Устройство для управления многофазным импульсным преобразователем Советский патент 1993 года по МПК H02M7/48 

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в устройствах для управления преобразователями напряжения с повышенной безотказностью.

Целью изобретения является повышение безотказности, устройства для управления многофазным импульсным преобразователем путем упрощения схемы устройства.

На фиг. 1 представлена структурная схема многофазного импульсного преобразователя, состоящего, например, из трех основных и двух резервных преобразовательных модулей; на фиг. 2 - схема счетчика-делителя для указанной схемы.

Устройство для управления многофазным импульсным преобразователем, состоящим из трех основных 1-3 и двух резервных 4, 5 преобразовательных модулей, содержит измерительный элемент 6, источник опорного напряжения 7, сравнивающий блок 8, широтно-импульсные модуляторы 9-13 по общему числу основных и резервных модулей, генератор тактовых импульсов 14, распределитель тактовых импульсов 15, блок включения резерва 16, датчики отказов 17-20 преобразовательных модулей. Блок включения резерва 16 содержит формирователи коротких импульсов 21-24, элемент ИЛ И 25 с четырьмя входами, сч тчйШ1Ш1ульШз 26-29 с модулем счета 2, счетчик-делитель 30 с модулем счета 3, элементы И 31-34, каждый из которых имеет два входа. .

Измерительный элемент б входом подключен к общему выходу преобразовательных модулей, а выходом - к входу сравнивающего блока 8, ко второму вх:оду которого подключён источник опорного напряжения 7. Выход сравнивающего блока 8 подключён к основным управляющим входам широтно-ймпульснш модуляторов 9- 13.

Входы каждого датчика отказов 17-20 соединены с преобразовательными модуляХ|

О

ю

4 00

ми 1-4, выходы датчиков 17-20 соединены через формирователейГ коротких иМпульсов

21-24 б первыми входами каждого из элементов И 31-34 и входами элемента ИЛИ 25. Вторые входы каждого из элементов И SI- 34 Соединены с выходом элемента ИЛИ 25. Выходы элементов/ И 31-34 подключены к

счёт НЩ1хода(|/1 каждого из дв6йчных;счет чиковг .ыходб1 счетчиков 26-29 сое динены id |(р Н||ми входами АО-А7 распределителя тактовых импульсов 15. Выход генератора тактовых импульсов 14 соединен со счетным входом счетчика дёлителя 30, выходы которого соединены с соответствующими адресными входами А8, А9 распределителя тактовых импульсов 15. Выходы DO-D4 распределителя 1&соёдинёны со вторыми входами ши- ротно-импульсных модуляторов 9-13... ,:

Распределитель тактовых импульсов 15 представляет собой программируемое по- : стоянное запоминающее устройство (ПИЗУ) с десятью адресными входами АО-А9 и пятью выходами ЬО-Ь4, зйпрЬфаммйро- вавноё в соответствии с табл. 1 (в столбце 1 ука$&Ньг нтомера возможных режимов, ха- растеризующихся количеством отказавших модулей и порядком их отказа (столбце 6), в столбце 2 - номер состояния, характеризующийся, кодом адреса распределителя (столбцы 3, 4)и кодом выхода распределителя (столбец 5). Порядок работы модулей при различных режимах указан в столбце. Код адреса распределителя состоит из двух частей - кода текущего состояния модулей, определяющего номера отказавших модулей и поел едовательность их отказа (столбец 3) и код позиции модуля. Д, ; ;v

Порядок смены состояний для счетчи- ков 26 ... 29 приведен в табл. 2, в табл. 3 приведен порядок смены состояний счетчика-делителя 36, выполненного, например, на IKRS-триггерах(фиг. 2).wV, ;;;,,, ,;,

Работа устройства рассмотрена в трех

режимах: запуска и работы с исправными

преобраз а яь выт отказа

одного основного моДуляТШс/ЩЬватёль; ного отказа двух основных модулей; отказа

резервного модуля, ранее включённого в

работу..;-; . -:;;, ;..;.. , ; ;- .

В исходном состоянии модули 1-5 исправны, напряжение на выходе датчиков отказа 17-20, а значит на входах формирователей коротких импульсов 21-24 и на первых входах элементов И 31-34 равны логическому нулю (лог. О). При напряжении лог. О на входах формирователей коротких импульсов 21-26 напряжение на их выходах, т.е. и на входах элемента ИЛИ 25, равны лбг. О. Следовательно, уровни

напряжения на выходе элемента ИЛИ 25, а значит и на вторых входах элементов И 31- 34 равны лог. О. Выходное напряжение элементов И 31-34 равно лог, 0. Генератор

тактовых импульсов 14 выключен. Счетчики 26-29 и счетчик-делитель 30 через установочные входы установлены в нулевое состояние, т.е. на их выходах уровни напряжения равны лог. 0. Следовательно, уровни напряжения на адресных входах АО-А9 распреде : i№rfe(fd тактовых импульсов 15 равны лог. 0. Указанной комбинации сигналов на адресных входах АО-А9, т.е. коду адреса, соответствует комбинация сигналов на выходе (код

выхода) с нулевыми уровнями напряжения на выходах DO-D4 (см. табл.1, срока 1).

