Цифровое устройство для управления широтно-импульсным преобразователем

 

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в широтно-импульсных преобразователях для стабилизации выходного напряжения. Целью изобретения является повышение точности регулирования выходного напряжения. Устройство содержит задающий генератор 1, двоичный счетчик 2, блоки сравнения кодов 3 и 6, реверсивный счетчик 4, цифроаналоговый преобразователь 7, компаратор 8, блок формирования широтно-модулированных импульсов 5. Все узлы устройства синхронизируются одним задающим генератором, что позволяет уменьшить уровень дискретизации и повысить точность регулирования выходного напряжения. 3 ил.

СО1ОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСН ИХ

РЕСПУБЛИК

А1

„„SU„„157 2 (1) Н 02 М 5 257

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К AB ГОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4244494/24-07 (22) 27.03.87 (46) 30.06.90. Бюл. ¹ 24 (72) О.Л.Беляев (53) 621.316.727(088.8) (56) Патент СИА № 4095165, кл. G 05 F 1/56, 1979.

Авторское свидетельство СССР

М 748783, кл. Н 02 M 7/12, 1978. (54) ЦИФРОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ (57) Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в широтно-импульсных пре2 обраэователях для стабилизации выходного напряжения, Целью изобретения является повышение точности регулирования выходного напряжения. Устройство содержит задающий генератор 1, двоичный счетчик 2, блоки 3 и 6 сравнения кодов, реверсивный счетчик 4, цифроаналоговый преобразователь 7, ком- . паратор 8, блок 5 формирования широтно †модулированн импульсов. Все узлы устройства синхронизируются одним задающим генератором, что позволяет уменьшить уровень дискретизации и по-. высить точность регулирования выходного напряжения. 3 ил.

1575276

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в широтно-импульсных преобразователях напряжения для стабилизации величины их выходного напряжения.

Целью изобретения является повышение надежности устройства.

На фиг 1 приведена структурная схема цифрового устройства для управления широтно-импульсным преобразователем; на фиг.2, 3 — осциллограммы на" пряжений в различных точках схемы.

Цифровое устройство для управления широтно-импульсным.преобразоватеf5 лем содержит задающий генератор I двоичный счетчик 2, содержащий (и+К+1i разрядов, первые и разрядов которого подключены к одним входам первого блока 3 сравнения, реверсинный счетчик 4, выходы которого подключены к другим входам блока 3 сравнения, блок

5 формирования широтно-модулированных импульсов, второй блок 6 сравнения кОЦОВ к Одним входам которого под 25 ключены К...(n+K) разрядов двоичного счетчика, на другие входы подается цифровой код задания уровня выходного сигнала, цифроаналоговый преобразователь 7, входы которого подключены к К..„(п+К) разрядам двоичного счетчика, компаратор 8, на первый вход которого подано выходное напря жение преобразователя, а второй вход соединен с выходом цифроаналогового преобразователя, D-триггеры 9, 10, информационные входы которых подключены к (п+К,I)-му разряду двоичного счетчика, а синхрониэирующие входы соединены с выходом второго блока сравнения, один непосредственно, другой через инвертор, первый и второй элементы 2-4И-2ИЛИ-НЕ 11, 12, первый,, второй и третий инверторы 13 — 15.

Блок 5 формирования широтно-модулированных импульсов содержит D-триггер, два элемента 2И и элемент HE., Синхронизирующий вход D-триггера соединен с блоком 3 сравнения, информационный — с (и+1) разрядом двоичного

50 счетчика 2.

Цифровое устройство для управления широтно-импульсным преобразователем работает следующим образом.

В исходном состоянии в реверсивном счетчике 4 записано любое число 1, Им-55 пульсная последовательность с генератора 1 поступает на счетный вход двоичного счетчика 2, циклически увеличивая в Hpм текущее значение числа от 0 до 2 "+ . Периодически при совпадении числа, записанного в реверсивном счетчике 4, и числа, определяемого первыми разрядами двоичного счетчика 2„ блок 3 сравнения кодов формирует импульс, поступающий на вход блока 5 формирования широтно-модулированньгх импульсов (фиг.2б). На вход D блока 5 формирования широтномодулиронанных импульсов поступает импульсная последовательность с выхода (n+1) двоичного счетчика 2 (фиг.За).

