УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ЧАСТОТЫ Советский патент 1967 года по МПК H02M5/00 H02M1/04 

.1

Известные устройства управления преобразователем частоты, содержащие тактовый генератор пилообразного напряжения, пересчетный блок и формирователь импульсов, не позволяют регулировать скважность импульсов независимо от частоты.

В предлагаемом устройстве, с целью регулирования скважности импульсов независимо от частоты, в нем применен узел сравнения, через который тактовый генератор подключен к пересчетному блоку, снабженному счетчиками выпрямительных и инверторных импульсов, присоединенными через диодные матрицы к формирователю импульсов.

Пересчетный блок содержит счетчик выпрямительных и инверторных импульсов, который через восстанавливающие диодные схемы подсоединен к формирователю пакетов импульсов.

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2-приннипиальпая схема генератора пилообразного напряжения, сравнивающего устройства и усилителя; на фиг. 3-принципиальная схема элемента «запрет.

В качестве тактового генератора применяется генератор / пилообразного напрял ения с регулируемой частотой. Для регулирования скважности пилообразные импульсы сравниваются с регулируемым опорным напряжениелт, подаваемым от источника опорного напряжения 2, в узле сравнения 3, что позволяет регулировать скважность выходных прямоугольных импульсов независимо от

частоты в очень широких пределах.

Через усилитель 4 выпрямительные (передние) и инверторные (задние) прямоугольные импульсы подаются на дифференциаторы 5, которые формируют тактовые импульсы. Выпрямительными (передними) фронтами тактовых импульсов запускается счетчик 6, который формирует передние фронты импульсов выходного пакета импульсов выпрямительного режима. Задними фронтами тактовых импульсов запускается счетчик 7, формируюиий задние фронты импульсов выходного пакета имнульсов инверторного режима. Такое включение позволяет изменять длительность элементарных импульсов в пакете независиМО от выходной частоты.

Тактовые импульсы через дешифраторы 8 и восстанавливающ е диодные схемы 9 подаются на формирователь, который состоит из формирующих триггеров 10 по одному и каждую фазу выхода.

Изменение порядка чередования выходных пакетов импульсов достигается с помощью четырех логических элементов 11 типа «запрет, включаемых в любые две из трех выходных фаз (при трехфазном преобразователе частоты). Управляются они реверсивным ключом 12, что значительно упрощает схему реверсирования.

Тактовый генератор представляет собой геператор пилообразного напряжения, выполпенный на двух транзисторах 13 и 14 различной проводимости. При соединении этих транзисторов получается четырехслойпая р-п-р-п структура, которая имеет S-образную вольтамперную характеристику.

При подключении схемы к источнику папряжения начинается заряд конденсатора 15. Разряд конденсатора 15 происходит как только напряжение на нем достигнет напряжения открывания р-п-р-п структуры. При напряжении, близком к нулю, эта структура запирается, снова начинается заряд конденсатора 15, т. е. процесс повторяется.

При изменении параметров зарядной цепи сопротивления 16 и емкости 15 будет изменяться частота генератора 1.

Схема генератора имеет высокое выходное сопротивление, поэтому для согласования со схемой сравнения .3 применяется эмиттерный повторитель на транзисторах 17 и 18.

Пилообразные импульсы подаются на базу транзистора 19.

В схеме сравнения опорное напряжение подается с потенциометра 20 через эмиттерный повторитель 21 на эмиттер сравнивающего транзистора 19. При напряжении па базе, меньшем опорпого напряжения, сравнивающий транзистор 15 закрыт. Если напряжение па базе больще, чем на эмиттере, сравнивающий транзистор открыт. Длительность выходного импульса зависит от величины опорного напряжения.

Таким образом, изменяя величину опорного напряжения с помощью потенциометра 20, можно изменять момент отпирания транзистора 19, т. е. длительность выходного импульса будет изменяться. Период следования импульсов при этом остается неизменным. Для четкой фиксации начала и конца импульса в каскаде усиления использованы стабилитроны 22 и 23. Когда сравнивающий транзистор 19 закрыт, стабилитроны 22, 23 и триоды 24 усилителя открыты. Когда сравнивающий триод 19 открывается, сопротивление стабилитронов 22 и 23 восстанавливается, и триод 24 закрывается. Уменьщение времени открывания и закрывания триода 24 усилителя уменьщает длительность фронтов тактовых импульсов.

После дифференцирования в блоках передние фронты дают положительные импульсы, а задние - отрицательные. Положительные импульсы запускают счетчики 6 передних фронтов, а импульсы задних фронтов должпы запускать счетчик 7 задних фронтов. Чтобы импульсы, запускающие счетчик 7 задних фронтов, были положительными, импульсы инвертируются еще одним усилителем, а затем дифференцируются в дифференциаторах 5.

Дешифраторы 8 передних и задних фронтов распределяют импульсы по формирующим триггерам 10 для получения пакетов выходных импульсов всех фаз. Кроме того, дещифраторы позволяют получить постоянство сдвига между пакетами фаз во всем диапазоне частот.

Восстанавливающая схема 9 представляет собой обычную собирающую схему (схема ), которая подает импульсы на первую базу формирующего триггера 10 каждой фазы от дещифратора 8 счетчика передних фронтов 6, и на вторую базу логического элемента 11 каждой фазы от дешифратора 8 счетчика задних фронтов 7, при этом формируются импульсы выходного пакета.

При изменении скважности тактовых импульсов будет также меняться скважность импульсов в выходном пакете импульсов.

Сигналы с выхода формирующих триггеров 10 подаются на реверсирующие логические элементы типа «запрет. Отрицательный потенциал подается реверсирующим ключом на два элемента «запрет, что предотвращает пропуск импульсов на выход. Два другие элемента «запрет пропускают сигналы на выход.

При переводе реверсивного ключа 12 закрывается другая пара элементов «запрет //, а первая пара этих элементов пропускает сигнал, но па первую выходную фазу подаются пакеты импульсов со второго формирующего триггера 10, а на вторую - пакеты импульсов с первого формирующего триггера.

Сигналы запрета отрицательной полярности подаются через сопротивление 25 от ключа 12, который открывает транзистор 26 и шунтирует входной сигнал. На выходе схемы потенциал будет равен нулю. При отсутствии сигнала запрета транзистор 26 закрыт и может реагировать па входной сигнал отрицательной полярности.

Предмет изобретения

Устройство управления преобразователем частоты, содержащее тактовый генератор пилообразного напряжения, пересчетный блок и формирователь импульсов, отличающееся тем, что, с целью регулирования скважности импульсов независимо от частоты, в нем применен узел сравнения, через который тактовый генератор подключен к пересчетному блоку, снабженному счетчиками выпрямительных и инверторных импульсов, присоединенными через диодные матрицы к формирователю импульсов.