Запуск устройства осуществляется включением генератора тактовых импульсов 14. Первый тактовый импульс изменяет

нулевое состояние выходов Q1 и Q2 счетчика-делителя 30 на единичное, при этом изменяется код адреса и код выхода (код адреса и код выхода указаны в табл. 1, строка 2). Таким образом, на выходе DO распределителя 15 появляется импульс напряжения с уровнем логической единицы (лог. 1), который поступает на второй управляющий вход широтно-импульсного модулятора 9 основного модуля 1. Второй

тактовый импульс генератора 14, поступая на вход счетчика-дечителя 30, снова изменяет его состояние, при этом на выходе Q1 счетчика-делителя 30 (адресном входе А8 распределителя 15) появляется напряжение

лог. О, а на втором выходе Q2 (адресном входе А9 распределителя 15) - напряжение лог. 1. Изменение кода адреса распределителя 15 вызывает изменение кода на его выходе, при этом сигнал единичного уровня

появляется на выходе D1 распределителя 15 (см. табл. 1, строка 3). На второй управляющий вход широтно-импульсного модулятора 10 основного модуля 2 поступает импульс напряжения. Модуль 2 вступает в работу.

Третий тактовый импульс генератора 14, поступая на вход счетчика-делителя 30, снова изменяет его состояние, при этом на первом Q1 и втором Q2 выходе счетчика-делителя 30 (адресных входах АО и А9) появляется

напряжение, соответственно, лог. 1 и лог. 0. Код адреса распределителя 15 изменяется, при этом изменяется код на его выходе (табл. 1, строка 4). На выходе D2 появляется импульс напряжения лог. 1, который поступает на второй управляющий вход широтно- импульсного модулятора 11. Модуль 3 вступает в работу. Следующий, четвертый тактовый импульс, поступая на вход счетчика-делителя 30, переводит его в состояние, когда на его выходах Q1 и 02 появляется

напряжение с уровнем лог. 1, т.е. в состояние, ахугвётствующеё коду адреса при первом импуль се генератора 14 (табл. 1, строка 2). Импульс напряжения появляется На вй- ходе DO распределителя 15, который поступает на второй вход широтнр-импульснЪгЬ модулятора 9 модуля 1. Далее цикл работы при исправных модулях повторяется. Таким образом, тактовые импульсы; поступающие на широтHS-HMrry/iUcHbie модуляторы 9-11 основных модулей 1-3, сдвинуты друг по отношению к другу на время Т, где Т - период следования тактовых импульсов.; . Отказ преобразовательного модуля, йа- пример модуля 1, вызывает изменение уровня выходного напряжения датчика отказа 17 с лог. О на лог. 1. которое не меняется, в гёчение времени работы с неисправным модулем. Приэтомформирователь коротких импульсов 21 формирует короткий импульс положительной полярности, поступающий на вторые входы всех элементов И 31-34 через элемент ИЛИ 25. Короткий импульс напряжения появляется только на выходе элемента И 31, так как только на его первом входе присутствует напряжение лог. 1 датчика 17.. Поступление импульса на вход счетчика 26 изменяет состояние его выходов, при этом на выходе Q1 (т.е. на адресном входе АО распределителя 15) появляется напряжение лог, 1, а на выходе Q2 (т.е. на адресном входе А1) - лог. О. Изменение кода адреса вызывает изменение кода выхода (см. табл. 1, строки 5-7), при этом вместо выхода DO импульс напряжения будет периодически появляться на выходе D3, (табл. 1, строка 5). Таким образом, .при отказе модуля Гтактовые импульсы поступают на вторые управляющие входы модулятора 12, при этом в позиции 1 работает с тем же фазовым сдвигом, что и модуль 1, резервный модуль 4, Аналогично работает устройство при отказе модуля 2 (табл. 1, строки 8-10) или модуля 3 (табл. 1, строки 11-13). При отказе модуля 2 (или 3) во второй (третьей) позиции работает модуль 4.

Если при работе с отказавшим модулем, например модулем 1, и введенным вместо отказавшего модуля 4, отказал еще один модуль, например, модуль 2, датчик отказа 18 переходит в единичное состояние. Формирователь коротких импульсов 22 формирует короткий импульс, который поступает на вторые входы всех элементов И 31-34.

