Преобразователь напряжения с многозонной импульсной модуляцией Советский патент 1987 года по МПК H02M7/155 H02M7/537 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к преоОраэоБа- нию и регулированию переменного и постоянного напряжений, может найти применение в глубоко pery.impyeMi:.ix вторичных источниках электропитания, усилителях мощности, амплитудных модуляторах и является усовершенствованием известного устройства по авт.св. № 1051685.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей и повышение помехоустойчивости преобразователя напряжения с многозонной импульсной модуляцией.

На чертеже приведена блок-схема преобразователя напряжения с многозонной импульсной модуляцией.

Преобразователь содержит последовательно соединенные между собой нерегулируемые 1, плавно регулируемую 2 и дискретно регулируемые 3 преобразованные ячейки, к выходу которых через фильтр 4 подключена нагрузка 5 а к входу - источник 6 постоянного напряжения. УправляЮ1ций вход нерегулируемых ячеек 1 подключен к задающему генератору /, выполненному в виде последовательно включенных задатчика 8 частоты и (К+1)-разрядного двоичного счетчика 9. Управляющие входы плавно регулируемой ячейки 2 подключаны к задающему генератору 7 через двухканальный фазосдвигающий узел 10 содержащий К-разрядные сумматоры 11 и 12 и логические элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 13 и 14. Управляющие входы дискретно регулируемых ячеек 3 через одноканальные фазореверсирующие узлы 15, выполненные на элементах ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, подключены к выходам старших разрядов формирователя 16 кода управляющего сигнала . Выход сташего сигнала счетчика 9 подключен к нерегулируемым ячейкам 1 и первым объединенным входам всех элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 13 - 15. Первые суммирующие входы сумматоров 11 и 12 подключены к выходам младших К-раз- рядов формирователя 16 кода управляющего сигнала. Второй суммирующий вход сумматора 11 подключен к прямым а сумматор 12 - к инверсным выходам К-разрядов двоичного счетчика 9. Входы переноса сумматоров предназначены для подачи уровня логической единицы выходы переноса подключены к вторым входам элементов 13 и 14. Формирова

5

0

5

0

5

0

5

0

5

тель 16 кода упранляющег о cin-najia содержит аналого-цифровой преоГфазо- ватель 17, цифровой компаратор 18, элементы И 19 и 20, генератор 21 импульсов и двоичный реверсивный счетчик 22. Один вход цифрового компаратора 18 предназначен для подключения к цифровому задатчику, другой вход через аналого-цифровой преобразователь 17 - к нагрузке 5. Первый выход цифрового компаратора 18 через элемент И 19 подключен к входу прямого счета, второй выход .через элемент И 20 - к входу обратного счета двоичного реверсивного счетчика 22. Выходы счетчика 22 образуют выходы формирователя 16 кода управляющего сигнала. Вторые входы элементов И 19 и 20 объединены и подключены к генератору 21 импульсов.

Преобразователь работает следующим образом.

При счете импульсов задатчика 8 частоты на выходе старшего разряда счетчика 9 формируется основная импульсная последовательность, определяющая частоту работы преобразователя, которая, управляя ячейками 1, создает на нагрузке 5 опорньй уровень выходного напряжения, относительно которого осуществляется его регулирование дискретно с помощью ячеек 3 и плавно с помощью ячейки 2.

Выходное напряжение, снимаемое с нагрузки 5, преобразуется аналого- цифровым преобразователем 17 в цифровой код, который сравнивается в цифровом компараторе 18 с кодом задатчика. Если выходное напряжение меньше требуемого, логическая единица на первом выходе цифрового компара тора 18 разрешает прохождение импульсов генератора 21 через логический элемент И 19 на вход прямого счета двоичного реверсивного счетчика 22, вызывая нарастание кода на его выходе. Изменение информации в старших разрядах счетчика 22 приводит к реверсу фазы основной импульсной последовательности на выходах элементов 15, в результате изменяется полярность ЭДС на выходах соответствующих преобразовательных ячеек 3. Код младших разрядов счетчика 22 сравнивается в сумматорах 11 и 22 с на- р астающим и убываюш 1м кодом развертки, формируемым на выходах двоичного счетчика 9. На выходах переноса

