Управляемый ступенчатый преобразователь

 

УПРАВЛЯЕМЫЙ СТУПЕНЧАТЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ по авт. св. 920984, отличающийся тем,что, с целью повыидения надежности, упрощения настройки, блок управления выполнен на (п - 1)RS-триггерах, прямые выходы которых образуют выходные выводы блока управления, R - и S-входы триггеров подключены к соответствующим выходам узла логической обработки импульсов управления, состоящего из двух логических элементов 2И, выход первого из которых подключен к S-входу триггера высшей, а выход второго - к (-входу триггера нижней переключаемой ступени, из 2(h- 2) логических элементов 2И-ИЛИ, выходы которых подключены к соответствующим R- и S-входам триггеров, причем количество узлов 2И в этих элементах, подключенных к R-входам триггеров, равно порядковому номеру переключаемой ступени, начиная с нижнего уровня, а к S-входам -порядковому номеру переключаемой ступени, начиная с верхнего уровня, при этом первые входы всех логических элемент ов 2и объединены и подключены к выходу ждущего мультивибратора, входом соединенного с выходом логического элемента ИЛИ-НЕ с п входами, причем каждый из входных выводов . узла логической обработки импульсов управления подключен к вторым входам логических узлов 2И, связанных с Р-входами триггеров своей и высших ступеней непо.средственно, с вторьоми входами узлов 2И, связанных с S -входами низшей-ступени непосредственно, а высших ступеней - через узлы задержки , при этом один из входов логического элемента ИЛИ-НЕ подключен к входному выводу узла логической обработки низшей ступени,.а другие подключены к вторым входам логичес- i ких узлов 2И, связанных с S -входами (Л триггеров переключаемых ступеней, причем входные выводы узла логической обработки импульсов управления подключены к соответствующим выводам мультиплексора, информационные бходы которого подключены к вводам . импульсов внешнего управления, а вторые информационные входы - к сосд ответствующим выходам распределителя импульсов, а вход управления через инвертор - к входу команды режима да о: работы и первому входу третьего ло гического элемента 2И, второй вход которого подключен к выходу задаю00 щего генератора тактовых импульсов, а выход - к входному выводу распре; делителя импульсов.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

3(51) Н 02 M 3 335

ОПИСАНИЕ. ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABT0PCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (61 ) 920984 (21) 3265514/24-07 (22) 19.01 .81 (46) 30.10.83. Бюл. Р 40 .(72) И.E.Íèêèòèí, Г.В. Огнев, В.Г.Костиков и С.В.Сальников (53) 621.314.58(088.8) (54)(57) УПРАВЛЯЕМЫЙ СТУПЕНЧАТЫЙ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ по авт. св.Ф 920984, о т л и ч.а ю шийся тем что, с целью повышения надежности, упрощения настройки, блок управления выполнен на (и - 1)к5-триггерах, прямыевыходы которых образуют выходные выводы блока управления, К вЂ” и S --входы триггеров подключены к соответствующим выходам узла логической обработки импульсов управления, состоящего из двух логических элементов 2И, выход первого из которых подключен к 5 -входу триггера высшей, а выход второго — к Р-входу триггера нижней переключаемой ступени, из

2(л - 2 ) логических элементов 2И-ИЛИ, выходы которых подключены к соответствующим Р— и S --входам триггеров, причем количество узлов 2И в этих элементах, подключенных к й-входам триггеров, равно порядковому номеру переключаемой ступени, начиная с нижнего уровня,а к 5-входам - порядковому номеру переключаемой ступени, начиная с верхнего уровня, при этом первые входы всех логических элементов 2И объединены и подключены к