В этом случае изменяют с,вое состояние только счётчШи 26 и 27, т.к. только на . первых входах элементов И 31 и 32 присутствует напряжение л ог. 1. На выходе Q1 счетчика 26 появляется лог. О, на выходе Q2

.этого счетчика - лог. 1. на выходе Q1 счет чика 27 - лог. 1, на выходе Q2 - лог. О (табл. 1, строка 14-16). Следовательно, в по- зйции 1 счетчика-делителя 30 (строка 14)

5 вместо широтно-импульсното модулятоТ5а 9 чй у7 1ьс7гб уг1а е ТЧГШд я1) 12, а в позиции 2 счетчика-делителя 30 (строка 15) им пул ьС поступит на модулятор 13 вместо модулятора 10. Таким образом, порядок ра0 боты преобразовательных модулей будет следующий: модуль 4, модуль 5, модуль 3, . Если первым отказал, Матгрймёр, мо- . дуль 2 а .потом модуль 1, то порядок включения модулей будет следующим; в первой

5 позиции модуль 5, во второй - модуль 4, в

- третьей - модуль 3, так код адреса текущего состояния модулей определяет не только количество отказавших модулей, но й пЪследо- . вательность (порядок) их отказа (табл. 1,

0 строки 17-19).. V. При работе преобразователя допустим - отказ и резервногомоДуляГрэнеевключенного в работу вместо отказавшего основного модуля. Например, если вместо

5 отказавшего модул я 1 будет включен модуль 4, который затем также откажет, последовательность включения модулей следующая: модуль 5, модуль 2, модуль 3 (см. табл. 1, строки 31-33).

0 Данная схема может быть распростра- . нена в общем случае на п основных и m резервных модулей.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я Устройство для управления многофаз5 ным импульсным преобразователем, состоящим из трех основных и двух резервных t преобразовательных модулей, содержащее измерительный элемент, входом подключенный к общему выходу преобразователь0 ных модулей, сравнивающий блок, один из входов которого подключен к выходу измерительного элемента, источник опорного напряжения, выходом подключенный к второму входу Сравнивающего блока, широтно5 импульсные модуляторы по общему числу основных и резервных преобразовательных модулей, основные управляющие в ходы которых соединены с выходом сравШвэющё- го блока, распределитель тактовых

0 импульсов, генератор тактовых импульсов, блок включения резерва и четыре датчика отказов, входы которых подсоединены к первым четырем по порядку преЬбразова- тельным модулям, а их выходы - к входам

5 блока включения резерва.о тли чаю щ е е- с я тем, что, с целью повьГшения безотказности устройства для управления многофазным импульсным преобразователем путем упрощения схемы устройства, распределитель тактовых импульсов выполнен в виде

пост О янного запоминающего устройства с Десятью адресными входами и пятью выхо ;дамй, запрограммированного: в со ответст- ; вин с таблицей 1 описания, блок вклюцения резерва выпЬлнен в виде четырех формиро- вателей коротких импульсов, элемента ИЛИ С; четырьмя входами, четырех элементов И с двумя входами, четырех двоичных счетчи- 5 кое с Модулем счета два, счётчика-делителя с модулем счёта три, при этом выходы каж- : догб из датчиков отказов соединены через ф6рмйр6В1Йтёли коротких импульЬЬв с входами элемента ИЛИ и с первыми входами из элементов И, вторые входы которых соединены с выходом элемента ИЛИ, а выходы - со бчетными входами каждого из двоичных счётч йкЬв, выходы двоичных счетчиков соединены с адресными входами распределителя тактовых импульсой. выход генера-гб а тйхтовйх импульсов соединен со счет н ы и входом счетчй ка-дел ите л я, выходы кйторбгд срё дм ней ы с соответствующими адресными входами распределителя тактовых импульсов, а ШыХоды распределителя тактовых импульсов соединены с вторыми входами широтнб-ймпульсных модуляторов. : :Л ;/.ри:; ; :J -.----:- . -C- /:

1791943

10 Таблица 2

Устройство для управления многофазным импульсным преобразователем содержит измерительный элемент, источник опорногоi напряжения, сравнивающий элемент, широтно-импульсные модуляторы по числу модулей, генератор тактовых импульсов, распределитель тактбвых ймпульсб в, бп экзмюч Ш ёзёг М &Г1 Щ-т новных и резервных модулей. Блок включения резерва содержит Т1рямоТ6 сдвига, элемент ИЛИ, два идентичных блока согласования иГдёёi идентичных канала переключения. 2 йл, 3 табл.

Таблица 3

Qus.J

ФЙ.2