Многофазный функциональный преобразователь

 

1 . МНОГОФАЗШЙ ФУНКЩЮНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержавшей трансформатор, средний вывод первичной обмотки которого подсоединен к одному из полюсов источника питающего напряжения, а ее крайние выводы через зашунтированные токопропускающими диодами силовые ключевые транзисторы подключены к его общей шине, силовые ключи и блок управления, выполненный в виде последовательно включенных задающего генератора, делителя частоты и программируемого блока памяти, выходы которого подключены к управляющим входам соответствующих силовых ключей , выходами каждой фазы являются средние выводы двух пар вторичных обмоток трансформатора, крайние промежуточные и средние выводы каждой пары вторичных обмоток трансформатора подключены через соответствующие силовые ключи к общей шине источника питающего напряжения, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона изменения параметре выходного напряжения , он содержит кодоуправляемый делитель частоты, вход которого подключен к задакицему генератору, а два выхода подсоединены к базам силовых ключевых транзисторов, 2. Преобразователь по п. 1,. о т личающийся тем, что в нем источник питающего напряжения выполнен кодоуправляемым и содержит блок согласующих усилителей, л вхоО ) дов которого являются цифровым входом управления амплитудой выходного напряжения преобразователя, и п последовательно включенных между полюсами источника питающего напряжения разрядных элементов, каждый из которых состоит из последовательел 1C но соединенных в замкнутую цепь источника напряжения, пропорционального весу соответствующего двоичного разряда, ключа ь токопередакицего диода, управляющие входы ключей разрядных элементов поразрядно подключены к соответствующим л выходам блока согласуювдк усилителей.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИ Х

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1152001

4(5!) G 06 G 7 26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

00 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3671232/24-24 (22) 07. 12.83 (46) 23.04.85. Бюл. И- 15 (72) А.М.Семиглазов (53) 681.3(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР по заявке У 3549606/24, кл. G 06 С 7/26, 10.02.83.

2. Авторское свидетельство СССР

У 1024942, кл. G 06 С 7/26, t983 (прототип). (54) (57) 1. МНОГОФАЗНЫЙ ФУНКЦИОНАЛЬ. НЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий трансформатор, средний вывод первичной обмотки которого подсоединен к одному из полюсов источника питающего напряжения, а ее крайние выводы через зашунтированные токопропускающими диодами силовые ключевые транзисторы подключены к его общей шине, силовые ключи и блок управления, выполненный в виде последовательно включенных задающего генератора, делителя частоты и программируемого блока памяти, выходы которого подключены к управляющим входам соответствующих силовых ключей, выходами каждой фазы являются средние выводы двух пар вторичных обмоток трансформатора, крайние промежуточные и средние выводы каждой пары вторичных обмоток трансформатора подключены через соответствующие силовые ключи к общей шине источника питающего напряжения, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона изменения параметров выходного напряжения, он содержит кодоуправляемый .делитель частоты, вход которого подключен к задающему генератору, а два выхода подсоединены к базам силовых ключевых транзисторов.

2. Преобразователь по п. 1,. о тл и ч а ю шийся тем, что в нем источник питающего напряжения выпол° нен кодоуправляемым и содержит блок согласующих усилителей, входов которого являются цифровым входом управления амплитудой выходного С напряжения преобразователя, и последовательно включенных между полюсами источника питающего напря« жения разрядных элементов, каждый из которых состоит из последовательно соединенных в замкнутую цепь источника напряжения, пропорциональ- © ного весу соответствующего двоичного разряда, ключа и токопередающего

Ю диода, управляющие входы ключей разрядных элементов поразрядно подключены к соответствующим ь выходам блока согласующих усилителей.

1152001

Изобретение относится к формиро- ванию (синтезу) электрических сигналов, описываемых тригонометрической, например синусоидальной многостуненчатой функцией, и может найти приме- 5 нение в автоматике, вычислительной и силовой преобразовательной технике.

Известны силовые функциональные преобразователи, использующие прогрессивную симметричную, многоэначную 1О систему счисления и содержащие трансформатор, первичная обмотка которого подключена через силовые ключи к ис-, точнику питания, а выводы вторичной обмотки через другие силовые ключи— к его общей шине, и блок управления (13.

Недостатками данных устройств являются трудность организации многофазного выхода и сложность регулирования параметров выходного напря- 20 жения.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является многофазный функциональный преобразователь, содержащий трансформатор, средний вывод первичной обмотки которого подсоединен к одному иэ полюсов источника питания, а ее крайние выводы через зашунтированные диоды, силовые ключевые транзисторы нодклю- 30 чены к его общей шине, силовые ключи, подсоединенные информационными входами к нагрузкам фаз и вторичным обмоткам трансформатора, и блок управления, выходы которого подключены к соответствующим управляющим входам силовых ключей и базам силовых транзисторов (23.

Недостатком известного устройства является узкий диапазон изменения параметров выходного напряжения изза невозможности регулирования его амплитуды и частоты.

Целью изобретения является расширение диапазона изменения парамет- 45 ров выходного напряжения. Поставленная цель достигается тем, что многофазный функциональный ,преобразователь, содержащий трансформатор, средний вывод первичной обмотки которого подсоединен к одному иэ полюсов источника питающего напряжения,а ее крайние выводы через зашунтированные токопропускающими диодами силовые ключевые транзисто.ры подключены к его общей шине, силовые ключи и блок управления, выполненный а виде последовательно включенных задающего генератора, делителя частоты и программируемого блока памяти, выходы которого подключены к управляющим входам соответствующих силовых ключей, выходами каждой фазы являются средние выводы двух пар вторичных обмоток трансформатора, крайние промежуточные и средние выводы каждой пары вторичных обмоток трансформатора подключены через соответствующие силовые ключи к общей шине источника питающего напряжения, содержит кодоуправляемый делитель частоты, вход которого подключен к задающему генератору, а два выхода подсоединены к базам силовых ключевых транэисторов.