„„Su„„1051668 A выходу ждущего мультивибратора, входом соединенного с выходом логического элемента ИЛИ-HH с П входами, причем каждый иэ входных выводов узла логической обработки импульсов управления подключен к вторым входам логических узлов 2И, связанных с к-входами триггеров своей и высших ступеней непосредственно, с вторыми входами узлов 2И, связанных с 5 - вхо дами низшей. ступени непосредственно, а высших ступеней — через узлы задержки, при этом один иэ входов логического элемента HJIH-HE подключен к входному выводу узла логической обработки низшей ступени, .а другие подключены к вторым входам логических узлов 2И, связанных с S -входами триггеров переключаемых ступеней, причем входные выводы узла логической обработки импульсов управления подключены к соответствующим выводам мультиплексора, информационные входы которого подключены к вводам импульсов внешнего управления, а вторые информационные входы — к соответствующим выходам распределителя импульсов, а вход управления через инвертор - к входу команды режима работы и первому входу третьего ло гического элемента 2И, второй вход которого подключен к выходу задающего генератора тактовых импульсов, а выход - к входному выводу распределителя импульсов.

1051668

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано при разработке источников вторичного электропитания индикатор, ных устройств, выполненных на электроннолучевых трубках с барьерным люминофором.

По основному авт. св. Р 920984 извесТен управляемый ступенчатый преобразователь, содержащий зарядный источник питания с и последовательно включенными конденсаторами на выходе с выводами, и — 1 управляемый конвертор с выходными выпрямителями, П вЂ” 1 трехобмоточный дроссель, зарядный и разрядный узлы, 15 которые выполнены в виде n — 1 последовательно включенных ключевых элементов, с m входами и выходами, где n — число ступеней выходного напряжения, 1 — вывод конденсаторной 2О цепочки соответствующей ступени, п— входы зарядного и выходы разрядного ключевых элементов соответствующей ступени, при этом управляющие входы управляемых конверторов связаны с блоком управления, а их выходные выпрямители включены последовательно через первичные обмотки трехобмоточных дросселей, зашунтированы через эти обмотки диодами и резисторами и эта последовательная цепочка включена между выводом конденсаторной цепочки нижней ступени и выходным выводом для подключения нагрузки, вторичные обмотки укаэанных дросселей одним из своих выводов через разделительные диоды подключены к соответствующему входу ключевых элементов узла заряда, а другие выводы связаны с соответствующими своей ступени выводами конденсатор 40 ной цепочки через развязывающие диоды и с выходным выводом через обратные диоды, причем третьи обмотки дросселей соединены последовательно с разрядными диодами и эти цепочки 45 зашунтированы дополнительными шунтирующими диодами и включены между соответствующим выходом узла разряда и выводом конденсаторной цепочки низшей ступени.

В известном устройстве при переключении уровней напряжения с низкого на,высокий включение всех управляемых конверторов происходит одновременно, что снижает КПД устройства особенно при повышенных частотах переключения, так как заряд емкости нагрузки происходит сразу до верхнего уровня, т.е. потребляется значительный ток от зарядного источника.

Выделение значительных мощностеи в моменты переключения приводит к возникновению импульсных помех, воздействующих на разрядный и зарядный ключевые элементы и к сбою их работы. Кроме того, при сбое управляю-, 65 щах импульсов может возникнуть ава . рийная ситуация, когда будут включены одновременно зарядные и разрядные ключевые элементы, что снижает функциональную надежность устройства.

Отсутствие автономного функционального контроля значительно усложняет поиск неисправностей и приводит к усложнению настройки устройства.

Цель изобретения — повышение надежности и упрощение настройки.

Поставленная цель достигается тем, что в управляемом ступенчатом преобразователе блок управления выполнен íà (n - 1) RS триггерах, прямые выходы которых образуют выходные выводы блока управления, R — и

Я-входы триггеров подключены к соответствующим выходам узла логической обработки импульсов управления, состоящего из двух логических элементов

2И, выход первого из которых подключен к -входу триггера высшей, а вы.ход второго — к Р -входу триггера низшей переключаемой ступени, из

2 (n — 2) логических элементов 2И-ИЛИ выходы которых подключены к соответствующим R — и S --входам триггеров, причем количество узлов 2И в этих элементах, подключенных к R --входам триггеров, равно порядковому номеру переключаемой ступени, начиная с низшего уровня, а к 5 -входам — порядковому номеру переключаемой ступени, начиная с верхнего уровня, при этом первые входы всех логических элементов 2И объединены и подключены к выходу ждущего мультивибратора, входом соединенного с выходом логического элемента ИЛИ-НЕ с п входами, причем каждый из входных выводов узла логической обработки импульсов управления подключен к вторым входам логических узлов 2И, связанных с

