Преобразователь постоянного напряжениязАдАННОй фОРМы Советский патент 1981 года по МПК H02M3/335 H02M7/537 

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в качестве силовых модуляторов систем автоматики и радиотехнической аппаратуры. Известны преобразователи напряжения, в основе построения которых лежит широтно-импульсная модуляция Ij иГ23. Однако в таких устройствах для подавления значительной амплитуды импульсной составлякмцей выходного напряжения необходимы фильтры с большой установленной мощностью, что ведет к росту массы и объема формирователя и появлению заметных амплитудных и фазовых искажений выходного сигнала. Наиболее близким к изобретению является преобразователь постоянного напряжения заданной форь« 1, содержащий задающий генератор, связанный с управ ляющими переходами ключевых транзисторов N широтно-ймпульсных преобразователей, по входу соединенных парал- лельно, по выходу последовательно, причем выход последних через демоду.лятор и узел обратной связи подключен к одному из входов элемента сравнения, а также три нуль-органа, выходы которых подключены ко входам распределителя импульсов, выходы последних соединены с управляющими входами преобразователей ЗЗ. Однако известный преобразователь характеризуется недостаточной точностью стабилизации и ограниченными возможностями регулирования напряжения и частоты. Цель изобретения - расщирение функциональных возможностей и повышение точности воспроизведения напряжения. Цель достигается тем, что в известный преобразователь введен источник воспроизводимого канала, выход которого подключен ко второму входу элемента сравнения и входу первого нуль органа второй нуль-орган выполнен двухпозиционным, первые входы второго 384 и третьего нуль-органа подключены к выходу элемента сравнения, второй вход второго нуль-органа соединен с выходом логического элемента, а второй вход третьего нуль-органа - с одним из выходов указанного задающего генератора. Кроме того, распределитель импульсов содержит N однотипных каналов, каждый из которых выполнен на логичес ких элементах 2И, 2-2И-2ИЛИ, 2-ЗИ-2ИЛ и RS-триггере, S-вход которого соеди нен с выходом логического элемента 2И, а R-вход - с выходом логического элемента 2-2И-2ИЛИ, входы первого .элемента 2И логического элемента 2И-2ИЛИ объединены и образуют первый вход распределителя импульсов, соединенного с выходом первого нуль-органа один из входов второго элемента 2И логического элемента 2-2И-2ИЛИ образуют второй вход распределителя импульсов, соединенного со вторым выходом второго нуль-органа, второчи вход этого элемента соединен с G-выходом триггера следующего канала, один из входов логического элемента 2И образует третий вход распределителя импульсов и соединен с первым выходом второго нуль-органа, четвертый вход распределителя импульсов, соединенный с выходом третьего нуль-органа, подключен к первому входу элемента ЗИ логического элемента 2-ЗИ-2ИЛИ выходы которых соединены со вторым входом логического элемента 2И и образуют выходные выводы распределителя импульсов, G-выходы триггеров каждого канала соединены вторыми входами элемента 2И логического элемента 2-ЗИ-2ИЛИ, а G-ВЫХОДЫ каждого канала - с третьими входами элемента ЗИ логического элемента 2-ЗИ-2ИЛИ, причем вторы и третьи входы этого элемента, а также первые и вторые входы элемента 2И логического элемента 2-ЗИ-2ИЛИ в пе вом канале объединены, а первый вход элемента 2И и второй вход элемента З .последующих каналов объединены и соединены со вторым входом элемента 2И аналогичного логического элемента предыдущего канала. На фиг. 1 изображена принципиальная электрическая схема преобразователя напряжения; на фиг. 2 - диаграм мы, поясняющие принцип работы трехячейкового устройства. Преобразователь содержит N широтно-импульсиых ячеек 1, каткдая из ко. тррых состоит из регулирующего транзистора, двух коммутирующих транзисторов 2, 3 и трансформатора 4. Первичные обмотки трансформаторов соединены параллельно, а вторичные - последовательно и подключены к демодулятору 5, который через узел 6 обратной связи подключен.к элементу 7 сравнения. Источник 8 воспроизводимого сигнала соединен с первым нульорганом 9, а через элемент сравнения с двухпозиционным вторым нуль-органом 10 и третьим нуль-органом II, к которому также подключен двухтактный задающий генератор 12. Распределитель 13 импульсов состоит из логического элемента 2-2И-2ИЛИ 14, логического элемента И 15, логического эле-, мента 2-ЗИ-2ИЛИ 16, триггера 17. Преобразователь работает следующим образом. В момент перехода напряжения источника 8 воспроизводимого сигнала (фиг.2, Ug; через нуль коротким импульсом с первого нуль-органа 9 (фиг. 2,Ug) логический элемент 14 устанавливает триггеры каналов в нулевое состояние. Результат сравнения задающего сигнала (фиг. 2, Ug) и выходного напряжения преобразователя (фиг. 2, U) поступает на второй нуль-орган 10, где становится модулирующей функцией длительности прямоугольных импульсов (фиг. 2, Ц) задающего генератора 12. Широтно-модулированные импульсы tpeтьего нуль-органа I1 (фиг. 2, Ц,) -поступают на входы логического элемента 2-ЗИ-2ШШ 16, но так как разрешающий потенциал присутствует только в первом канале, на выходе его элемента