Кроме того, в преобразователе источник питающего напряжения выполнен кодоунравляемым и содержит блок согласующих усилителей, входов которого являются цифровым входом управления амплитудой выходного напряжения преобразователя, и п последовательно включенных между полюсами источника питающего напряжения разрядных элементов, каждый из которых состоит из последовательно соединенных в замкнутую цепь источника напряжения, пропорционального весу соответствующего двоичного разряда, ключа и токопередающего диода, управляющие входы ключей разрядных элементов поразрядно под ключены к соответствующим ь выхо дам блока согласующих усилителей, На чертеже представлена схема многофазиого функционального преобразователя.

Преобразователь содержит инвертор, выполненный иа силовых ключевых транзисторах 11 «13 токопропус кающих диодах 2 для пропуска обратного тока нагрузки, первичной обмотки 3 трансформатора ч.

Каждая фаза собрана из двух групп вторичных обмоток: первая (э ) иэ обмоток 5 и 6, вторая (сакэ) с углом сдвига 90 — из обмоток 7 и

8. Каждая группа обмоток имеет силовые ключи 9,, 10, 11„ н 12 переменного тока для образования нуля выбранной системы счисления.и силовые ключи 91-9, 9„-9, 10„-10; l2 -121< для формирования числовой последовательности системы счисле1152001

45 ния. Каждая обмотка разбита на четное количество равных участков.

Участок обмотки и связанные с ней соответствующие ключи (О- (, 7 ) образуют один разряд системы счисления, таким образом каждая фаза формируется двухразрядиой схемой.

Нагрузки 13 и 14 фаз включены между нулевыми силовыми ключами соот10 ветствующих групп, подключенных и средним выводам обмоток 5 и 6, 7 и 8.

Блок управления состоит из задающего генератора 15 (обычно кварцевого}, делителя 16 частоты и программи35 руемого блока 17 памяти.

Питание инвертора осуществляется от ь последовательно включеннык разряднь1х элементов, представляющих со20 бой замкнутую цепь из последовательI но включенного источника 18 -18„питания с напряжением, пропорциональным весу двоичных разрядов, ключа

19„-19> (транзистор или тиристор) токопередающего диода 20„-20„. Запуск ключей 19„-19„ производится от блока 21 согласукнцих усилителей, на вход которого подается и -разрядный параллельный код управления амплитудой выходного напряжения ° Запуск силовых ключевык транзисторов 1„ -12 инвертора производится от кодоуправляемого делителя 22 частоты, запускаемого от задающего генератора 15.

В многофазном функциональном пре- З5 обраэователе использована многозначная нечетная симметричная относительно нуля система счисления в алгоритме управления преобразователем для синтезирования необходимо- 4О го текущего уровня квантования формируемого синусоидального сигнала.

При этом используются две группы обмоток и ключей (два разряда), отличающихся между собой но уровню выкодного напряжения в Р раэ, где

P — - основание выбранной системы счисления (Р = 3, 5, 7, ..., 2 n — 1).

Рассмотрим работу преобразователя в режиме управления напряжени- 5О ем и частотой выходного сигнала.

Напряжение источников 18, -18„ пропорциональны весам двоичных разрядов

55 где 0 — шаг квантования. При подаче отпирающего сигнала (кода) на управляющие входы ключей 19, — 19„напряжения источников складываются.

При запирании какого-либо ключа, например 19, ток остальных источников протекает через диод 20 и, следовательно, цепь замыкается, а источник 182 исключается из общей последовательности источников. Таким образом может быть синтезирован любой номинал напряжения из ряда цеЬ лых чисел от нуля до 2 -1. Количество источников и шаг квантования выбираются в зависимости от заданной глубины регулирования.

Запуск ключей 19, -19„ (в данном случае транзисторов) производится от и -входового блока согласующих усилителей, на вход которого подается параллельный двоичный код, например, от ЦВМ.

Для обеспечения глубокого регу лирования частоты входного напряжения преобразователя служит кодоуправляемый делитель 22 частоты, кьторый осуществляет запуск инвертора.

Кодоуправляемый делитель может быть выполнен на базе микросхемы

К564ИЕ15, у которой в зависимости от комбинации напряжений логических уровней на входах умножения на выходах можно получить 1, 2, 4, 8, 16 и 32 положительных или отрицательных импульса, или любую их сумму.

Помимо микросхемы в кодоуправляемый делитель частоты входит делитель на 2, узел усиления — согласования для осуществления запуска силовых ключевьк транзисторов 1,, -1 .

Кодовое управление амплитудой выходного напряжения и его частотой не искажает форму выходного напряжения и позволяет осуществить согласование с ЦВИ.

Если требуется очень точно уста навливать номинал выходного напряжения, следует уменьшить шаг квантования и компенсировать падение напряжения на силовых ключах 9 -12.

1 путем включения дополнительного источника.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого многофазного функционального преобразователя заключается в возможности регулирования амплитуды и частоты выходного напряжения, что облегчает совместную работу преобразователя с ЦВМ..1i 52001

ВЫНИПИ Заказ 2326/39 Тираж 710 Подписное

Филиал ЯПИ патент", ь .Ужгород, ул.Проектная, 4