Программируемый преобразователь напряжения произвольной формы в напряжение требуемой формы

(и)э Н 02 М 5/27 ОБ ТЕ АВТОРСКО В ЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ О ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ РИ ГКНТ СССР(71) Киевский политехнический институт им.50=летия Великой Октябрьской социалистической революции(56) Авторское свидетельство СССРЬВ 505104, кл, Н 02 М 7/48, 1971.Егоров В.А., Кисляков Ю.В., Обухов С.Г;Регулирование и стабилизация выходногонапряжения инвертора напряжения. /8 кн.Современные задачи преобразовательнойтехники. - Киев, изд-во ИЗД АН УССР, 1975,с. 4, с, 157-1.65.Патент СШАМ 3473039, кл. 307-11, 1977.Патент СШАВ 3697768, кл. 307-31, 1978.Заявка ВеликобританииЬЬ 1288741, кл, Н 02 3/12,Заявка ФранцииМ 2178806, кл. Н 02 Р 13/00, 1973,Заявка ФРГМ 1513228, кл. Н 02 Р 13/20; 1974.Авторское свидетельство СССРМ 813629, кл, Н О 2 М 5/27, 1981. Гусев С.И Сенько ВМСмирнов В.С., Торапчинов Ю,К. Принципы построения прецизионных преобразователей с программируемой формой выходного напряжения. - Техническая электродинамика, Киев: "Наукова Думка"; 1980, вып. 5, с. 59-56.Авторское свидетельство СССР ЬЬ 972650, кл, Н 02 М 5/27, 1982.Авторское свидетельство СССР В 1019566, кл. Н 02 М 5/27, 1983.(54) ПРОГРАММИРУЕМЫЙ ПРЕОБРАЗО" ВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ ПРОИЗВОЛЬНОЙ ФОРМЫ В НАПРЯЖЕНИЕ ТРЕБУЕМОЙ ФОРМЫ(57) Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано ф в преобразовательных установках с кваэисинусоидальным выходным напряжением, в контрольно-испытательной аппаратуре, в технике звукового вещания для передачи, воспроизведения и усиления сигналов звукового диапазона, для преобразования. напряжения одной частоты в другую с заданной формой выходного напряжения, Целью изобретения является расширение функциональных возможностей преобразователя при повышенном качестве выходного напряжения, Программируемый17 11303 л ажймылюуу меряным юилятфау 1 Ф.фьйау ржЬюае1711303 и и Составитель И, СенькоТехред М,Моргентал Корректор С. Шевкун ла едак 347 Тираж ПодписноеИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открыти113035, Москва, Ж, Рауаская наб 4/5 при ГКНТ СС Произ ственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1011711303 5 10 15 20 35 40 преобразователь содержит последовательно соединенные модулятор 1, амплитудный квантователь 2 и демодулятор 3, а также блоки 4 - 15 управления этими узлами, Преобразователь обеспечивает получение высококачественного выходного напряжения требуемой формы при питании преобразователя от источника либо постоянного, либо пере 1 енного напряжения, При этом Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может быть использовано в преобразовательных установках с квазисинусоидальным выходным напряжением для стабилизированного прецизионного электропривода, в контрольно-испытательной аппаратуре с произвольной формой выходного сигнала, в технике звукового вещания для передачи, воспроизведения и усиления сигналов звукового диапазона, для преобразования напряжения (например, при построении быстродействующих регуляторов сетевого напряжения, при построении источников вторичного электропитания, предназначенных для прецизионных частотно-управляемых, особенно низкоскоростных, электроприводов, телеметрии и звукозаписи. а также в качестве выпрямителей с малым уровнем пульсаций, что особо важно в случае однофазной питающей сети, и конверторов), обеспечивая во всех случаях высокое (требуемое) качество преобразованной электроэнергии и хорошие массогабаритные показатели при питании не только от сети переменного тока (даже если форма напряжения сети искажена),Известны преобразователи постоянного напряжения в переменное, содержащие блок управления и блоки силовых ключей и позволяющие формировать и стабилизировать квазисинусоидальное. напряжение с определенным гармоническим составом.