по МПК H02M5/16 

7;

СО

X

:л

Изобретение относится к вычислительной технике, однако может найти применение и в электротехнике для реализации функций двух переменных, например умножителей и делителей частоты напряжений.

Цель изобретения - расширение области применения путем возможности 1 еШизацйй;4)ункций двух переменных.

На фиг.:1 представлена функционалная схема предложенного преобразователя ; на фиг t 2 - электрическая схема регулирующего органа дискретного действия; на фиг. 3 - то же, управляемого ключа; на фиг, 4 - то же, генератора тактовых импульсов; на фиг, 5 - то же, аналого-цифрового преобразователя; на фиг, 6 - то же, управления реверсивным вьшрямителем; на фиг. 7 - диаграммы, поясняющие работу преобразователя,

. Регулируемый преобразователь напряжения с изменением частоты выход- ного напряжения (фиг, 1) содержит выпрямитель 1, вход которого соединен с входным вьтодом 2, а выход через последовательно соединен- ные инвертор 3, регулирукщий орган 4 дискретного действия, реверсивный выпрямитель 5 и фильтр 6 - с выходным выводом 7, а также генератор 8 тактовых импульсов, выход которого подсоедииен к управляющему входу инвертора 3,и преобразователь 9 кодов, подсоединенный выходом к управляющему входу регулирующего органа 4 дискретного действия, а также аналого-цифровой преобразователь 10, выход которого подключен к входу преобразователя 9 кодов, а вход - к дополнительному входному выводу 11, и схему 12 управления реверсивным выпрямителем 5, один вход которой подключен к входному выводу 2, а другой вход - к дополнительному входному выводу 11, а выход - к управляющему входу реверсивного выпрямителя 5.

Выпрямитель 1 выполнен по стандартной мостовой схеме Инвертор 3 выполнен на четырех управляемых клю чах по четырехключевой мостовой схеме, одна диагональ которой подключен к выходу выпрямителя 1, а другая - к входу регулирующего органа 4 дискретного действия.

Регулирующий орган 4 дискретного действия (фиг. 2) содержит совокупность трансформаторов 13-16, вторичные обмотки которых соединен1 1, а

первичные, зашунтированные ключами 17-20, включены последовательно с управляемыми ключами 21-24, и подключены к его входным зажимам. Управляющие входы ключей Г7-24 связаны логическими инверторами 25-28,

Реверсивный выпрямитель 5 выпол-г нен на четырех транзисторных ключах по четырехключевой мостовой схеме,

аналогичной схеме инвертора 3, Управляемые транзисторные ключи инвертора 3, регулирующего органа 4 дискретного действия и реверсивного выпрямителя 5 (фиг, З) содержат выпрямительный мост 29, в диагональ постоянного тока которого включен транзистор 30, резисторы 31 и 32,

В цепь базы транзистора включен транзисторный оптрон 33, вход 34

которого соединен с управляющими входами ключа. Коммутационные входы 35 - с диагональю переменного тока моста 29.

Фильтр 6 выполнен на пассивных

элементах по Т-образной схеме. Генератор 8 тактовых импульсов (фиг, 4) . содержит логические элементы 36-39, конденсаторы 40 и 41, резисторы 42, 43 и диоды 44, 45,

Преобразователь 9 кодов выполнен

на схеме постоянного запоминающего устройства.

Аналого-цифровой преобразователь

10 (фиг, 5) содержит компараторы 46-49, один вход каждого из которых подсоединен через выпрямитель 50 к входу 51, а остальные входы - к выходам делителя напряжения, выполненного на резисторах 52-55, соединенных последовательно и подключенных к источнику 56 постоянного напряжения.

Схема 12 управления реверсивным выпрямителем 5 (фиг, 6) содержит

формирователь прямоугольных импульсов, включающий трансформаторы 57, 58, резисторы 59, 60, стабилитроны 61, 62 и схему равнозначности, включающую логические элементы 2И-НЕ 6367,

