Устройство для управления широтно-импульснымпРЕОбРАзОВАТЕлЕМ Советский патент 1981 года по МПК H02P13/16 

1

Изобретение относится к преобразовательной технике, в частности к устройствам для управления тиристррными широтно-импульсными преобразователями (шип).

Известно устройство для импульснофазового управления тиристорным преобразователем, основанное на. вертикЕШЬном принципе управления, заключающемся в формировании и сравнении пилообразного и опорного напряжений 1.

Недостатком известного устройства является мсшая точность регулирования.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для управления широтно-импульсным преобразователем, содержащее задающий генератор, управляющий блок, первые выходы которого соединены со входами задающего генератора, триггер, первый R-вход которого соединен с шиной начальной установки, элемент И, первый вход которого соединен с выходом триггера, а второй - с первым выходом задающего генератора, тактовый счетчик импульсов, импульсный вход которого подключен к выходу элемента И, а первый R-вход - к шине начальной установки.

реверсивный счетчик, входы сложения и вычитания которого подключены ко вторым выходам управляющего -блока,а R-вход - к шине начальной установки, элемент сравнения, первые входы которого подключены к выходам тактового счетчика импульсов, вторые входы - к выходс1М реверсивного счетчика, а выход соединен со вторыми R-входами

10 триггера и тактового счетчика и импульсным входом реверсивного счетчика 12.

Недостатком этого устройства-является его сложность и следовательно,

15 низкая надежность.

Цель изобретения - повышение надежности. Поставленная цель достигается тем, что устройство для управле

20 ния широтно-импульсным преобразователем снабжено блоком опорных длительностей, импульсный вход которого подключей ко второму выходу задающего генератора, управляющие входы соеди25нены с первыми выходами управляющего блока, R-вход соединен с шиной начальной установки, первый выход подключен к S-входу триггера, а второйк третьему входу элемента И и ко вхо30ду стробирования элемента сравнения. На чертеже приведена функциональная схема устройства. Функциональная схема устройства управления ШИП содержит задающий генератор 1, управляющий блок 2, блок 3опорных длительностей, триггер 4, реверсивный счётчик 5, элемент И 6, тактовый счетчик 7 импульсов, элемен 8 сравнения, шину начальной установКи 9. Устройство работает следующим образом. Перед включением устройство устанавливается в исходное состояние.При этом сигналы блока 3 опорных длитель ностей не вырабатываются, редерсивный счетчик 5 находится в исходном состоянии (например нулевом), тригге 4и тактовый счетчик 7 импульсов находятсяГ в нулевом состоянии. В зависимости от требуемого напря жения на выходе ШИП, которое прямо зависит от коэффициента заполнения импульсного цикла f , блок 2 выраба тывает первую систему выходных сигна лов Pj , Pg, Pjf P4/ каждый из которых соответствует определенному значению : Р - 0(6-9, 0,25; ,,5; Р. - О ,5 ,) О ,75 ; Р - 0,75й34 1. Сигналы + и - на вторых выходах осуществляют регулирование коэффициента Jf внутри диапазонов , Первые выходные сигналы блока 2 поступают на входы задакяцего генератора 1 и управляют частотой выходных импульсов: сигналам Р,. и Р соответствует частота ки f на первом выходе и частота 4f на втором выходе, сигналам Pg и Р-} соответствуют частоты 2mf на первом и 8f на втором выходах. При этом f -. опорная частота,а m T/ty, где Т - период цикла преобразования, а 11 - длительность интервала квантования. Импульсы со второго выхода генератора 1 поступают на импульсный вход блока 3 опорных длительностей (вод), основной задачей которого является формирование импульсов, длительность которых .зависит от диапазона регулирования, и обеспечивающих нижний предел выходного-напряжения ШИП указанного диапазона. При поступ лении от блока 2 сигнала Р блок 3 формирует импульс, длительность кото рого равна нулю, при наличии сигнала Рд. им формируется импульс, длительность которого равна одной четвертой периода импульсного цикла,пр наличии сигнала Р им формируется импульс, длительность которого равн половине периода импульсного цикла, при наличии сигнала Р им формируе ся импульс, длительность которого равна трем четвертым периода импуль ного цикла. Кроме того, блок 3 формирует короткие импульсы, поступакнцие на вход S триггера 4. Период этих импульсов равен периоду цикла Т. Основным регулируемым элементом системы управления является реверсив-: ный счетчик 5. В реверсивном счетчике 5 хранится код числа, определяющего дополнительный временной интервал, который совместно с основным интервалом заданного диапазона, формируемым блоком 3, обеспечивает требуемую длительность выходного сигнала триггера 4 с заданной точностью, определяемой шагом квантования t,. Следовательно, изменяя код числа,хранящегося в реверсивном счетчике 5 ,мы имеем возможность изменять коэффициент заполнения импульсного циклау в рамках диапазона, заданного блоком 2. Рассматриваем процесс выработки выходного сигнала устройства управления шип, формируемого триггером 4. В области О 3 0,25. При поступлении короткого импульса от блока 3 на S-вход триггера 4 последний переходит в состояние 1. С установкой триггера 4 в состояние 1 элемент И 6 открыт и импульсы заполнения с частотой заполнения, равной mf, от задающего генератора 1 начинают поступать через элемент И б на тактовый счетчик 7 импульсов.В момент равенства кодов чисел, записываемого в реверсивном счетчике 5 и формируемого тактовым счетчиком 7, на выходе элемента сравнения 8 появляется импульс, сбрасывающий триггер 4 и тактовый счетчик 7 импульсов в нулевое состояние. Этот импульс также поступает на импульсный вход реверсивного счетчика и в зависимости от наличия или отсутствия сигналов + или - блока 2 суммируется,вычитается или не воспринимается им. Сигнал с выхода блока 3 используется также для стробирования схемы сравнения 8, с целью исключения ложных срабатываний. Длитель«ость импульса, формируемого триггером 4, равна fit первом диапазоне, где t - длительность импульса,сформированного триггером 4; N - число записанное в реверсивном счетчике 5; ,25T + N на втором диапазоне, t 0,5 Т + N на третьем. диапазоне t.. 0,75T + N--j--Ha четчmfвертом диапазоне. Предлагаемое устройство дает возможность переходить в зависимости от коэффициента заполнения импульсного цикла J к различным значениям несущей частоты модуляции выходного напряжения, что весьма существенно для улучшения энергетических показателей преобразователя в области малых и больших значений выходного нашряжения, оно может быть использовано для управления многофазным ШИП.