В подавляющем большинстве случаев преобразователи переменного напряжения в переменное имеют КПД, не превышающий 25-30 о, а с учетом необходимости стабилизированного источника постоянного тока эта величина еще меньше, К недостаткам этих устройств следует отнести необходимость использования выходных энергетических фильтров. Малые фильтры не обеспечивают качество выходного сигнала, увеличение фильтров обеспечивает качество, но при этом инерционность фильтрации неизбежно ведет к потере информации,обеспечиваются быстродействующая стабилизация и широкодиапаэонное регулирование величины и частоты выходного напряжения беэ изменения его гармонического состава, причем на программном уровне, что достигается за счет введения анализатора 4 напряжения питания и функционального формирователя 5 управляющего кода. 2 э.п.ф-лы, 7 ил,К недостаткам схемы инвертора относятся невозможность регулирования частоты выходного напряжения в широком диапазоне и невозможность получения низких и инфранизких частот выходного напряжения, что необходимо в устройствах прецизионного электропривода аппаратуры магнитной записи, так как инверторные ячейки имеют трансформаторный выход, Стабилизация выходного напряжения вдругом инверторе осуществляется путем измерения величины напряжения основной гармонической составляющей выходного напряжения и запоминания этой величины на время следующего периода, в котором поступившее воздействие отрабатывается системой управления таким образом, что возмущающее воздействие отрабатывается устройством лишь через период выходного напряжения, что приводит к существенному снижению быстродействия и точностистабилизации, особенно на низ- ких частотах,Задержка отработки возмущающего воздействия неизбежно приведет к искажению формы выходного напряжения, т.е. ухудшению его гармонического состава. Искажения формы могут быть довольно существенными, например, при "сбросе" и "набросе" нагрузки, что в ряде случаев совершенно недопустимо, К недостаткам известных инверторов следует отнести сравнительно низкое быстродействие стабилизации напряжения, вызванное необходимостью выделения основной гармоники выходного напряжения и использования ее для получения пропорционального ей напряжения, сравниваемого с эталонным напряжением, что возможно только по окончании по меньшей мере одного периода выходного напряжения. Кроме того, в процессе регулирования (стабилизации) выходного напряжения имеет место значительное изменение относительного содер 45 жания гармонических составляющих.Изменение гармонического состава может быть недопустимо большим для точной аппаратуры). Это объясняется значительнымвлиянием формы кривой напряжения (тока)питания двигателя на величину. колебаниймгновенной скорости вращения двигателя,являющейся одним из важных параметров 5такого привода. Таким образом, в статорнойобмотке двигателя необходимо формировать синусоидальное воздействие,Особенно высоки требования к равно-мерности скорости вращениявала при питании двигателя напряжения низкой иинфранизкой частот (доли Гц), Использование инверторов с ШИМ выходного напряжения также йе всегда рационально, так как,во-первых, при ШИМ напряжения питания 15двигателя имеет место глубокое изменениегармонического состава, во-вторых, можетпроявляться докретность привода на низких частотах, Г 3 римейение на выходе системы фильтров для подавления высших 20гармоник и использования принципа слежения за формой выходного сигнала не всегдацелесообразйо, так как в системе преобразователь-двигатель может возникнуть явление конденсаторного самовозбуждения, 25которое проявляется в виде устойчивых автоколебаний и "застревании" двигателя наскорости, не соответствующей частоте йапряжения питания.Применение механических фильтров 30маховиков) также нецелесообразно, так каксуществейно ухудшается динамика системы. Таким образом, наиболее предпочтительным в устройствах точной магнитнойзаписи является формирование ампаитудно-модулированного напряжения питаниядвигателя.Кроме того, . рассмотренныепреобразователи не позволяют программировать Форму выходного сигнала или закон управления приводом и не обладают 40возможностью совместной работы.с ЭВМ.