На фиг, 7 изображены изменения во времени: q - напряжение U на входном выводе 2; - напряжение U на выходе выпрямителя 1; & - напряжение и на выходе генератора 8 тактовых импульсов; - напряжение U на вьгходе инвертора 3; а - напряжение на дополнительном входном выводе 11; е - коэффициент передачи (К) регулирующего органа 4 дискретного действия; Ж - напряжение U на выходе регулирующего органа 4 дискретного действия . - напряжение и на выходе схемы 12 управления реверсивным выпрямителем 5; U - напряжение U на выходе реве сивного выпрямителя 5; k - напряжение Ug на выходном выводе 7. Преобразователь работает следующим образом. Входное напряжение Uj (фиг, 7а) выпрямляется выпрямителем 1 (фиг. 1 В результате формируется пульсирую- щее напряжение U (фиг. 7&). Под действием импульсов U-j (фиг. 7В), поступающих с генератора 8 (фиг, 1) с частотой следования, определенной величинами емкостей 40, 41 и резисторов 42, 43 (фиг. 4), происходит инвертирование этого напряжения. В результате формируется напряжение U (фиг. 7г . Проходя через регулирующий орган 4 дискретного действия, это напряжение изменяет форму за счет изменения коэффициента передачи К регулирующего органа (фиг. 7е) посредством коммутации трансформаторов 13-16 ключами 17-2 в момент равенства модуля напряжени и (пунктирная линия на диаграмме фиг. 7 ) напряжением на делителях 52-55 (фиг. З) аналого-цифрового преобразователя 10 (на диаграмме фиг. 7е показаны два уровня напряжений делителя. В результате, формируется напряжение U (фиг. . Преобразователь 9 кодов осуществляет формирование управляющего код X регулирующего органа дискретного действия, обеспечивающего пропорцио нальное изменение его коэффициента передачи под действием входного напряжения U, т.е. с достаточной точностью обеспечивает выполнение условия К а . и где а - коэффициент пропорционально сти. Напряжение на выходе регулирующе го органа 4 дискретного действия бу дет изменяться по закону Ug KlUj a-i-U,.| -fUjl (2) так как |U, 1 |U4| . Далее преобразованное напряжение Ug поступает на реверсивныйвыпрямитель 5, где под действием прямоугольных импульсов и (фиг. 7 ), сформированных схемой 12 управления из входных синусоидальных напряжений и и Uj, происходит управление знаком напряжения Ug, в результате напряжение Ug изменяется по закону (фиг. 7 о) б ри ( при и, После фильтрования фильтром 6 напряжение и. (фиг. 7k) поступает на выходной вывод 7 (фиг, 1). Следовательно , выходное напряжение будет изменяться по закону и, а. и, -и...(4) Полученное соотношение (4) выведено в предположении, что регулирование производится со стороны выходных обмоток регулирующего органа 4 дискретного действия. При регулировании со стороны входных обмоток (см, фиг. 2) коэффициент трансформации регулирующего органа дискретного действия обратно пропорционален напряжению Uc, поэтому предложенная схема в этом случае реализует зависимость Таким образом, преобразователь может реализовать функцию двух переменных, которая получается при перемножении или делении двух напряжений, коэффициент пропорциональности q определяется программой преобразования, заложенной в преобразователе кодов, который производит управление регули- рукнцим органом 4 дискретного действия . .; Следовательно, данный преобразо- ватель имеет более широкую область применения .о сравнению с аналогами, позволяя производить перемножение и деление двух напряжений. Однако даннЫй преобразователь можно использовать при воспроизведении различных нелинейных зависимостей (например, для осуществления компенсации нелинейности характеристик датчиков, осуществляющих праобразование измеряемой величины в амплитуду гармонического сигнала, для формирования различных функциональных шкал ).

РЕГУЛИРУЕМЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ С ИЗМЕНЕНИЕМ ЧАСТОТЫ ВЫХОДНОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий выпрямитель, вход которого соединен с входным выводом, а выход через последовательно соединенные инвертор, регулирующий орган дискретного дей- ствия, реверсивный выпрямитель и фильтр - с выходным выводом, а также генератор тактовых импульсов, выход . которого подсоединен к управляющему входу инвертора, и преобразователь кодов, подсоединенный выходом к управляющему входу регулирующего органа дискретного действия, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения путем возможности реализации функций двух переменных, в него введены аналого-цифровой преобразователь, вы, ход которого подключен к входу преобразователя кодов, а вход - к дополнительному входному выводу, и схема § управления реверсивным выпрямителем, один вход которой подключен к входному выводу, другой - к дополнительному входному выводу, а выход - к управляющему входу реверсивного выпрямителя..

фи.В

ilirLnA njb-jl