Преобразователь напряжения с многозонной импульсной модуляцией

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано во вторичных источниках питания. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и повьшение помехоустойчивости. Использование многозонной импульсной модуляции позволяет реализовать качественное воспроизведение сигнала цифрового задатчика, возможность применения которого в замкнутой системе регулирования повышает его помехоустойчивость. 1 ил со . оо ел ГО ГЧ)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1343521 (51)4 Н 02 M 7/155, 7/537

l3

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ с «1 .. -«««««- ««ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 1051685 (21) 3591851/24-07 (22) 19.05.83 (46) 07.10.87. Бюл. 37 (71) Научно-исследовательский институт автоматики и электромеханики при Томском институте автоматизированных систем управления и радио,электроники (72) В.А.Скворцов, А.В.Шарапов и Ю.M.Øïàê (53) 621.316.722 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1051685, кл. Н 02 M 3/10, 1982. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ

С МНОГОЗОННОЙ ИМПУЛЬСНОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано во вторичных источниках питания.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей и повышение помехоустойчивости. Использование многозонной импульсной модуляции позволяет реализовать качественное воспроизведение сигнала цифрового задатчика, возможность применения. которого в замкнутой системе регулирования повышает его помехоустойчивость. 1 ил

1 !3

Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразованию и регулированию переменного и постоянного напряжений, может найти применение в глубоко регулируемых вторичных источниках электропитания, усилителях мощности, амплитудных модуляторах и является усовершенствованием известного устройства по авт.св. Â 1051685.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей и повышение помехоустойчивости преобразователя напряжения с многозонной импульсной модуляцией °

На чертеже приведена блок-схема преобразователя напряжения с многозонной импульсной модуляцией.

Преобразователь содержит последовательно соединенные между собой нерегулируемые 1, плавно регулируемую

2 и дискретно регулируемые 3 преобразованные ячейки, к выходу которых через фильтр 4 подключена нагрузка 5, а к входу — источник 6 постоянного напряжения. Управляющий вход нерегулируемых ячеек 1 подключен к задающему генератору 7, выполненному в виде поспедовательно включенных задатчика

8 частоты и (К+1)-разрядного двоичного счетчика 9. Управляющие входы плавно регулируемой ячейки 2 подклю-. чены к задающему генератору 7 через двухканальный фазосдвигающий узел 10, содержащий К-разрядные сумматоры 11 и 12 и логические элементы ИСКЛЮЧАЮЦЕЕ ИЛИ 13 и 14. Управляющие входы дискретно регулируемых ячеек 3 через одноканальные фазореверсирующие узлы

15, выполненные на элементах ИСКЛЮЧА10ЦЕЕ ИЛИ, подключены к выходам старших разрядов формирователя 16 кода управляющего сигнала . Выход старшего сигнала счетчика 9 подключен к нерегулируемым ячейкам 1 и первым объединенным входам всех элементов

ИСКЛЮЧАЮЦЕЕ ИЛИ 13 — 15. Первые суммирующие входы сумматоров 11 и 12 подключены к выходам младших К-разрядов формирователя 1б кода управляющего сигнала. Второй суммирующий вход сумматора 11 подключен к прямым, а сумматор 12 — к йнверсным выходам

К-разрядов двоичного счетчика 9. Входы переноса сумматоров предназначены для подачи уровня логической единицы, выходы переноса подключены к вторым входам элементов 13 и 14. Формирова 3521 2

55 тель 16 кода упранпяющег<. сигнала содержит аналого-цифровой преобразователь 17, цифровой компаратор 18, элементы И 19 и 20, генератор 21 импульсов и двоичный реверсивный счетчик 22. Один вход цифрового компаратора 18 предназначен для подключения к цифровому задатчику, другой вход через аналого-цифровой преобразователь 17 — к нагрузке 5. Первый выход цифрового компаратора 18 через элемент И 19 подключен к входу прямого счета, второй выход через элемент

И 20 — к входу обратного счета двоичного реверсивного счетчика 22. Выходы счетчика 22 образуют выходы формирователя 16 кода управляющего сигнала. Вторые входы элементов И 19 и

20 объединены и подключены к генератору 21 импульсов.

Преобразователь работает следующим образом.

При счете импульсов задатчика 8 частоты на выходе старшего разряда счетчика 9 формируется основная импульсная последовательность, определяющая частоту работы преобразователя, которая, управляя ячейками 1, создает на нагрузке 5 опорный уровень выходного напряжения, относительно которого осуществляется его регулирование дискретно с помощью ячеек 3 и плавно с помощью ячейки 2.

