Преобразователь напряжения с многозонной импульсной модуляцией Советский патент 1986 года по МПК H02M7/537 

рядов 14 счетчика 10 поступают на управляющие входу фазосдвигающего устройства. В результате суммироЬг,- ния указанных напряжений на последовательно включенных вторичных обмотках трансформаторов 5.1-5,2 и демодуляции демодулятором 6 напряжение :

f

Изобретение относится к электротехнике, а именно к преобразовательной технике, и может быть использовано в системах глубокого регулирования и воспроизведения управляющего входного сигнала при малых массе и габаритах преобразователя.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем воспроизведения входного управляющего сигнала произвольной формы при одновременной его стабилизации.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема преобразователя; на фиг. 2 - диаграммы, поясняющие принцип воспроизведения управляющего сигнала на фиг. 3 - таблица истинности преобразователя кода.

Преобразователь содержит регулируемую инверторную ячейку 1, нагруженную на трансформатор 2, вторичная обмотка которого подключена к входу второго демодулятора 3. Силовая часть преобразователя содерж.ит № нерегулируемых инверторных ячеек 4.1-4.N, нагруженных на трансформаторы 5.1-5.N, вторичные обмотки которых соединены последовательно и подключены к входу первого демодуля- тора 6. Выходы демодуляторов 6 и 3 подключены последовательно и соединены через датчик 7 обратной связи с выходными выводами преобразователя. Выход датчика 7 связан через первьш выпрямитель 8, первый преобразова- тель 9 напряжение - частота с вычитающим входом реверсивного счетчика 10 Управляющий вход 11 преобразователя соединен через второй вьшрямитель 12, второй преобразователь 13 напряжение - частота с суммирующим входом реверсивного счетчика 10, выходы 14 младших разрядов которого подклюимеет заданную ф.орму. Выходное напряжение регулируемой ячейки 1,на вторичной обмотке трансформатора 2 де- модулируется демодулятором 3. В результате суммирования напряжений демодуляторов 3 и 6 формируется выходное напряжение преобразователя, 3 ил,

0

5

0

5

0

5

чены к управляющему входу фазосдвигающего устройства 15. Выходы 16 старших разрядов счетчика 10 соеди - иены через преобразователь 17 кода с управляющими входами коммутаторов 18.1-18.2N- 1. Управляющий вход 11 преобразователя соединен таюке че- :рез ограничитель-формирователь 19 с управляющими входами коммутаторов 20 и 21. Задающий генератор 22 имеет три выхода. Первый выход - прямой 23 и инверсньм 24 выводы часто- I той i, , второй дополнительный выход .прямой 25 и инверсный 26 вьшоды час- , тотой i , и первый дополнительный

выход 27 частотой j, причем ii. . Выводы 23 и 24 заедающего генератора 22 соединены через коммутаторы 18.1-18.2N- 1, блок 28 буферных усилителей с управляющими входами ключей нерегулируемых инверторных ячеек 4.1-4.N, а также эти вьшоды через коммутатор 20 и блок 28 буферных усилителей подключены к управляющим входам ключей первого демодулятора 6.

Выводы 25 и 26 задающего генератора 22 связаны через коммутатор 21 и блок 28 буферных усилителей с управляющими входами кл почей второго демодулятора 3. Кроме того, выводы 25-27 задающего генератора 22 подключены к входам фазосдвигающего устройства 15, выходы которого через блок 28 соединены с управляющими входами ключей регулируемой инвертор ной ячейки 1.

На фиг, 2 диаграммы 29-37 пред-: ставляют формы импульсов на следующих элементов преобразователя; 9 - задающего генератора 22 (выход 23)i 30 - задающего генератора 22

(выход 25), 31 - входа 11 преобразователя, 32-34 - вторичных обмоток выходных трансформаторов, 5.1-5.3 - нерегулируемых йнверторных ячеек 4.1-4.3, 35 - демодулятора 6 нере- гулируемых йнверторных ячеек 4.1- 4.3, 36 - вторичной обмотки выходного трансформатора 2 регулируемой инверторной ячейки 1,37- преобразвателя.

