Цифровое устройство управления широтно-импульсным преобразователем

 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в, мощных ключевых преобразователях постоянного и переменного тока с синусоидальным выходным сигналом. Изобретение расширяет диапазон изменения кратности минимальной и максимальной длительности импульсов выходного сигнала . Устройство содержит задающий генератор 1 импульсов, счетчик 2 импульсов , делитель 3 частоты, триггеры 4 и 5, реверсивные счетчики 6 и 7, вычитающие счетчики 8 и 9. Введение в устройство двух вычитающих счетчиков, второго триггера и делителя частоты позволяет изменить кратность минимальной и максимальной длительностей импульсов выходного сигнала в широких пределах, что позвол яет использовать устройство в преобразователях напряжения. При этом амплитуда выходного сигнала мощного преобразователя точно регулируется управляюш11м кодом путем изменения кратности длительностей выходных импульсов. 1 ил. И (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) Ai (51) 4 H 03 К 7/08

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4106250/24-21 (22) 26.05.86 (46) 23. 07,88. Бкп. Ф 27 (71) Уфимский авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (72) О.Л.Рыжиков, И.M.Гарифуллин, В.И.Шарабыров и В.10.Карпов (53) 621.374(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

И 601816, кл. Н 03 К 7/08, 02. 11. 76.

Авторское свидетельство СССР

У 415795, кл, Н 03 К 7/08, 16.08.71. (54) ЦИФРОВОЕ УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ

ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ (57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в, мощных ключевых преобразователях постоянного и переменного тока с синусоидальным выходным сигналом. Изоб— ретение расширяет диапазон изменения кратности минимальной и максимальной длительности импульсов выходного сигнала. Устройство содержит задающий генератор 1 импульсов, счетчик 2 импульсов, делитель 3 частоты, триггеры 4 и 5, реверсивные счетчики 6 и 7, вычитающие счетчики 8 и 9. Введение в устройство двух вычитающих счетчиков, второго триггера и делителя частоты позволяет изменить кратность минимальной и максимальной длительностей импульсов выходного сигнала в широких пределах, что позволяет использовать устройство в мощных преобразователях напряжения. При этом амплитуда выходного сигнала мощ— ного преобразователя точно регулируется управляющим кодом путем изменения кратности длительностей выходных импульсов. 1 ил.

1411960

Изобретение относится к импульс( ной технике и может быть использовано в мощных ключевых преобразователях постоянного и переменного тока с си5 нусоидальным выходным сигналом.

Цель изобретения — расширение диапазона изменения кратности ипималь— ной и максимальной длительностей импульсов выходного сигнала.

На чертеже представлена функциональная схема цифрового устройства ! управления широтно-импульсным преоб разователем.

Устройство содержит задающий генератор 1 импульсов, счетчик 2 импульсов, делитель 3 частоты, триггеры 4 и 5, реверсивные счетчики 6 и 7, вычитающие счетчики 8 и 9, при этом выход задающего генератора .1 импульсов соединен с входом счетчика 2 импульсов, счетными входами реверсивных счетчиков 6 и 7 и счетными входами вычитающих счетчиков 8 и 9„ входы управления предустановкой которых 25 соединены с выходом счетчика 2 импульсов, входом делителя 3 частоты и первыми входами триггеров 4 и 5, инверсный выход триггера 4 подключен ! к входу направления счета реверсивно- 30 го счетчика 6, информационные входы которого соединены с шиной управляющего сигнала, вход управления предустановкой — с одноименным входом реверсивного счетчика 7 и выходом делителя 3 частоты, а выходы старших разрядов — с информационными входами вычитающего счетчика 8, выход переполнения которого соединен с вторым входом триггера 5, прямой выход кото- 40 рого соединен d выходной шиной и входом направления счета реверсивного счетчика 7, информационные входы которого соединены с нулевой шиной, а выходы старших разрядов — с информаци45 онными входами реверсивного счетчика 9, выход переполнения которого соединен с вторым входом триггера 4.

Цифровое устройство управления широтно-импульсным преобразователем работает следующим образом.

Обозначим состояния реверсивных счетчиков 6 и 7 целыми числами U и U, равными числу импульсов задающего генератора 1, необходимых для приведения счетчиков в это состояние к- к-! из начального, т. е, -2 а U, U (2

1! где К вЂ” разрядность реве сивных счетчиков. Счетчик 2 импуль ов формирует короткие импульсы с частотой следова-( ния f =2 f где f — частота задают щего генератора, 1 — разрядность счетчика 2 импульсов, равная разрядности вычитающих счетчиков 8 и 9. Каждый импульс с выхода счетчика 2 устанавли— вает триггеры 4. и 5 в нуль и произво— дит предустановку счетчиков 8 и 9.