Выходное напряжение, снимаемое с нагрузки 5, преобразуется аналогоцифровым преобразователем 17 в цифровой код, который сравнивается в цифровом компараторе 18 с кодом задатчика. Если выходное напряжение меньше требуемого, логическая единица на первом выходе цифрового компара тора 18 разрешает прохождение импульсов генератора 21 через логический элемент И 19 на вход прямого счета двоичного реверсивного счетчика 22, вызывая нарастание кода на его выходе. Изменение информации в старших разрядах счетчика 22 приводит к реверсу фазы основной импульсной последовательности на выходах элементов 15, в результате изменяется полярность ЭДС на выходах соответствующих преобразовательных ячеек 3. Код младших разрядов счетчика 22 сравнивается в сумматорах 11 и 22 с нарастающим и убывающим кодом развертки, формируемым на выходах двоичного счетчика 9. На выходах переноса

:3 13 3521

30 сумматоров формируются ШИМ-сигналы, которые определяют углы опережения или задержки импульсных последовательностей на выходах элементов .13 и 14 относительно основной импульсной последовательности. Эти последовательности реализуют однополярную реверсивную широтно-импульсную модуляцию в плавно регулируемой ячейке

2, обеспечивающей плавное изменение выходного напряжения в двух зонах.

ЭДС ячейки 2 равна ЭДС ячейки 3, получающей управление с выхода 2" счетчика 22, а ЭДС последующих ячеек 3 нарастают пропорционально весам двоичных разрядов. В результате суммарного действия ячеек 2 и 3 реалиэуется многозонная импульсная модуляция напряжения на нагрузке относительно уровня нерегулируемых ячеек 1, который выбирается равным половине полного диапазона изменения выходного напряжения и сумме всех ЭДС регулируемых ячеек 2 и 3. При нулевых уровнях напряжения на всех выходах счетчика

22 ЭДС регулируемых ячеек вычитаются из опорного уровня и результирующее напряжение на нагрузке равно нулю.

При единичных уровнях на всех выходах счетчика 22 ЭДС всех ячеек суммируются, а напряжение на нагрузке в два раза превышает опорный уровень.

Нарастание кода на выходе двоичного реверсивного счетчика 22 вызывает рост напряжения на нагрузке до тех пор, пока его код на выходе аналого-цифрового преобразователя 17 не сравняется с кодом цифрового задатчика и логические нули на обоих выходах цифрового компаратора 18 запретят прохождение импульсов с генератора 21 на счетные входы счетчика

22. Если код задатчика меньше кода выходного напряжения, логическая единица на втором выходе цифрового компаратора разрешает прохождение импульсов генератора 21 через элемент И 20 на вход обратного счета счетчика 22. Аналогично указанному это приводит к уменьшению напряжения на нагрузке до величины, при которой его код совпадает с кодом цифрового эадатчика.

Таким образом, напряжение на нагрузке отслеживает код цифрового за5

50 датчика. Использование многозонной импульсной модуляции позволяет реализовать качественное воспроизведение сигнала цифрового задатчика при высоких энергетических и минимальных массогабаритных показателях.

Возможность применения цифрового задатчика в замкнутой системе регулирования упрощает решение вопросов временной и температурной стабильности задающего сигнала, его помехоустойчивость передачи по линии связи.

Аналого-цифровой преобразователь может быть вынесен непосредственно на нагрузку и использоваться как датчик сигнала обратной связи. При этом решается задача гальванической развязки между силовыми цепями и схемой управления (например, за счет применения оптронных пар) и помехоустойчивой передачи сигнала обратной связи. Двоичный реверсивный счетчик выполняет роль интегратора сигнала ошибки. При этом статическая ошибка регулирования не превышает единицы младшего разряда цифрового задатчика.

Формула изобретения

Преобразователь напряжения с многозонной импульсной модуляцией по авт.св. Р 1051685, о т л и ч а ю— шийся тем, что с целью повышения помехоустойчивости и расширения функциональных возможностей, формирователь кода управляющего сигнала содержит аналого-цифровой преобразователь, цифровой компаратор, два элемента И, генератор импульсов и двоичный реверсивный счетчик, причем один вход цифрового компаратора предназначен для подключения к цифровому задатчику напряжения, другой вход через аналого-цифровой преобразователь предназначен для подключения к нагрузке, выходы цифрового компаратора через элементы И подключены соответственно к входам прямого и обратного счета двоичного реверсивного счетчика, выходы которого образуют выходы формирователя кода управляющего сигнала, вторые входы элементов И объединены и подключены к генератору импульсов. 343521

Составитель В.Бунаков

Техред Л.Сердюкова Корректор H.!Ïàðoøè

Редактор И.Шулла

Заказ 4835/55 Тираж 659 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãoðîä, ул.Проектная, 4