На фиг. 3 представлена таблица истинности преобразователя 17 кода, В таблице также приведены состояния нерегулируемых йнверторных ячеек 4.1-4.3 в зависимости от номера фор- мируемой зоны. Знак О соответствует нулевому выходному напряжению инверторной ячейки, знак (+) или (-) - вькодное н апряжение инверторной ячей ки суммируется с выходными напряже- ниями остальных йнверторных ячеек со знаком (+) или (-) соответственно

Устройство работает следующим образом.

Постоянное питающее напряжение преобразуется с помощью N нерегулируемых йнверторных ячеек в ряд переменных высокочастотных напряжений частотой f, , которые суммируются на вторичных обмотках трансформаторов 5.1-5.N йнверторных ячеек 4.1-4.N в различных сочетаниях и после демодуляции создается Е дискретных зон (уровней напряжения). Для увеличения числа зон при неизменном числе ин- верторньк ячеек величины их выходных напряжений должны выбираться из соотношения 1:3:9.,..j 3 , При этом . „ м ;..

Для более точного воспроизведения формы входного управляющего сигнала и увеличения числа зон используется регулируемая широтным способом ин-., верторная ячейка, работающая в воль- гореверсивном режиме. Амплитуда ее выходного напряжения выбирается равной половине величины напряжения зоны. После демодуляции напряжений всех йнверторных ячеек и суммирования число зон возрастает .до 26+1,. Для расширения полосы пропускания воспроизводимого сигнала регулируе- мая инверторная ячейка работает на более высокой частоте, чем нерегулируемые ячейки.

I Рассмотрим случай, когда преобразователь содержит три нерегулируемых и одну регулируемую инвертор- ные ячейки, т.е. N 3. Задающий генератор 22 формирует на выходах 23 и 24 прямую 29 (фиг. 2) и инверсную последовательности импульсов частотой i, , которые поступают на соответствующие входы коммутаторов 18.1- 18.2 - 1 и 20. С выходов 25-27 задающего генератора -22 сигналы частотой ij и f поступают на соответствующие входы фазосдвигающего устройства 15. Кроме того5 с выходов 25 и 26 сигналы прямой 30 и инверсной последовательностей частотой поступают на входы коммутатора 21, Входной управляющий сигнал 31 с входа 11 преобразователя поступает на вход ограничителя-формирователя 19. Последний формирует управляющий сигнал для коммутаторов :20 и 21,, причем при изменении полярности входного управляющего сигнала 31 с положительной, на отрицательную выходное состояние ограничителя-формирователя 19 изменяется из логической единицы в нуль. При этом управляющие сигналы ключей демодуляторов изменяются на инверсные, , меняется на 180 эл. град, фаза работы ключей демодуляторов 3 и 6, Кроме того, входной управляющий сигнал 31 преобразователя вьтрямляется вторым выпрямителем- 1 2 и поступает на вход второго преобразователя 13 напряжение - частота. Последний формирует последовательность импульсов, частота которых изменяется в функции от модуля управляющего сигнала 31, Эти импульсы поступают на суммирующий вход реверсивного счетчика 10.

С выхода датчика 7 сигнал обратной связи поступает через первый выпрямитель 8 на вход первого преобразователя напряжение - частота, выходные импульсы которого поступают на вычитающий вход реверсивного счетчика 10. Сигналы с выходов 16 старших разрядов счетчика 10 через преобразователь 17 кода поступают на управляющие входы коммутаторов 18.1- 18.2N- 1. Они разрешают или запрещают прохождение импульсов с прямого или инверсного выходов 23 и 24 задающего генератора 22 через блок 28 на управляющие входы ключей йнверторных ячеек 4.1-4N. Причем уровень

51

логического нуля на управляющем входе коммутатора обеспечивает прохождение инверсного сигнала, а уровень логической единицы - прямого сигйа- ла. Сигналы с выходов 14,младших разрядов реверсивного счетчика 10 поступают на управляющие входы фазо- сдвигающего устройства 15. Выходные напряжения нерегулируемых инвертор- Ных ячеек А.1-4.3 при управляющем сигнале 31 показаны на диаграммах 32-34. В результате суммирования этих напряжений на последовательно включенных вторичных обмотках трансформаторов 5.-1-5.3 и демодуляции демодуляторов 6 напряжение имеет форму, показанную на диаграмме 35, Выходное напряжение регулируемой ячейки 1 на вторичной обмотке трансформатора 2 показано на диаграмме 36 В результате демодуляции демодулятором 3 входного напряжения регулируемой ячейки 1 и суммирования выходных напряжений демодуляторов 3 и 6 формируется выходное напряжение преобразователя (диаграмма 37).