R-входами триггеров своей и высшей ступеней непосредственно, с вторыми входами узлов 2И, связанных с S -входами низшей ступени непосредственно, а высших ступеней — через узлы задержки, при этом один из входов логического элемента ИЛИ-НЕ подключен к входному выводу узла логической обработки низшей ступени, а другие подключены к вторым входам логических узлов 2И, связанных с

5-входами триггеров переключаемых ступеней, причем входные выводы узла логической обработки импульсов управления подключены к соответствующим выходам пультиплексора, информационные входы которого подключены к вводам импульсов внешнего управления, а вторые информационные входы — к соответствующим выходам распределителя импульсов, а вход управления через инвертор - к входу команды режима работы и первому входу третьего логического элемента

1051668

2И, второй вход которого подключен к выходу задающего генератора такто ных импульсов, а выход — к входному выводу распределителя импульсов.

На фиг. 1 показана функциональная схема устройства; на фиг. 2 — функциональная схема узла логической обработки импульсов управления; на фиг. 3 — принципиальная схема блока

АФК и мультиплексора; на фиг. 4 диаграммы напряжений в отдельных точках схемы, поясняющие принцип работы устройства, выполненных на четыре ступени выходного напряжения.

Устройство содержит зарядный источник 1 с последовательно включенными конденсаторами 2 - 2 на вы1 ходе, управляемые конверторы 3 „ -3 ; с выходными выпрямителями 4 1 — 43, которые включены последовательно через первичные обмотки 5 1, 5 2 1, 5 э „ трехобмоточных дросселей и за- шунтированы через эти обмотки диодами б — 6 э и резисторы 7 — 7, зарядный 8 и разрядный 9 узлы, которые выполнены в виде последовательно включенных зарядных ключевых элементов 8 1 — 8 и разрядных 9g

9>. Вторичные обмотки дросселей

51-2 52" 2 5 9-2 одним из своих выводов через ра зделит ель ные диоды

10.1 — 10 э подключены к соответству10щему входу ключевых элементов узла заряда, а другие выводы с соответствующими своей ступени выводами конденсаторной цепочки через развязывающие диоды 11 — 11 э и с выходным выводом через обратйые диоды — 12 э.

Третьи обмотки дросселей 51 э, 5 z=g 5 э соединены последовательно с разрядными диодами 13., — 13 и эти цепочки зашунтировайыми дойолнит ель ными шу н тир ующими диодами 1 4 „14э.

Блок 15 управления, принципиальная схема которого:показана на фиг.2 и 3 содержит: R5-триггеры 16 „, — 16> узла 17 логической обработки импульсов управления, который содержит два логических элемента 2И (18 и

19 ), выход первого из которых подклю ° чен к 5.-входу триггера высмей ступени, а выход второго к R-входу триг-. гера низшей ступени, логические элементы 2И-ИЛИ 20 1 - 204, выходы которых подключены к соответствующим входам R5-триггеров, при этом одни из входов И всех логических элементов 2И объединены и подключе - ны к выходу ждущего мультивибратора 21, а его вход подключен к выходу логического элемента ИЛИ-HE 22, входы которого подключены к вводам

23-26 импульсов управления., которые подключены к соответствующим входам логических элементов 2И и 2И-ИЛИ непосредственно или через элементы

27„ — 272 задержки, прямые нходы .Рн-триггеров образуют. выходные выводы 28-30 блока управления, а вхо ды импульсов управления подключены к выходам мультиплексора 31 (фиг.З)

5 выполненного на логических элементах 2И-2И-ИЛИ 31 -31 . Узел 32 ав1 4 тономного функционального контроля содержит автогенератор 33, соединенный с одним из входов, логического

10 элемента 2И 34, выход которого подключен к входу распределителя 35 импульсов, состоящего иэ счетчика

36 и дешифратора 37 на логических элементах ЗИ, выходы которого подклю; . 15 чены к вторым информационным входам мультиплексора, первые информационные входы которого соединены с выводами ввода импульсов внешнего управления, вход 38 команды режима работы через инвертор 39 подключен к входу управления мультиплексора °

Управляемый ступенчатый преобразователь работает следующим образом.