3

сумматоров формируются ШИМ-сигиаль, которые определяют углы опережения или задержки импульсных последовательностей на выходах элементов . 13 и 14 относительно основной импульсной последовательности. Эти последовательности реализуют однополярную реверсивную широтно-импульсную модуляцию в плавно регулируемой ячейке 2, обеспечивающей плавное изменение выходного напряжения в двух зонах, ЭДС ячейки 2 равна ЭДС ячейки 3, получающей управление с выхода 2 счетчика 22, а ЭДС последующих ячеек 3 нарастают пропорционально весам двоичных разрядов. В результате суммар него действия ячеек 2 и 3 реализуется многозонная импульсная модуляция напряжения на нагрузке относительно уровня нерегулируемых ячеек 1, кото- рьй выби()ается равным половине полно го диапазона изменения выходного нап ряжения и сумме всех ЭДС регулируемых ячеек 2 и 3. При нулевых уровнях напряжения на всех выходах счетчика 22 ЭДС регулируемых ячеек вычитаются из опорного уровня и результирующее напряжение на нагрузке равно нулю. При единичных уровнях на всех выходах счетчика 22 ЭДС всех ячеек суммируются, а напряжение на нагрузке в два раза превышает опорнйй уровень

Нарастание кода на выходе двоичного реверсивного счетчика 22 вызывает рост напряжения на нагрузке до тех пор, пока его код на выходе аналого-цифрового преобразователя 17 не сравняется с кодом цифрового за- датчика и логические нули на обоих выходах цифрового компаратора 18 запретят прохождение импульсов с Генератора 21 на счетные входы счетчика 22. Если код задатчика меньше кода выходного напряжения, логическая единица на втором выходе цифрового компаратора разрешает прохождение импульсов генератора 21 через элемент и 20 на вход обратного счета счетчика 22. Аналогично указанному это приводит к уменьшению напряжения на нагрузке до величины, при которой его код совпадает с кодом цифрового задатчика.

Таким образом, напряжение на нагрузке отслеживает код цифрового за43521

датчика. Использование многозонной импульсной модуляции позволяет реа- лиз.овать качественное воспроизведение сигнала цифрового задатчика при высоких энергетических и минимальных массогабаритных показателях. Возможность применения цифрового задатчика в замкнутой системе регули-|Q рования упрощает решение вопросов временной и температурной Стабильности задающего сигнала, его помехоустойчивость передачи по линии связи. Аналого-цифровой преобразователь мо15 жет быть вынесен непосредственно на нагрузку и использоваться как датчик сигнала обратной связи. При этом решается задача гальванической развязки между силовыми цепями и схемой

2Q управления (например, за счет применения оптронных пар) и помехоустойчивой передачи сигнала обратной связи. Двоичный реверсивный счетчик выполняет роль интегратора сигнала

25 ошибки. При этом статическая ошибка регулирования не превьш1ает единицы младшего разряда цифрового задатчика.

3Q Формула изобретения

Преобразователь напряжения с многозонной импульсной модуляцией по авт.св. № 1051685, отличающийся тем, что с целью повьшгения помехоустойчивости и расширения функциональных возможностей, формирователь кода управляющего сигнала содержит аналого-цифровой преобразователь, цифровой компаратор, два элемента И, генератор импульсов и двоичный реверсивный счетчик, причем один вход цифрового компаратора предназначен для подключения к цифровому задатчику напряжения, другой вход через аналого-цифровой преобразователь предназначен для подключения к нагрузке, выходы цифрового компаратора через элементы И подключены соответственно к входам прямого и обратного счета двоичного реверсивного счетчика, выходы которого образуют выходы формирователя кода управляющего сигнала, вторые входы элементов И объединены и подключены к генератору импульсов.

35

45

50

Редактор И.Шулла

Составитель В.Бунаков

Техред Л.Сердюкова Корректор М.Шароши

Заказ 4835/55 Тираж 659Подписное

ВИИШ1И 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

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано во вторичных источниках питания. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и повьшение помехоустойчивости. Использование многозонной импульсной модуляции позволяет реализовать качественное воспроизведение сигнала цифрового задат- чика, возможность применения которого в замкнутой системе регулирования повышает его помехоустойчивость. 1 ил со . оо ел ГО ГЧ)