Обозначают текущий номер следования этих импульсов п, тогда в счетчик 8 записываются 1 старших разрядов числа

И „(и) и через интервал времени (n)=(2 +U„(n) j/(2 f) (1) на выходе счетчика 8 формируется импульс, переключающий триггер 5 в состояние единицы, в котором он пребывает в течение времени (n)=(2 -U„(n) )/(2 f) (2) до прихода импульса n+1.

Изменение состояния счетчика 7 за промежуток времени между импульсами и п+1 обозначим

aU<(n) U (и+1)-U<(n), тогда (-к

gU (и) =f (i (и) — "1 (п) 3=2 U (n), 2 ! !(! поскольку интервал времени он ра-! ботает в режиме сложения, а интервал в режиме вычитания.

В отличие от (3) изменение состояния счетчика 6 описывается формулой . (-к+

Q U„(n) =-2 Ug (и), (4) поскольку направление счета меняется сигналом с инверсного выхода триггера 4.

Берут разность первого порядка от обеих частей уравнения (3) (-к+! ь 2U (n) =2 aU (n) и подставляют в него уравнение (4), получают (-к (n) +4 U (п) =О. (5)

Это уравнение представляет собой уравнение движения колебательного звена в дискретной форме, переходя к пределу Йц - о при!Ы =сопя имеют

j2 V (t) — — ----+>U (е.) =О 2 ! (6) (-к!! где !) — угловая скорость и сд =2

Решение этого уравнения представляет собой закон изменения внутреннего состояния реверспвных счетчиков:

1411960 (7) ВНИИПИ Заказ 3672/55 Тираж 928" Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 2( где А — код амплитуды сигнала.

Поскольку интервалы времени и, характеризуемые состоянием триг-

1 гера 5, зависят от U, по формулам (1 и 2), то их величины оказываются модулированными по синусоидальному закону, а сигнал с выхода триггера 5 после усиления может быть подан на управляющий вход преобразования, работающего с двухполярной ШИМ с несущей частотой f,„=2 Г и выходным синусоидальным напряжениям частотой Й

=2 и /Л. 15

Для того, чтобы погрешность, связанная с усечением при выполнении вычислительных операций в счетчиках с ограниченнои разрядностью, не накапливалась, а также для управления амплитудой выходного сигнала в устройство введен делитель 3 частоты с к-1 коэффициентом деления близким к л 2

Выходные импульсы этого делителя, следующие с частотой выходного си- 25 нусоидального напряжения, поступают на,входы управления предустановкой реверсивных счетчиков 6 и 7 и тем самым устанавливают начальные состояния счетчиков соответственно в "1" и "0", после чего в течение периода отрабатывается синусоидальное колебание, по истечение периода операция установки начальных состояний реверсивных счетчиков повторяется, что обеспечивает стабилизацию амплитуды выходного сигнала и возможность управления амплитудой выходного сигнала от источника кода амплитуды.

Таким образом, введение в цифровое @ устройство управления широтно-импульсным преобразователем двух вычитающих счетчиков, второго триггера и делителя частоты позволяет изменять кратность минимальной и максимальной дли- 45 тельностей импульсов выходного сигнала в широких пределах, в том числе и по синусоидальному закону, что благоприятно сказывается при использовании устройства в мощных преобразова50 телях напряжения, при этом амплитуда выходного сигнала мощного преобраэователя достаточно просто и точно регулируется управляющим кодом, изменяя кратность длительностей выходных импул ьс ов.

Формула изобретения

Цифровое устройство управления широтно-импульсным преобразователем, содержащее соединенные последователь- . но задающий генератор импульсов, первый счетчик импульсов и первый триггер, прямой выход которого соединен с выходной шиной, второй счетчик импульсов, информационные входы которого соединены с шиной управляющего сигнала, и третий счетчик импульсов, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона изменения кратности длительности импульсов выходного сигнала, в него дополнительно введены делитель частоты, два вычитающих счетчика импульсов и вто— рой триггер, первый вход которого соединен с выходом первого счетчика импульсов, входом делителя частоты и входами управления предустановкой обоих вычитающих счетчиков импульсов, счетные входы которых соединены с выходом задающего генератора импульсов и счетными входами второго и третьего счетчиков импульсов, при этом вход направления счета второго счетчика импульсов соединен с инверсным выходом второго триггера, а выходы его старших разрядов — с информационными входами первого вычитающего счетчика импульсов, выход переполнения которого соединен с вторым входом первого триггера, прямой выход которого соединен с входом направления счета третьего счетчика импульсов, вход управления предустановкой которого соединен с одноименным входом второго счетчика импульсов и выходом делителя частоты, информационные входы соединены с шиной нулевого кода, выходы старших разрядов — с информационными входами второго вычитающего счетчика, выход переполнения которого соединен с вторым входом второго триггера.