Цифровое устройство управления широтно-импульсным преобразователем Советский патент 1988 года по МПК H03K7/08 

;о

Од

Изобретение относится к импульсной технике и может быть-использовано в мощных ключевьгх преобразователях постоянного и переменного тока с синусоидальным выходным сигналом.

Цель изобретения - расширение диапазона изменения кратности мкпималь- ной и максимальной длительностей импульсов выходного сигнала.

На чертеже представлена функциональная схема 1ЩФРОВОГО устройства управления широтно-импульсным преобразователем.

Устройство содержит задающий генератор 1 импульсов, счетчик 2 импульсов, делитель 3 частоты, триггеры 4 и 5, реверсивные счетчики 6 и 7, вьиитающие счетчики 8 и 9, при этом выход задающего генератора 1 импульсов соединен с входом счетчика 2 импульсов, счетными входами реверсивных счетчиков 6 и 7 и счетными входами вычитающих счетчиков 8 и 9, входы управления предустановкой которых соединены с выходом счетчика 2 импульсов, входом делителя 3 частоты и первыми входами триггеров 4 и 5, инверсный выход триггера 4 подключен к входу направления счета реверсивного счетчика 6, информа1дионные входы которого соединены с шиной управляющего сигнала, вход управления предустановкой - с одноимённым входом реверсивного счетчика 7 и выходом делителя 3 частоты, а выходы старишх разрядов - с информационными входами вычитающего счетчика 8, выход переполнения которого соединен с вторым входом триггера 5, прямой выход которого соединен d выходной шиной и входом направления счета реверсивного счетчика 7, информационные входы которого соединены с нулевой шиной, а выходы старших разрядов - с информационными входами реверсивного счетчика 9, выход переполнения которого соединен с вторым входом триггера 4.

Цифровое устройство управления широтно-импульсным преобразователем работает следующим образом.

Обозначим состояния реверсивных счетчиков 6 и 7 целыми числами U , и и,, равными числу импульсов задающего генератора 1, необходимых для приведения счетчиков в это состояние из начального, т.е. -2 где К - разрядность реветсивных счетчиков. Счетчик 2 импульсов формирует

короткие импульсы с частотой следования f, где f - частота задающего генератора, 1 - разрядность счетчика 2 импульсов, равная разрядности вычитающих счетчиков 8 и 9. Каждый импульс с выхода счетчика 2 устанавливает триггеры 4, и 5 в нуль и производит предустановку счетчиков 8 и 9. Обозначают текущий номер следования

этих импульсов п, тогда в счетчик В записываются 1 старших разрядов числа и;(п) и через интервал времени

t(n) (n)J/(2 f) (1)

на выходе счетчика 8 формируется импульс, переключаюшдй триггер 5 в состояние единицы, в котором он пребывает в течение времени

7/п) 2 -U/n)J/(2 f) (2)

до прихода импульса п+1.

Изменение состояния счетчика 7 за промежуток времени между импульсами ь и п+1 обозначим

uU2(n)U2(n+1)-U2(n), - тогда

&U2Cn)f )-Ч (п)2 и (п),

поскольку интервал времени t он работает в режиме сложения, а интервал - в режиме вычитания.

В отличие от (3) изменение состояния счетчика 6 описывается формулой

. i-K + i uU (п)-2и,(п),(4)

поскольку направление счета меняется сигналом с инверсного выхода триггера

Берут разность первого порядка от обеих частей уравнения (3)

-К +1

д2и(п)2&и,(п)

и подставляют в него уравнение (4),

получают

лги2(п)+4

е-к + 1

U2(n)0.

(5)

Это уравнение представляет собой уравнение движения колебательного звена в дискретной форме, переходя к пределу ц -« при(х) const имеют

Щ. (t..

А t

(6)

-К41

где и) - угловая скорость исО -2f,

Решение этого уравненияпредставляет собой закон измененияBHyTjis. H- него состояния реверсивныхс;чстчиков:

и jC t) As inoOt,

где A - код амплитуды сигнала.