Автогенератор 23 вырабатывает последовательность тактовых импульсов заданной частоты. При подаче на нход 38 положительного потенциала напряжения .разрешается прохождение тактовых импульсов на счетчик Зб, с . выхода которого на вход дешифратора

Зо 37 подаются перепады напряжения по заданной программе, а на объединенные входы логических схем И дешифратора подается тактовый импульс, который в определенной последователь35 ности по заданной программе выделяется на выходах дешифратора и поступает на входы мультиплексора 31.

На выходе инвертора 39 образуется нулевой потенциал, запрещающий про40 хождение импульсов внешнего управления. На выходах мультиплексора 24

27 импульсы управления появляются по заданной блоком АФК команде.

При подаче на вход.38 нулевого

4 потенциала блокируется прохождение импульсов генератора 33 на вход дешифратора и разрешается мультиплексором 31 прохождение на выходы

24-27 импульсов внешнего управления.

При включении устройства на его выходе формируется выходное напряжение +6 кВ, которое выделяется на конденсаторе 21 и через диоды б -63 подается на выход. При подаче на вход 23 импульсов управления (время С1, фиг. 3 ) триггер 16-1 формирует на выходе 28 (диаграмма 30, фиг. 3) импульс напряжения, который включает управляемый конвертор 3„, на первичной обмотке 5 дросселя

60 формируется импульс найряжения, наводящий в обмотке 51 2 импульс высокого напряжения, пробивающий динис торы 8,, выходной конденсатор заряжается до напряжения 8 кВ, через

65 время 1э на выходе 29 узла управле1051668 иа ния формируется импульс (фиг. 3, 29) включающий конвертор 3, через обмот, ку 5< j пробивается динистор 8, выходной конденсатор заряжается до напряжения 10 кВ, через время +э„+

+4 на выходе 28 формируется импульс включения конвертора 3>(фиг.3, 28 ) выходной конденсатор заряжается

I до напряжения 12 кВ, в это же время на выходе ждущего мультивибратора 21 формируется нулевой уровень напряжения (фиг. 3, 21), запрещающий прохождение импульсов.через логические элементы 2И-ИЛИ 20 < — 20

При подаче на вход блока управления (вход 24) импульса установки

10 кВ (время Ф )на Я -вход триггера

16-3 проходит импульс, переводящий триггер:(выход 28 ) в нулевое состояние, отключается конвертор 3, что приводит к разряду емкости нагрузки по цепи 9>, диод 14З до уровня, равного уровню напряжения на конденсаторах 2 < — 2 .

В момент времени.Ф происходит отключение конвертора 3 2 и разряд емкости до уровня 8 кВ по цепи 9 з—

92 — 14>. В момент времени Ф„проис- ходит отключение конвертора 3 „ и формирование напряжения 6 кВ. Ждущий мультивибратор находится на нулевом уровне после прихода любого иэ импульсов управления, т.е. блок управления запрещает прохождение импульсов управления определенное время. Так если во время Ф6 на вход 24 приходит импульс сбоя, а ждущий муль10 тивибратор находится на нулевом уровне напряжения, то этот импульс не вызывает нарушения работы устройства.

f5 Построение блока управления по предлагаемому изобретению позволяет повысить функциональную надежность устройства, так как импульсы сбоя не приводят к изменению состояния схемы, т.е.,исключается одновременное включение зарядных и разрядных ключевых элементов, что предотвращает вывод из строя управляемых конверторов и зарядного источника и, кроме того, позволяет упростить настройку устройства.

1051668

1051668 с

Составитель Т.Ершова

Редактор Ю. Середа Техред Т.фанта Корректор С.Патрушева

Заказ 8684/55 Тираж 687 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", ;г. ужгород, ул. Проектная, 4