К недостаткам такого преобразователяследует отнести неудовлетворительныемассогабаритные показатели, обусловленные наличием ряда источников постоянного 45напряжения, недостаточно высокюе точность и быстродействие стабилизации,обусловленные задержкой отработкй воз-действия,К недостаткам известного преобразователя следует отнести отсутствие стабилизации выходного напряжения иобусловленное этим непостоянство гармонического состава, а также возможностьработы топько от источника постоянного 55тока, хотя и обеспечивается получениевысококачественного напряжения произ-вольной формы при малом числе ключевыхэлементов и хороших массогабаритных показателях,К недостаткам другого преобразователя относятся существенная зависимостьточности стабилизации от диапазона регулирования выходного напряжения, обусловленная неизменностью шага квантованияаналого-цифрового блока, а также невысокаяточность стабилизации, что при изменениивыходного напряжения под действием дестабилизирующих факторов в широких пределах приводит к потере устойчивостипреобразователя,Ключевые усилители, использующиепоинципы импульсно-кодовой модуляции и. содержащие амплитудный квантователь,обеспечивают высокое качество выходногосигнала при малом числе ключевых элементов, но предполагают наличие ряда источников постоянного тока, что резко ухудшаетмассо-габаритные показатели устройства.Из известных схемных решений наиболее близким по технической сущностиявляется преобразователь постоянногонапряжения в переменное программируемойформы с БУ, содержащий последовательносоединенные модулятор, амплитудный квантователь, демодулятор с управляемымиключевыми элементами. Квантователь выполнен в виде двух групп последовательносоединенных по выходу силовых ячеек,каждая из которых представляет собой замкнутую цепь из последОвательно соединенной обмотки транформатора и двухключевых элементов, силовые электродыодного из которых образуют выходы ячеек. Кроме того; устройство содержит блокуправления ключевыми элементами модулятора одной иэ групп силовых ячеекквантователя и демодулятора, измерительный выпрямитель, входом подключенный квыходу демодулятора, аналого-цифровойблок, входом подключенный к выходу измерительного выпрямителя, а также последовательно соединенные масштабирующийумножитель, вычитатель, сумматор, компенсирующий сумматор, делитель, регулирующий умножитель, выход которогопоразрядно связан с управляющими электродами другой группы силовых ячеек амплитудного квантователя, при этом другойвход сумматора подключен к его выходу, адругие входы вычитателя, компенсирующего сумматора, делителя соединены между собой.Укаэанный преобразователь может питаться только постоянным напряжением,что ограничивает его функциональные возможности.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей преобразователя при повышенном качестве и постоянствегармонического состава его выходного напряжения,Поставленная цель достигается тем, что в программируемый преобразователь напряжения произвольной Формы в напряжение требуемой формы, содержащий последовательно соединенные модулятор, амплитудный квантователь, демодулятор, выполненные на управляемых ключевых элементах с двусторонней проводимостью, блок управления, выходы которого подключены к управляющим входам ключевых элементов модулятора и демодулятора, а также последовательно соединенные измерительный выпрямитель, вход которого соединен с выходом демодулятора. аналого-цифровой блокмасштабирующий умножитель, вычитатель, сумматор, компенсирующий сумматор, делитель и регулирующий умно- житель, выход которого подключен к управляющим входам первой группы силовых ячеек амплитудного квантователя, причем вторые входы вычитателя, компенсирующего сумматора и делителя соединены с управляющим входом второй группы силовых ячеек амплитудного квантователя, а. второй вход сумматора соединен с его выходом, дополнительно введены Функциональный Формирователь управляющего. кода, анализатор напряжения питания, причем вход анализатора напряжения питания подключен к входу модулятора, а выход - к одному из информационных входов функционального формирователя управляющего кода, на второй информационный вход которого подключен информационный выход блока управления,.