На фиг„Зг изображен инвертированный сигнал нхР". Переключение состояний выходов D-триггера (фиг.Зв,е ) происходит с задержкой, величина которой определена моментом прихода импульсов из блока 3 сравнения кодов (фиг„Зб), который, н свою очередь, определяется состоянием 1 реверсивного счетчика 4. Импульсы длитейьностью, задаваемой числом 1, сдвинутые отно: сительно друг друга на 180 по фазе для управления широтно-импульсным преобразователем, формируются на выходах первого и второго элементов 2И (фиг.Зд,ж).

Второй блок 6 сравнения кодов формирует на выходе импульс переключения (фиг.2г) н моменты совпадения кодовой комбинации на выходах К...(п+К) разрядов двоичного счетчика 2 с.кодовой комбинацией задания уровня. IIeредкий фронт импульса переключения изменяет состояние D-триггера 9 на противоположное (фиг,2д,е) в соответствии с состоянием (и+К+1) разряда счетчика 2 (фиг.2и). Переключение

D-триггера 10 происходит с задержкой (фиг.2л,м) на величину длительности импульса переключения, так как импульс переключения поступает на синхронизирующий вход D-триггера 10 через иннертор 1О через инвертор 14 (фиг.2к).

Длительность импульса переключения определяет зону нечувствительности преобразователя. Цифроаналоговый преобразователь 7 формирует на выходе ступенчато возрастающее напряжение (фиг,2а), количество уровней дискретизации которого равно количеству уровней дискретизации выходного напряжения преобразователя. Прямой линией на фиг.2а обозначен уровень выходного напряжения.

5 15

На выходе компаратора 8 уровень сигнала переходит из "0" в "1", когда уровень ступенчато возрастающего напряжения превышает уровень выходного напряжения преобразователя (фиг,26), Импульсная последовательность (фиг.2ж) появляется на выходах элементов 2-4И-2ИЛИ-НЕ I 1,,!2 в зависимости от состояния выхода (и+К+i) разряда двоичного счетчика 2 в следующих случаях: при состоянии "0" (и+К+!) разряда (фиг.2н)„ если совпадают единичные состояния на выходе компаратора 8 и на прямом выходе D.— триггера 9 (фиг.2б,д), тогда импульсы появляются на выходе элемента 2-4И-2ИЛИ-НЕ Il (фиг.2з); если совпадают едини ные состояния на выходе первого инвертора 13 (фиг.2в) и инверсном выходе D-триггера 10 (фиг.2м), то появляются импульсы на выходе элемента !2 (фиг.2н); при состоянии "!" (n+K+I) разряда счетчика 2, если совпадают единичные состояния на выходе компаратора 8 (фиг.26) и на инверсном выходе D- триггера 9 (фиг.2е), импульсы появляются на выходе элемента 11 (фиг.2з), а если единичные состояния совпадают. на выходе первого инвертора 13 (фиг.2в) и на прямом выходе D-триггера 10 (фиг.2л), импульсы появляюгся на выходе элемента 12 (фи".2í).

Появление сигнала "1" на выходе компаратора 8 характеризуется тремя возможными состояниями, l. Сигнал "1" с выхода компаратора 8 поступает в момент прохождения импульса переключения (фиг.26, г,к). Это означает, что выходное напряжение находится в пределах зоны нечувствительности, что соответствует номинальной его величине и регулировка,не требуется. В этом случае

D"òðèããåð 9 переключается раньше (фиг.2д,е), à D-триггер 10 (фиг.2л,м) позже момента появления на выходе компаратора 8 "1" и на выходах элементов 11 и 12 не совпадают единичные сигналы. На реверсивный счетчик 4 не поступают сигналы изменения числа, 2. Сигнал "!" с выхода компаратора 8 (фиг.26) появляется позже заднего фронта импульса переключения. Это соответствует выходному напряжению преобразователя выше нормы и требуется уменьшение длительности импульсов управления преобразователя. В этом

75276

5 !

0 !

ЗО

Технико-экономический эффект от применения изобретения заключается в увеличении точности регулирования выслучае с момента переключения D-триггера 10 (фиг.2л,м) до появления "1" с выхода компаратора (фиг.2б,в) на входах элемента 12 формируются сигналы разрешения прохождения импульсов регулирования (фиг.2н) на вход обратного счета реверсивного счетчика 4, При этом количество импульсов регулирования соответствует тому количеству уровней дискретизации, на которое отклонилось выходное напряжение преобразователя от верхней границы эоны нечувствительности. Число 1 реверсивного счетчика и длительность импульсов управления преобразователем уменьшаются, Выходное напряжение преобразователя снижается до верхней границы эоны чечувствительности.

