Реверсивный цифровой широтно-импульсный модулятор

 

РЕВЕРСИВНЫЙ ЦИФРОВОЙ ШИРОТНО-ИМПУЛЬСГ .ЫЙ МОДУЛЯТОР, содержащий задающий блок, выходы которого подключены к первым входам цифрового компаратора, к вторым входам которого подключены прямые выходы реверсивного счетчика, а к выходу рервая выходная шина, и генератор тактовых импульсов, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД и надежности, в него дополнительно введены второй цифровой компаратор, RS-триггер и два элемента И-НЕ, причем выход генератора тактовых импульсов соединен с первыми входами элементов И-НЕ, к второму входу первого из которых подключен прямой выход R5-триггера , а инверсньй выход - к второму входу второго элемента И-НЕ, R-вход - к прямому выходу переноса реверсивного счетчика, а 5 -вход к инверсному выходу переноса реверсивного счетчика, инверсные выходы которого подключены к первым входам второго цифрового компаратора, i вторые входы последнего подключе (Л ны к выходам задающего блока, а выход соединен с второй выходной шиной,выходпервого-элемента И-НЕподключен к входу Сложение реверсивного счетчика, вход Вычитание которого соединен с выходом второго элемента И-НЕ. о о о ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ .РЕСПУБЛИК (19) ((() 005 А (51)4 Н 03 К 7/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

rI0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2! ) 3521973/24-21 (22) 10.12.82 (46) 30.07.85. Бюл. ¹ 28 (72) А.И. Игнатченко, А.А. Мозоляко и А.Н. Пискарев (71) Завод "Пирометр" (53) 621.317 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 849482, кл. Н 03 К 7/08,06.07.79.

Авторское свидетельство СССР № 1095385, кл. Н 03 К 7/08,02.03.82.

Ф i (54) (57) РЕВЕРСИВНЫЙ ЦИФРОВОЙ ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНЫЙ МОДУЛЯТОР, содержащий эадающий блок, выходы которого подключены к первым входам цифрового компаратора, к вторым входам которого подключены прямые выходы реверсивного счетчика, а к выходу— первая выходная шинн, и генератор тактовых импульсов, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью повышения КПД и надежности, в него дополнительно введены второй цифро-. вой компаратор, R5 -òðèããåð и два элемента И-НЕ, причем выход генератора тактовых импульсов соединен с первыми входами элементов И-НЕ, к второму входу первого из которых подключен прямой выход R5-триггера, а инверсный выход — к второму входу второго элемента И-НЕ, Х-вход — к прямому выходу переноса реверсивного счетчика, а 5 -вход— к инверсному выходу переноса реверсивного счетчика, инверсные выходы которого подключены к первым входам второго цифрового компаратора, вторые входы последнего подключены к выходам эадающего блока, а выход соединен с второй выходной шиной, выход первого. элемента И-НЕ подключен к входу "Сложение" реверсивного счетчика, вход "Вычитание" которого соединен с выходом второго элемента И-НЕ.

1170605

1а

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах управления мостовыми преобразователями и двигателями постоянного тока с реверсированием направления вращения.

Цель изобретения — повышение

КПД и надежности реверсивного цифрового широтно-импульсного модулятора путем снижения частоты переключения импульсного сигнала на его выходных шинах и обеспечения появления выходных сигналов одновременно на двух выходных шинах модулятора.

На чертеже представлена блоксхема реверсивного цифрового широтно"импульсного модулятора.

Реверсивный цифровой широтноимпульсный модулятор содержит генератор 1 тактовых импульсов, RS-триггер 2, элементы 3 и 4 И-НЕ, реверсивный счетчик 5, цифровые компараторы 6 и 7, задающий блок 8, причем выход генератора 1 тактовых импульсов соединен с первым входами элементов 3 и 4 И-НЕ, второй вход элемента 3 И-НЕ соединен с прямыми выходами RS-триггера 2, инверсный выход которого соединен с вторым входом элемента 4 И-НЕ, выход которого соединен с входом Вычитание" реверсивного счетчика 5, вход сложения которого соединен с выходом элемента 3 И-НЕ, пря: Ie выходы— с первыми входами цифрового компаратора 6, инверсные выходы — с. первыми входами цифрового компаратора 7, прямой выход переноса — с

R-входом RS-триггера 2, а инверсный выход переноса — с егоS-входом, выходы задающего блока 8 соединены с вторыми входами цифровых компараторов 6 и 7.

Модулятор может управлять работой ключей мостового преобразователя, для чего он имеет две дополнительные выходные шины, третью и четвертую, которые через инверторы

9 и 10, соединены соответственно с первой и второй выходными шинами.