а выходсоединен с управляющими входами второй группы силовых ячеек амплитудного квантователя, а также синхронизатор, подключенный к синхронизирующим входам анализатора напряжения питания; функционального Формирователя управляющего кода и блока управления. Поставленная цель достигается также тем, что функциональный Формирователь управляющего кода содержит цифровой делитель, входы которого являются входами Функционального формирователя управляющего кода, а также два оперативных запоминающих устройства и блок ИЛИ, выход которого является выходом функционального Формирователя управляющего кода, и ричем адресные входы оперативных запсминающих устройств, как и: информационные входы, соединены поразрядно между со 5 ой, а выход цифрового делителя подключен к информационным входам оперативного запоминающего устройства, выходы которого соединены с входом блока ИЛИ, Анализа г 5 102025 тор напряжения питания содержит последовательно соединенные измерительный выпрямитель, пиковый детектор, аналогоцифровой блок, выход которого подсоединен к информационным входам двух оперативных запоминающих устройств, и блок ИЛИ, выход которого является выходом анализатора напряжения питания, причем второй вход аналого-цифрового блока соединен с выходом измерительного выпрямителя, аадресные входы оперативных запоминающих устройств, как и информационные входы, соединены поразрядно между собой. Известные преобразователи данного типа позволяют получить выходное напряжение высокого качества только при постоянном напряжении питания, что ограничивает функциональные возможности преобразователей, а следовательно существенно сужает область их применения, а известные преобразователи, питающиеся переменным напряжением, имеют .блок преобразования переменного напряжения в постоянное выпрямитель со сглаживающим фильтром), причем при искажениивходного переменного. напряжения резко ухудшается качество выходного напряжения преобразователя; 8 предлагаемом преобразователе, благодаря введению новыхблоков и связей, возможно питание напряжением произвольной Формы без блокапреобразования переменного напряжения в постоянное, причем выходное напряжение преобразователя имеет повйшенное качество и постоянный гармонический составнезависимо от формы и полярности входного напряжения.На фиг. 1 представлена блок-схема программируемого преобразователя напря жений произвольной Формы в напряжениетребуемой Формы; на фиг, 2 - 5 - Функциональные схемы, соответственно, амплитудного квантователя, анализатора напряженияпитания, функционального формирователяуправляющего кода и блока управления;на фиг,6 и 7-диаграммы напряжения, иллюстрирующие работу программируемого преобразователя напряжения произвольной формы в напряжение требуемой формы.50 .Программируемый преобразователь напряжения произвольной Формы е напряжение требуемой формы (фиг. 1) содержит последовательно соединенные модулятор 1, амплитудный квантователь 2, демодулятор 3 на управляемых.ключевых элементахс двусторонней проводимостью, анализатор 4 напряжения питания, вход которого подключен к входу программируемого преобразователя, а выход - к одному из информационных входов функционального10 20 30 40 45 50 равляющего кода поступает на управляюмутационной функции;К = О.вых/О вх,Формирователя 5 управляющего кода, второй информационный вход которого соединен с информационным выходом блока 6 управления, причем выход функционального формирователя 5 управляющего кода подключен к управляющим входам второй группы силовых ключей амплитудного квантователя 2, а выход блока 6 управления подключен к управляющим входам модулятора 1 и демодулятора 3. Выход синхронизатора 7 подсоединен к синхронизирующим входам анализатора 4 напряжения Функционального формирователя 5 управляющего кода и блока 6 управления, Кроме того, программируемый преобразователь содержит последовательно соединенные измерительный выпрямитель 8, вход которого подключен к выходу демодулятора 3, аналого-цифровой блок 9, масштабирующий умножитель 10, вычитатель 11, сумматор 12, компенсирующий сумматор 13, делитель 14 и регулирующий умножитель 15, выход которого подсоединен к управляющим входам первой группы силовых ключей амплитудного квантователя 2, причем вторые 2 входы делителя 14, компенсирующего сумматора 13 и вычитателя 11 подсоединены к выходу функционального формирователя 5 управляющего кода, а второй вход сумматора 12 соединен с его выходом. Амплитудный квантователь 2 (фиг. 2) выполнен в виде двух групп последовательно соединенных силовых ячеек (в первичной цепи т ансорматора - первая группа, ключи 1 м, Как, во вторичной цепи трансФормато-. 