создается ШИМ-сигнал (фиг. 2,U), который включает первую ячейку 1, содержащую транзисторы 2, 3 и трансформатор 4 в работу. Это продолжается до тех пор, пока ячейка не исчерпает свои возможности в увеличении выходного напряжения преобразователя. В этот момент сигнал ошибки достигает порогового значения (фиг. 2, Uy), установленного в двухпозиционном нульоргане 10, что приводит к появлению на одном из его выходов короткого импульса (фиг. 2, иЧ, который через логический элемент И 15 устанавливает триггер I7 первого канала в единичное состояние. Тем самым первая ячейка 1 переводится в режим полного ШИМа (фиг. 2, и ) и включается в работу вторая ячейка 1 (фиг. 2, U), так как на входе логического злемен та её канала распределителя 13 импульсов появляется разрешающ11й потенциал и широтно-модулированный сигнал поступает в базу ее регулиру щего транзистора. Дальнейший рост з дающего напряжения приводит описанн путем к переводу второй ячейки 1 на полный ШИМ и подключению третьей яч ки, 1 (фиг. 2, и ). Так поочередным, включением в работу ШИМ-преобразова телей формируется возрастающая част кривой выходного напряжения (фиг. 2 Уменьшение задающего сигнала при водит к отрицательной ошибке на выходе элемента 7 сравнения (фиг. 2, и). По этому сигналу на втором выходе двухпозиционного второго нульоргана 10 создается импульс (фиг. 2 ), который .через логический элемент 2-2И-2ИЛИ 14 отключает канал, осуществляющий к этому времени широт но-импульсную модуляцию, к примеру, третий нуль-орган 11 (фиг. 2, U), при этом второй канал переводится в режим ШИМ. С поступлением каждого по следующего импульса со второго нульоргана 10 поочередно отключатся и меняют режим модуляции ячейки преобразователя, формируя, тем самым, спадающую кривую задающего сигнала (фиг. 2, Ug). Таким образом, предлагаемый преобразователь напряжения воспроизводит сигнал любой формы и частоты. Он может выполнять функции стабилизатора постоянного и переменного напряжений, преобразователя постоянного напряжения в переменное синусоидальное регулируемой частоты, уси лителя мощности, модулятора и активного фильтра. Формула изобретения 1. Преобразователь постоянного на пряжения заданной формы, содержащий задающий генератор, связанный с управляющими переходами ключевых транзисторов N широтно-импульсных преобразователей, по входу соединенных параллельно, по пыходу - последовательно, причем выход последних через демодулятор и узел обратной связи подключен к одному из входов элемента сравнения, -а также три нуль-органа, выходы которых подключены ко входам распределителя импульсов, выходы последних соединены с управляющими входами преобразователей, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повьшгения точности воспроизведения напряжения, введен источник воспроизводимого канала, выход которого подключен ко второму входу элемента сравнения и входу первого нуль-органа, второй нуль-орган выполнен двухпозиционным, первые входы второго и третьего нуль-органа подключены к выходу элемента сравнения, второй вход второго нуль-органа соёдинеа с выходом логического элемента, а второй вход третьего нуль-органа - с одним из выходов указанного задающего генератора. 2. Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что, указанный распределитель импульсов содержит N однотипных каналов, каждый из которых выполнен на логических элементах 2И, 2-2И-2ИЛИ, 2-ЗИ-2ИЛИ и RS-триггере, S-вход которого соединен с выходом логического элемента 2И, а R-вход - с выходом логического элемента 2-2И-2ИЛИ, входы первого элемента 2И логического элемента 2И-2ИЛИ объединены и образуют первый вход распределителя импульсов, соединенного с выходом первого нуль-органа, один из входов второго Элемента 2И логического элемента 2-2И-2ИЛИ образуют второй вход распределителя импульсов, соединенного со вторым выходом второго нуль-органа, второй.вход этого элемента соединен с G-выходом триггера следующего канала, один из входов логического элемента 2И образует третий вход распределителя импульсов и соединен с первым выходом второго нуль-органа, четвертый вход распределителя импульсов, соединенный с выходом третьего нульоргана, подключен к первому входу элемента ЗИ логического элемента 2-ЗИ2ИЛИ, выходы которых соединены со вторым входом логического элемента 2И образуют выходные выводы распределителя импульсов, Q -выходы триггеров каждого канала соединены вторыми вхоами элемента 2И логического элемента 2-ЗИ-2ИЛИ, а6 -выходы каждого канала третьими входами элемента ЗИ логичесого элемента 2-ЗИ-2ШТИ, причем вторые 184 и третьи входы этого элемента, а также первые и вторые входы элемента 2И логического элемента 2-ЗИ-2ИЛИ в первом канале объединены, а первый вход элемента 2И второй вход элемента ЗИ последующих каналов объединены и соединены со вторым входом элемента 2И аналогичного логического элемента предыдущего канала. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское, свидетельство СССР № 148116, кл. G 05F 1/64, I960. 2.Патент США № 3566308, 1971, 3.Авторское свидетельство СССР ПО заявке № 2564961/24-07, кл. Н 02 М 3/335, 05.01.78.

S

У6

«7 /юр

A(IIM io

и

w

Oi

42

aлJlПJLШШЛJlШlr

% У У

1 п ппп п ппп п пппп п пппп

finnnr

ппппг

(/«

пппппппя

%

шм

пппппп