Реверсивный цифровой широтно-импульсный модулятор работает следу— ющим образом, Начиная с момента времени t импульсы генератора 1 тактовых импульсов через элемент 3 И-НЕ поступа— ют на вход Сложение" реверсивного счетчика 5. При этом RS-триггер 2

40 находится в состоянии Q-1, Q-0 и реверсивный счетчик 5 суммирует импульсы генератора 1 тактовых импульсов до тех пор, пока íà его прямых выходах не образуется кодовая комбинация 1, 1,..., 1. При такой коtt довой комбинации на прямом выходе переноса реверсивного счетчика 5 появляется сигнал, который опрокидывает RS-триггер 2 в состояние Q-О, Я-1.

После этого закрывается элемент

3 И-НЕ и открывается элемент 4 И-НЕ, Начиная с этого момента времени

1 импульсы генератора 1 тактовых импульсов поступают через элемент 4

И-НЕ на вход вычитания реверсивного счетчика 5. При этом реверсивный счетчик 5 начинает вычитать осуществляя эту операцию до тех пор, пока кодовые комбинации на его прямых выходах не становятся равными вюдП fIn лtr

0, 0,...,0 . При такой кодовой комбинации.на инверсном выходе переноса реверсивного счетчика 5 появляется сигнал и триггер 2 устанавливается в состояние Я-1 и Q-О.

После этого в момент времени t за2 крывается элемент 4 И-HE и следующий импульс генератора 1 тактовых импульсов поступает на вход сложение реверсивного счетчика 5. После этого весь процесс повторяется сначала.

Ф

На прямых выходах реверсивного счетчика 5, соединенных со входами цифрового компаратора 6, образуется кодовая комбинация в виде празрядного параллельного кода, изменяющаяся по симметричному закону пилообразной формы с периодом следования

Т=2Т (2-1) =Т (2 -2) где Т вЂ” период следования импульсов генератора 1 тактовых импульсов, п — количество разрядов реверсивного счетчика 5.

Соответственно на инверсных выходах реверсивного счетчика 5, соединенных с входами цифрового компаратора 7, образуется кодовая комбинация, инверсная по отношению к первой.

Прямая и инверсная кодовые комбинации с выходов реверсивного счет чика 5 поступают соответственно на выходы цифровых компараторов 6 и 7, 1170605 при И Мс, при N((x v Ncr при N gy — Иci при Н „>Я

Р(1ь

Р -0 (У

Р -1s

Р -О, где P — выходной сигнал компара( тора 6;

P - выходной сигнал компара2 тора 7;

N — кодовая комбинация, образующаяся на. прямых выходах реверсивного счетчика 5;

N — кодовая комбинация, образует ющаяся на инверсных выходах реверсивного счетчика 5;

N >< — входная кодовая комбинация

В момент времени, когда выходная кодовая комбинация Н реверсивного счетчика 5 больше или равная N „. в| на выходе цифрового компаратора б появляется единичный выходной сигнал, который поступает непосредственно на первую выходную шину устройства и через инвертор 8 — на вторую выходную шину. Аналогично, при превьппении юли равенстве кодовой комбинации N реверсивного счетчиС1, ка 5 входного сигнала N „, на выходе цифрового компаратора 7 появляется единичный выходной сигнал, кона другие входы которых поступает входной сигнал в виде параллельного и+1 разрядного кода. Цифровые компараторы 6 и 7 представляют собой однотипные устройства выявления большего из двух чисел с алгоритмами работы торый поступает на третью выходную шину устройства и через инвертор 9 — на четвертую выходную шину.

Предлагаемый реверсивный цифро5 Вой широтно-импульсный модулятор обеспечивает нормальную работу выходного каскада мостового типа с поочередным переключением ключей этого моста. (((В соответствии с указанным алгоритмом работы устройства очевидно, что при совместной его работе с преобразователем, в двигателе обеспечивается режим непрерывного (5 протекания тока, т.е. осуществляются режимы динамического торможения и рекуперации энергии в сеть. При этом жесткость механических характеристик двигателя близка к естест20 венной.

Замыкание каждого ключа происходит с периодом Т, но импульсы напряжения в нагрузке появляются с периодом Т/2. Таким образом, при

25 том же периоде импульсов в нагрузке, что и в известном модуляторе потери на переключение в ключах мостового преобразователя меньше, так как они переключаются с меньшей в 2 ращу за частотой, т.е. энергетические показатели предлагаемого модулятора лучше. Причем, поскольку каждый из ключей поочередно замыкается и размыкается, то все ключи загружены

5 равнОмернО КОнстРуктиВКО Охладители ключей выполнены меньших габаритов, чем у известного модулятора, потери на переключение меньшие.