Реверсивный цифровой широтно-импульсный модулятор

-21 ор ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТИРЬПИЙ ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетельство СССР В 849482, кл. Н 03 К 7/08,06.07.79.Авторское свидетельство СССР У 1095385, кл. Н 03 К 7/08,02.03.82.Ф (54) (57) РЕВЕРСИВНЫЙ ЦИФРОВОЙ ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНЫЙ МОДУЛЯТОР, содержащий задающий 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 генерат тактовых импульсов, о т л и ч а - ю щ и й с я тем, что, с целью повышения КПД и надежности, в него дополнительно введены второй цифровой компаратор, 85 -триггер и дваэлемента И-НЕ, причем выход генератора тактовых импульсов соединенс первыми входами элементов И-НЕ, квторому входу первого из которыхподключен прямой выход 15-триггера, а инверсный выход - к второму входу второго элемента И-НЕ,Х-вход - к прямому выходу переносареверсивного счетчика, а 5 -вход -к инверсному выходу переноса реверсивного счетчика, инверсные выходыкоторого подключены к первым входам второго цифрового компаратора,вторые входы последнего подключены к выходам задающего блока, а выход соединен с второй выходнойшиной, выход первого элемента И-НЕподключен к входу "Сложение" реверсивного счетчика, вход "Вычитание"которого соединен с выходомвторого элемента И-НЕ,1170605 10 45 50 55 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.1На чертеже представлена блоксхема реверсивного цифрового широтно"импульсного модулятора.Реверсивный цифровой широтно- импульсный модулятор содержит генератор 1 тактовых импульсов, КЯ-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 КЯ-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.дзе выходы - с первыми входами цифрового компаратора б, инверсные выходы - с. первыми входами цифрового компаратора 7, прямой выход переноса - с Б.-входом КБ-триггера 2, а инверс" ный выход переноса - с его Б-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 1 импульсы генератора 1 тактовых импульсов через элемент 3 И-НЕ поступа - ют на вход Сложение" реверсивного счетчика 5. При этом КЯ-триггер 2 15 20 30 35 40 находится в состоянии Я, Яи реверсивный счетчик 5 суммирует импульсы генератора 1 тактовых импульсов до тех пор, пока на его прямых выходах не образуется кодовая комбинация 1, 1 1. При такой кодовой комбинации на прямом выходе переноса реверсивного счетчика 5 появляется сигнал, который опрокидывает КБ-триггер 2 в состояние Я-О, Я"1.После этого закрывается элемент 3 И-НЕ и открывается элемент 4 И-НЕ, Начиная с этого момента времени 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 ччгР о лет0 , 00 . При такой кодовой комбинации.на инверсном выходе переноса реверсивного счетчика 5 появляется сигнал и триггер 2 устанавливается в состояние 0-1 и 0-0. После этого в момент времени С за 2 крывается элемент 4 И-НЕ и следующий импульс генератора 1 тактовых импульсов поступает на вход сложение реверсивного счетчика 5. После этого весь процесс повторяется сначала.фюНа 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 сле- дования Т=2 Т (2-1) =Т (2 -2) где Т, - период следования импульсов генератора 1 тактовыхимпульсов,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 кпервой.Прямая и инверсная кодовые комбинации с выходов реверсивного счетчика 5 поступают соответственно навыходы цифровых компараторов 6 и 7,Р -1, Р -0 ( У Р -1, Р -0Ф при 1 б при ИпхИт при И пу с 1 се при БЯ где Р - выходной сигнал компара(тора 6;Р - выходной сигнал компарагтора 7;И - кодовая комбинация, образующаяся на. прямых выходахреверсивного счетчика 5;Б - кодовая комбинация, образуетющаяся на инверсных выходах реверсивного счетчика 5;Б п - входная кодовая комбинация.В момент времени, когда выходная кодовая комбинация Н реверсивного счетчика 5 больше или равная Ив) 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, припревьппении юли равенстве кодовой комбинации Я реверсивного счетчиС 1(ка 5 входного сигнала И , на выходе цифрового компаратора 7 появляется единичный выходной сигнал, кона другие входы которых поступаетвходной сигнал в виде параллельного и+1 разрядного кода. Цифровыекомпараторы 6 и 7 представляют собойоднотипные устройства выявлениябольшего из двух чисел с алгоритмами работы торый поступает на третью выходную шину устройства и через инвертор 9 - на четвертую выходную шину.Предлагаемый реверсивный цифро Вой широтно-импульсный модуляторобеспечивает нормальную работу выходного каскада мостового типа споочередным переключением ключейэтого моста.1 О В соответствии с указанным алгоритмом работы устройства очевидно, что при совместной его работес преобразователем, в двигателеобеспечивается режим непрерывного 15 протекания тока, т.е. осуществляются режимы динамического торможенияи рекуперации энергии в сеть. Приэтом жесткость механических характеристик двигателя близка к естест венной.Замыкание каждого ключа происходит с периодом Т, но импульсынапряжения в нагрузке появляются спериодом Т/2. Таким образом, при 25 том же периодеимпульсов в нагрузке(что и в известном модуляторе потерина переключение в ключах мостовогопреобразователя меньше. так какони переключаются с меньшей в 2 ра- ЗО эа частотой, т.е. энергетические показатели предлагаемого модуляторалучше. Причем, поскольку каждый изключей поочередно замыкается и размыкается, то все ключи загруженыРавномерно КОнстРуктивно Охладители ключей выполнены меньших габаРитов, чем у известного модулятора,потери на переключение меньшие,