3 ра - вторая группа, ключи К 1 м, К 2 м).Анализатор 4 напряжения питания (Фиг. 3) содержит измерительный выпрямитель 16, выход которого подключен к информационному входу пикового детектора 17 и одному из входов аналого-цифрового блока 18, причем выход пикового детектора 17 подключен к второму входу аналого-циФрового. блока 18, выход которого соединен с информационными входами оперативных. запоминающих устройств 19 и 20, а выходы ОЗУ 19 и 20 подключены к блоку ИЛИ 21, выход которого является выходом анализатора 4 напряжения. Причем управляющий вход "Запись выборка" . ОЗУ 19 подключен к прямому выходу, а ОЗУ 20 - к инверсному выходу генератора 22 опорной частоты синхронизатора 7. Кроме того, синхронизатор 7 содержит двоичный счетчик 23, счетный вход которо го подключен к прямому выходу генератора 22 опорной частоты, а выход подключен к адресным входам ОЗУ 19 и 20 и функционального Формирователя 5. Прямой: выход генератора 22 опорной частотыУ подключен к управляющему входу "Сброс" пикового детектора 17.Функциональный формирователь 5 управляющего кода (фиг. 4) содержит цифровой делитель 24, входы которого подключены к информационным выходам анализатора 4 напряжения питания и блока управления 6, а выход - к информационным входам оперативных запоминающих устройств 25 и 26. Адресные входы и управляющие входы "Запись/выборка" ОЗУ 25 и 26 подключены к синхронизатору 7, причем управляющий вход ОЗУ 25 - к прямому выходу, а управляющий вход ОЗУ 26 - к инверсному выходу генератора 22 опорной частоты синхронизатора 7. Выходы ОЗУ 25 и 26 подключены к блоку ИЛИ 27, выход которого является выходом функционального формирователя 5 управляющего кода,Блок 6 управления (фиг. 5) содержит цифровой счетчик 28 длительности ступеней Формируемого напряжения, счетный вход которого подключен к генератору 22 опорной частоты, а выход - к схеме 33 сравнения, на второй вход последней подключен выход постоянного запоминающего устройства 29, адресный вход которого подключен к выходу реверсивного счетчика 30, причем этот выход является информационным выходом блока 6 управления. Кроме того, блок 6 управления содержит триггеры31 и 32 и логические элементы 2 И-НЕ и НЕ34 - 41, которые:обеспечивают логику работы блока 6 управления. Программируемый преобразователь работает следующим образом,Входное переменное напряжение Овх поступает на вход модулятора 1, выполненного, например, по мостовой схеме инвертора напряжения, где .модулируется промежуточной высокой частотой, задаваемой блоком 6 управления. Выходное высокочастотное импульсное напряжение Ом модулятора 1 поступает на вход амплитудного квантователя 2, где происходит формирование напряжения Ок по закону, задаваемому функциональным формирователем 5 управляющего кода. Выходной код функционального формирователя 5 упщие электроды второй группы силовых ключей К 1 м, К 2 м(фиг, 2) и соответствует комгде 0 вых = Ок - выходное напряжение амплитудного квантователя 2; 0 вх = Ом - входное напряжение амплитудного квантавателя.За счет коммутации силовых ключей происходит изменение коэффициента транФормацию, что и обеспечивает формирование выходного напряжения требуемой Форму. Первая группа силовых ключей К 1 й, Кгм (фиг. 2) обеспечивают стабилизацию и регулирование параметров выходного напряжения Овых программируемого преобразователя.Рассмотрим процесс формирования выходного кода функционального Формирователя 5 управляющего кода, соответствующего- коммутационной функции К. Входное напряжение программируемого преобразователя поступает также на вход анализатора 4 напряжения питания (фиг.3), где после измерительного выпрямителя 16 преобразуется в аналого-цифровом блоке 18 в двоичный код, причем опорным напряжением аналого-цифрового блока 18 служит выходное напряжение пикового детектора 17, Преобразование аналогового напряжения Овх в двоичный код и сброс напряжения пикового детектора 17 происходит с периодом, равным периоду работы модулятора 1. Двоичный код, соответствующий величине входного напряжения О 3 поступает через ОЗУ 19 и 20 и блок ИЛИ 21 на информационный вход функционального Формирователя 5 управляющего кода, ОЗУ 19 и 20 обеспечивают хранение двоичного кода на время преобразования аналого-циФрового блока 18, а блок ИЛИ 21 обеспечивает согласование электрических параметров двоичного кода на информационной шике, На второй информационный вход. функционального Формирователя 5 управляющего кода поступает двоичный код с реверсивного счетчика 30 блока 6 управления (фиг, 5). Блок 6 управления обеспечивает формирование двоичного кода, соответствующего требуемой форме выходного напряжения программируемого преобразователя Овых при постоянном входном напряжении Овх = =сопзт, Блок 6 управления работает следующим образом.