3. Сигнал "l" с выхода компаратора 8 приходит раньше появления импульса переключения (фиг.2г). Это означает, что величина выходного напряжения преобразователя вышла за границу нижней зоны нечувствительности. В этом случае с момента появления "1" на выходе компаратора 8 до момента переключения D-триггера 9 (фиг.2д,е) передним фронтом импульса переключения (фиг.2г) на выходах элемента !1 сформированы сигналы разрешения прохождения импульсов (фиг.2ж) на вход прямого счета реверсивного счетчика

4 (фиг.2з). Число 1 и длительности импульсов управления увеличиваются.

Выходное напряжение возрастает до нижней границы зоны нечувствительности.

Длительность импульсов управления преобразователя, а следовательно, и выходное напряжение преобразователя с од ержи т " уровней дискр етиз ации.

Контроль уровня выходного напряжения и коррекция числа 1, записанного в реверсивном счетчике 4, осуществляется по циклу, длительность которого должна определяться характеристикой выходного фильтра преобразователя. В предлагаемом устройстве условие устойчивости определяется следующим соотношением для частоты среза выходного фильтра f р преобразователя и индекса K двоичного счетчика: f cp )

) зг

2" "

1575276 ходного напряжения и надежности источников электропитания.

Формула и з о б р е т е н и я

Цифровое устройство для управления широтно-импульсным преобразователем, содержащее задающий генератор, выход которого подключен к счетному входу двоичного счетчика, содержащего (n+

+К+1) разрядов, а выход связан с первыми входами первого блока сравнения кодов, реверсивный счетчик, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено вторым блоком сравнения кодов, компаратором, цифроаналоговым преобразователем, первым, вторым и третьим элементами НЕ„ первым и вторым элементами 2-4И-2ИЛИ-НЕ, первым и вторым

D-триггерами, блоком формирования широтно-модулированных импульсов с Dи С-входами, причем (1...n) выходы двоичного счетчика подключены к пер- 25 вым входам первого блока сравнения кодов, {К...п+К) выходы двоичного счетчика подключены к первым. входам второго блока сравнения кодов и входам цифроаналогового преобразователя, ЗО подключенного выходом к первому входу компаратора, соединенного выходом с третьим и седьмым входами первого элемента 2-4И-2ИЛИ-НЕ и через первый элемент НЕ с третьим и седьмым входа- З ми второго элемента 2-4И-2ИЛИ-НЕ,первый и пятый входы которого объединены и соединены с первым и пятым входами первого элемента 2""4И-2ИЛИ-НЕ и выходом (К-1), двоичного счетчика, 4О выходы элементов 2-4И-2ИЛИ-НЕ соединены соответственно с входами прямого и обратного счета реверсивного счетчика, выход второго блока сравнения кодов подключен к С-входу первого D-триггера и через второй элемент НЕ с С-входом второго D-триггера, D-входы первого и второго В-триггеров объединены и соединены с (n+

+К+1).выходом двоичного счетчика, с вторыми входами элементов 2-4И-2ИЛИНЕ и через третий элемент НЕ с восьмым входом первого и второго элементов 2-48-2ИЛИ-НЕ, прямой и инперсный выходы первого D-триггера подключены соответственно к шестому и четвертому входам первого элемента

2-4И-2ИЛИ-НЕ, прямой и инверсный выходы второго D-триггера подключены соответственно к четвертому и шестому входам второго элемента 2-4И-2ИЛИHF., D-вход блока формирования широтно-модулированных импульсов подключен к (n+1) выходу двоичного счетчика, С-вход блока формирования широтно-модулированных импульсов соединен с выходом первого блока сравнения кодов, второй вход второго блока сравнения кодов предназначен для подключения к источнику кода задания уровня, второй вход компаратора предназначен для подключения к выходу преобразователя, блок формирования широтно-модулированных импульсов содержит третий D-триггер, первый и второй элементы И, четвергый элемент HE при этом первые входы первого и второго элементов И подключены к прямому и инверсному входам третьего D-триггера, второй вход первого элемента И подключен к D"âõîду третьего D-триггера через четвертый элемент НЕ,а второй вход второго элемента И вЂ” непосредственно, вход

С третьего D-триггера образует С-вход блока формирования широтно-модулированных. сигналов, вход D образует

D-вход этого блока, а выходы элементов И вЂ” выходы этого блока.

1575276

1575276

8 дих

МИ иг.

Составитель В.Бунаков

Редактор М.Циткина Техред М.Дидьпс Корректор М.Кучерявая

Заказ 1790 Тираж 495 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открьггиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101