Поскольку интервалы времени

и 1

(7)

характеризуемые состоянием тригера 5, зависят от Ц по формулам (1 и 2), то их величины оказываются модулированными по синусоидальному закону, а сигнал с выхода триггера 5 после усиления может быть подан на управляющий вход преобразования, работающего с двухполярной ШИМ с несущей частотой f, и выходным синусоидальным напряжениям частотой f .

Для того, чтобы погрешность, связанная с усечением при вьшолнении вычислительных операций в счетчиках с ограниченной разрядностью, не накапливалась, а также для управления амплитудой выходного сигнала в устройство введен делитель 3 частоты с коэффициентом деления близким к 2 Выходные импульсы этого делителя, следующие с частотой выходного синусоидального напряжения, поступают на .входы управления предустановкой реверсивных счетчиков 6 и 7 и тем самым устанавливают начальные состояния счетчиков соответственно в 1 и О, после чего в течение периода отрабатывается синусоидальное колебание, по истечение периода операция установки начальных состояний реверсивных счетчиков повторяется, что обеспечивает стабилизацию амплитуды выходного сигнала и возможность управления амплитудой выходного сигнал от источника кода амплитуды.

г

а

10

15

20

-t

25

30

35

вателя достаточно просто и точно регулируется управляющим кодом, изменяя кратность длительностей выходных импульсов .

Формула изобретения

Цифровое устройство управления широтно-импульсным преобразователем, содержащее соединенные последовательно задающий генератор импульсов, первый счетчик импульсов и первый триггер, прямой выход которого соединен с выкрдной шиной, второй счетчик импульсов, информационные входы которого соединены с шиной управляющего сигнала, и третий счетчик импульсов, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона изменения кратности длительности импульсов выходного сигнала, в него дополнительно введены делитель частоты, два вычитающих счетчика импульсов и второй триггер, первый вход которого соединен с выходом первого счетчика импульсов, входом делителя частоты и входами управления предустановкой обоих вычитающих счетчиков импульсов, счетные входы которых соединены с выходом задающего генератора импульсов и счетными входами второго и третьего счетчиков импульсов, при этом вход направления счета второго счетчика импульсов соединен с инверсным выходом второго триггера, а выходы его старших разрядов - с информационными входами первого вычитающего счетчика импульсов, выход переполнения которо

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в, мощных ключевых преобразователях постоянного и переменного тока с синусоидальным выходным сигналом. Изобретение расширяет диапазон изменения кратности минимальной и максимальной длительности импульсов выходного сигнала. Устройство содержит задающий генератор 1 импульсов, счетчик 2 импульсов, делитель 3 частоты, триггеры 4 и 5, реверсивные счетчики 6 и 7, вычитающие счетчики 8 и 9. Введение в устройство двух вычитающих счетчиков, второго триггера и делителя частоты позволяет изменить кратность минимальной и максимальной длительностей импульсов выходного сигнала в широких пределах, что позвол я- ет использовать устройство в преобразователях напряжения. При этом амплитуда выходного сигнала мощного преобразователя точно регулируется управляюш11м кодом путем изменения кратности длительностей выходных импульсов. 1 ил. И (Л

Таким образом, введение в цифровое Q го соединен с вторым входом первого

устройство управления широтно-импульсным преобразователем двух вычитающих счетчиков, второго триггера и делителя частоты позволяет изменять кратность минимальной и максимальной дли- . тельностей импульсов выходного сигнала в широких пределах, в том числе и по синусоидальному закону, что благоприятно сказывается при использовании устройства 3 мощных преобразователях напряжения, при этом амплитуда выходного сигнала мощного преобразо50

триггера, прямой выход которого соед нен с входом направления счета треть го счетчика импульсов, вход управления предустановкой которого соединен с одноименным входом второго счетчика импульсов и выходом делителя частоты, информационные входы соединены с шиной нулевого кода, выходы стар ших разрядов - с информационными вхо дами второго вычитающего счетчика, выход переполнения которого соединен с вторым входом второго триггера.

.

0

триггера, прямой выход которого соединен с входом направления счета третьего счетчика импульсов, вход управления предустановкой которого соединен с одноименным входом второго счетчика импульсов и выходом делителя частоты, информационные входы соединены с шиной нулевого кода, выходы старших разрядов - с информационными входами второго вычитающего счетчика, выход переполнения которого соединен с вторым входом второго триггера.