Постоянное запоминающее устройство 29 содержит числа, записанные в двоичном коде, которые соответствуют длительности ступеней выходного напряжения, причем абсолютная длительность ступеней выходного напряжения определяется по формуле:т=й1акоп1где -- период импульсов генераторатопопорной частоты;Ф - число, соответствующее длительности 1-й ступени.Работу схемы удобнее рассматривать,начиная с момента времени, когда в счетчиках 28 и 30 записаны нулевые коды, а триггер 31 находится в состоянии "1", При 5 этом на выходе ПЗУ 29 будет установленкод, выбираемый по адресу "0" и соответствующий длительности нулевой ступени.На счетный выход счетчика 28 непрерывно поступают импульсы опорной частоты. При наборе в счетчике 28 кода, соответст 10 Счетчик 28 длительности ступеней повторно заполняется импульсами генератора 22 до того момента, пока не произойдет набор кода, соответствующего длительности первой ступени, поступающего с ПЗУ 29 Аналогичным образом происходит форми 30 рование управляющего кода реверсивного счетчика 30 для всех последующих ступеней первой четверти периода, за исключениемверхней ступени,В ПЗУ 29 записывается число, соответствующее половине длительности верхней ступени, При наборе этого кода в счетчике 28 импульсов со схемы 33 сравнения переполняется реверсивный счетчик 30 (его состояние становится 0 0 .О), Импульс переполнения счетчика 30 с выхода +Р оп 35 40 рокидывает триггер 31 и задним фронтом через сборку 35 вычитает единицу из счетчика, Таким образом после формирования первой половины верхней ступени выход схемы сравнения ЗЗ оказывается,подключенным к вычитающему входу счетчика 30, а его состояние - 1 1 11, т,е. с выхода ПЗУ 29 подается код, соответствующий длительности половины верхней ступени,При наборе в счетчике 28 кода, соответ 50 ствующего половине верхней ступени, импульс с выхода схемы ЗЗ сравнения поступает на вычитающий вход счетчика ЗО и уменьшает его состояние на единицу и т.д, При переходе счетчика 30 через нуль происходит опрокидывание триггеров 31 и32, Аналогично формируется отрицательная.полуволна выходного напряжения. Триггер вующего длительности первой ступени, сигнал с.выхода схемы 33 сравнения кодов через открытую схему 34 совпадения поступает на суммирующий вход реверсив ного счетчика 30, При этом изменяется егосостояние на "1". Кроме того, обнуляется счетчик 28. Изменение состояния счетчика 30 вызывает изменение информации на выходе ПЗУ 29, которая соответствует 20 длительности первой ступени, а также,поступая на функциональный формирователь 5 вызывает переключение силовых ячеек второй группы амплитудного квантователя 2.1711303 13 1432 и схема 38 и 39 служат для управления диаграммы напряжения, иллюстрирующиеработой ключей демодулятора 3. Реверс формирование напряжения требуемойимпульсов управления ключами демодуля- формы Овых при произвольном напряжетора 3 происходит в моменты перехода нии питания Овх, где. ф) - идеальнаяфоркривой выходного напряжениячерез нуль. 5 ма требуемого выходного напряжения;Синхронизация реверса осуществляется Овх - произвольное входное напряжениеимпульсом с выхода "-1" реверсивного счет- на входе модулятора 1; Ом - напряжениечика 30. на выходе модулятора 1; Ок - напряжениеНа цифровомделителе 24 функциональ- на выходе амплитудного квантователя 2;ного фоРмиРователЯ 5 УпРавлнющего кода 10 Овых - напРЯжение на выхоДе демодУлЯтоиг. 4) происходит деление двоичного ко- ра 3 - выходное напряжение программируда анализатора 4 напряжения питания, со- емого преобразователя напряженияответствующего величине входного произвольной формы в напряжение требуенапряжения Овх, и. двоичного кода блока 6 мой формы.