Основным технико-экономическим показателем эффективности уст ройства является, уменьшение аппаратурных затрат, связанных с его реализацией при требуемой точности, и тем самым повышение надежности устройства и уменьшение его стоимости.

Формула изобретения

Устройство для управления широтноимпульсным преобразователем,содержащее задающий генератор, управляющий блок, первые выходы которого соединены со входами задающего генератора, триггер, первый R-вход которого соединен с шиной начальной установки, элемент И, первый вход которого соединен с выходом триггера, а второй с первым выходом задающего генератора, тактовый счетчик импульсов, вход которого подключен к выходу элемента И, а первый R-вход - к шине начальной установки, реверсивный счетчик.

входы сложения и вычитания которого подключены ко вторым выходам управляющего блока/ а R-вход - к шине начальной установки, элемент сравнения, первые входы которого подключены к f выходу тактового счетчика импульсов, вторые входы - к выходу реверсивного счетчика, а выход соединен со вторыми R-входами триггера и тактового счётчика и импульсным входом реверQ сивного счетчика, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено блоком опорных длительностей, импульсный вход которого подключен ко второму выходу задающего генератора, управляющие входы соединены с первыми выходами управляющего блока, установочный вход соединен с шиной начальной установки, его первый выход подключен к S-входу триггера, а.второй 0 к третьему входу элемента И и ко

входу стробирования элемента сравнения.

Источники информации, принятые во внимгшие при экспертизе

5 1- Авторское свидетельство СССР 437190, кл. Н 02 Р 13/16, 1971. 2. Авторское свидетельство СССР по заявке 2345347/24-07, кл.Н 02 Р 13/16, 1977.