Предлагаемый преобразователь по сравнению с известными обладает возможностью воспроизведения входного управляющего сигнала произвольной формы и его стабилизации, расширенной полосой пропускника, что обусловлено .введением регулируемой инвертор.- ной ячейки, работающей на более высокой частоте, чем нерегулируемые инверторы. Это также приводит к более точному воспроизведению управляющего сигнала и позволяет во многих случаях отказаться от выходного фильтра, что уменьшает массу и объем устройства.

Формула изобретения

Преобразователь напряжения с мно- 1ПОЗОННОЙ импульсной модуляцией, содержащий N мостовых не регулируемых инверторных ячеек, нагруженных на трансформаторы, вторичные обмотки которых соединены последовательно и подключены к входу первого демодулятора, выполненного в виде однофаз ного мостового инвертора на ключах переменного тока, задающий генератор :аервые прямой и инверсный выходы I которого связаны через коммутаторы

2594496

и блок буферных усилителей с управляющими входами ключей инверторных ячеек и демодулятора, реверсивньш счетчик, соединенный выходами стар- 2 ших разрядов с входами преобразова- 1-.ля кода, выходы которого подключены к управляющим входам коммутаторов нерегулируемых инверторных ячеек, отличающийся тем, что, 10 с целью расширения функциональных возможностей путем воспроизведения входного управляющего сигнала произвольной формы при одновременной его стабилизации, в него введены мосто- 15 вал регулируемая инвертсрная ячейка с выходным трансформатором, второй демодулятор с коммутатором, фазо- сдвигающий узел, два выпрямителя, два преобразователя напряжение - .

20 частота, ограничитель-формирователь, датчик обратной связи, а задающий генератор снабжен вторым и третьим выходами, причем вторичная обмотка выходного трансформатора регулируе-

25 мой инверторно й ячейки связана с

входом второго демодулятора, выходы демодуляторов соединены последовательно и через датчик обратной связи подключены к выходным выводам

30 преобразователя, выход датчика обратной связи через первые выпрямитель и преобразователь напряжение - частота связан с вычитающим входом реверсивного счетчика, управляющий

вход преобразователя соединен через вторые выпрямитель и преобразователь напряжение - частота с суммирующим входом реверсивного счетчика, выходы младших разрядов которого подключены

4(1 к управляющему входу фазосдвигающе- го узла, управляющий вход преобразователя соединен также через ограничитель-формирователь с управляющими входами коммутаторов демодуля45; торов, два дополнительных выхода задающего генератора подключены к входам фазосдвигающего узла, а прямой и инверсный выводы второго до- .полнительногр выхода задающего ге-

50 нератора связаны через второй коммутатор и блок буферных усилителей с. управляющими входами ключей второго демодулятора, выходы фазосдвигающего узла соединены через блок буферных ,52 усилителей с управляющими входами . ключей регулируемой инверторной .ячейки.

29

да

«nnnnni tnni innn

. Изобретение относится к вторичным источникам питания радиоаппаратуры. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей преобразователя напряжения с многозонной импульсной модуляцией путем воспроизведения входного управляющего сигнала произвольной формы при одновременной его стабилизации. Сигналы с высших старших разрядов 16 счетчика 10 через преобразователь 17 кода поступают на управляющие входы коммутаторов 18.1-18.2. Они разрешают или запрещают прохождение импульсов с прямого или инверсного выходов i 23 и 24 задающего генератора 22 через блок 28 буферных усилителей на управляющие входы ключей инверторных ячеек. Сигналы с выходов младших разс (Л ю ел со QD

31 32

33

т

35 36

rJELJClQ.B.f

ДЛЛИЯДРИТГГТ

tf

Редактор А.Шишкина

.З

Составитель Ю.Опадчий Техред Л.Сердюкова

Заказ 5136/56Тираж 631Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул, Проектная, 4

ллинишлпллг:

Корректор В.Бутяга