управления; соответствующего требуе Эпюры напряжений на фиг, 6 и 7 длямой запрограммированной форме выход- случая, когда количество силовых ячеек воного напряжения Овых программируемого второй группе амплитудного квантователя 2преобразователя. В результате на выходе е = 4, что позволяет получить 2 = 16 уровцифрового делителя 24 формируется фуй- ней выходного напряжения каждой поляркциональный управляющий код. который, 20 ности.поступая через ОЗУ 25 и 26 и блок ИЛИ 27 В качестве полностью управляемых сина управляющие электроды второй группы ловых ключей с двусторонней проводимосиловых ключей К 1 м. К 2 м амплитудного . стью модулятора 1 и демодулятора 3,квантователя. 2, обеспечивает высокоча- выполненных по мостовой схеме инверторастотное напряжение Ок (фиг. 6) на выходе 25 напряжения, могут использоваться поле.амплитудного квантователя 2, которое по- вые транзисторы со статической индуксле демодуляции на демодуляторе 3 соот- цией типа КП 701 А, которые имеютветствует требуемой запрограммируемой большой частотный диапазон до 1 МГц иформе выходного напряжения Овых про- малые потери. Этот же тип транзисторовграммируемого преобразователя напряже можно использовать в амплитудном кванния произвольной формы в напряжение тователе 2, В зависимости от мощноститребуемой формы. Для согласования рабо- программируемого преобразователя силоты анализатора 4 напряжения питания, фун- вой ключ может состоять из нескольких пакционального формирователя 5, блока 6 раллельно включенных транзисторов.управления и других блоков на их синхрони В системе управления силовыми транэирующие входы подаются импульсы синх- эисторами используются оптронные диорониэатора 7, ды типа АОД 130 А. В качестве сердечникаСтабилизацию амплитуды выходного высококачественного трансформатора ампнапряжения Овых программируемого преоб- литудного квантователя 2 используются ферраэователя обеспечивает цепь обратной 40 ритовые кольца марки М 2000 НМ 1, которыесвязи, образованная измерительным выпря- обеспечивают работу трансформатора на вымителем 8. аналого-цифровым блоком 9, сокой частоте до 100 кГц. Размеры и типмасштабирующим умножителем 10, вычита-: ферритового сердечника. а также количествотелем 11, сумматором 13, делителем 14 и, витков в каждой обмотке определяются чарегулирующим умножителем 15 (фиг. 1). 45 стотой промежуточного высокочастотногоЭта цепь обеспечивает алгоритм стабили- преобразователя и мощностью программизации амплитуды выходного напряжейия . руемого преобразователя. В качестве анаОвых программируемого преобразователя лого-цифровых блоков 8 и 18 используетсяпри изменении параметров нагрузки пу- интегральный быстродействующий АЦП титем изменения параметров трансформато- .50 па 1113 ПВ 1,ра амплитудного квантователя .2, Все перечисленные цифровые блоки, а,Регулирование величины амплитуды Овых также счетчики, триггеры, схема сравненияосуществляется подачей на второй вход ре- и элементарные логические схемы реализо- .гулирующегоумножителя 15 кода регулиро- ваны на базе интегральной серии К 555, Ввания О. 55 качестве ПЗУ 29 используется перепрограмПри синусоидальном входном напряже- мируемое постоянное запоминающее устнии Овх и моногармоническом выходном. ройство серии К 573 РФ 6, аОЗУ 19, 20, 25 исигнале Овых диаграммы напряжений, илла микросхемы серии К 565 РУ 2. В схеме гестрирующие работу устройства, представ- нератора 22-опорной частоты используетсялены на фиг. 6, На фиг. 7 представленыкварцевая стабилизация частоты.При питании устройства от однофаэной сети переменного тока в выходном напряжении неизбежны провалы до нуля (фиг. 6 и 7), обусловленные релейным характером квантования сигнала по уровню, Для устранения возникающих при этом искажений целесообразно использование трехфазного напряжения питания и трех комплектов модуляторсв и квантователей, В большинстве рассматриваемых случаев мощность нагрузки несоизмеримо мала по отношению к мощности сети, поэтому для устранения искажений возможно использование двухфазного питания. В этом случае комплекты модуляторов подключаются к фаэному и линейному питанию.Технико-зкономический эффект от использования предлагаемого устройства состоит в следующем, Использование новых блоков и связей обеспечивает более широкие функциональные возможности преобразователя при повышенном качестве и постоянстве гармонического состава его выходного напряжения, Положительный эффект при применении данного устройства достигается эа счет значительного увеличения КПД по сравнению с известными устройствами; питающимися от переменного напряжения, так как они имеют больше потери при преобразовании переменного напряжения в постоянное на входе, а также за счет сохранения высокого качества выходного напряжения при сильном искажении входного переменного напряжения, чего не наблюдается в других устройствах. Преобразователь во всех случаях обеспечивает высокое.(требуемое) качество преобразованной электроэнергии и хорошие массогабаритные показатели при питании не только от сети постоянного, но и от сети переменного тока (даже если форма напряжения сети искажена). В зависимости от точности воспроизведенного сигнала КПД устройства по сравнению с известными больше на 8-200/О.Предлагаемое устройство может быть использовано в аппаратуре прецизионных систем электропитания: прецизионный частотно-регулируемый электропривод, контрольно-испытательная аппаратура с произвольной формой выходного сигнала, имитаторы, исполнительные органы АСУ. Формула изобретения 1. Программируемый преобразователь напряжения произвольной формы в напряжение требуемой формы, содержащий последовательно соединенные модулятор, амплитудный квантователь, демодулятор, выполненные на управляемых ключевых45 ются входами функционального формирователя управляющего кода, а также два оперативных запоминающих устройства и , блок ИЛИ, выход которого является выходом функционального формирователя управляющего кода, причем адресные входы оперативных запоминающих устройств, как и информационные входы, соединены поразрядно между собой, а выход цифрового делителя подключен к информационнымвходам оперативного запоминающего устройства, выходы которого соединены с вхо- .дом блока ИЛИ,3, Преобразователь по и; 1, о т л и ч аю щ и й с я тем; что анализатор напряжения питания содержит последовательно соеди 1015ЗО 35 элементах с двусторонней проводимостью,блок управления, управляющие выходы которого подключены к управляющим входам ключевых, элементов модулятора и демодулятора, а также последовательно соединенные измерительный выпрямитель, вход которого соединен с выходом демодулятора, аналого-цифровой блок, масштабирующий умножитель, вычитатель,сумматор, компенсирующий сумматор, делитель и регулирующий умножитель, выход которого подключен к управляющим входам первой группы силовых ячеек амплитудного квантователя, причем вторые входы вычитателя, компенсирующего сумматора и делителя соединены с управляющим входом второй группы силовых ячеек амплитудного квантователя, а второй вход сумматора соединен с его выходом, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей при повышенном качестве и постоянстве гармонического состава выходного напряжения, в него дополнительно введены функциональьый формирователь управляющего кода, анализатор напряжения питания, причем вход анализатора напряжения питания подключен к входу модулятора, а выход - к одному из информационных входов функционального формирователя управляющего кода, на второй информационный вход которого подключен информационный выход блока управления, а выход соединен с управляющими входами второй группы сивовых ячеек амплитудного квантователя,. а также синхронизатор, подключенный к синхрониэирующим входам анализатора напряжения питания, функционального формирователя управляющего кода и блокауправления,2. Преобразователь но и, 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что функциональный формирователь управляющего кода содержит цифровой делитель, входы которого являненные измерительный выпрямитель, пиковый детектор, аналого-цифровой блок, выход которого подсоединен к информационным входам двух оперативных запоминающих устройств, и блок ИЛИ, выход которого является выходом анализатора нап ряжения питания, причем второй вход аналого-цифрового блока соединен с выходом измерительного выпрямителя, а адресные входы оперативных запоминающих уст ройств. как и информационные входы. соединены поразрядно между собой.