Цифровое устройство управления широтно-импульсным преобразователем

(51) 4 Н 03 К 7/О ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ кратности минимальной и максимальной длительности импульсов выходного сигнала. Устройство содержит задающийгенератор 1 импульсов, счетчик 2 импульсов, делитель 3 частоты, триггеры 4 и 5, реверсивные счетчики 6 и 7, вычитающие счетчики 8 и 9. Вв ение в устроиство двух вычитающихчетчиков, второго триггера и делиеля частоты позволяет изменить кратость минимальной и максимальной длиельностей импульсов выходного сигпозвол еделах, ч стройство ала в широких ет использоват преобразовател мощных П иэтом амплитуда ного преобразо тся управляющим к ия кратности длит ом путем изменеьностей выходных импул ь ил ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Уфимский авиационный институт им. Серго Орджоникидзе(56) Авторское свидетельство СССР Ф 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. Изобретение расширяет диапазон изменения х напряжения. р выходного сигнала мощ- д ателя точно регулируИзобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в мощных ключевых преобразователях постоянного и переменного тока с си 5 нусоидальным выходным сигналом.Цель изобретения - расширение диапазона изменения кратности мипималь - ной и максимальной длительностей импульсов выходного сигнала.10На 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 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 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 риера 5, прямои ыхд кото рого соединен с выходной шиной и входом направления счета реверсивного счетчика 7, информационные входы которого соединены с нулевой шиной, а выходы старших разрядов - с информаци 45 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 11и Ц , равными числу импульсов задающего генератора 1, необходимых для приведения счетчиков в это состояниек- к- из начального, т.е, -2 с 11 , 11(21 ф где К - разрядность ревесивных счетчиков. Счетчик 2 импульсов Формирует короткие импульсы с частотой следова.ния й =2 й где Г - частота задаютщего 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 11(п) и через интервал временис (п)=1,2 +11 (п)3 /(2 й) (1)на выходе счетчика 8 формируется импульс, переключающий триггер 5 в состояние единицы, в котором он пребывает в течение времени(п)=2 - Ц (и) /(2 Г) (2) до прихода импульса и+1.Изменение состояния счетчика 7 запромежуток времени между импульсамии и+1 обозначимьБ (п)=ц (и+1)-Б (п),тогдае-каЦ (п)=й (п)-фЧ(п)3=2 Ц (и),2 1 % 1 фпоскольку интервал временион работает в режиме сложения, а интервалв режиме вычитания,В отличие от (3) изменение состояния счетчика 6 описывается формулой. с-к+а Ц(п) =-2 Ц (и), (4) поскольку направление счета меняется сигналом с инверсного выхода триггера 4.Берут разность первого порядка от обеих частей уравнения (3)-к+ь 211 (п)=2 а 11 (и)и подставляют в него уравнение (4), получаютНа 211 (и)+4 Ц (п)=0. (5)Это уравнение представляет собой уравнение движения колебательного звена в дискретной форме, переходя к пределу йц соприа =сопз имеют 2 Цв в в -+,Р 11 (е) =ОД 2-к где о) - угловая скорость и сд =2 ГРешение этого уравнения представляет собой закон изменения внутреннего состояния реверснвных счетчиков:1411960 ВНИИПИ Заказ 3672/55 Тираж 928" Подписное Произв.-полигр, пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная,ц (г.) =Аз 1.поХ, (7) где А - код амплитуды сигнала.Поскольку интервалы времени и, характеризуемые состоянием триг гера 5, зависят от Б, 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 10 управляющий вход преобразования, работающего с двухполярной ШИМ с несущей частотой Г,=2 Г и выходным синусоидальным напряжениям частотой Й =2 2 /Л. 15Для того, чтобы погрешность, связанная с усечением при выполнении вычислительных операций в счетчиках с ограниченнои разрядностью, не накапливалась, а также для управления 20 амплитудой выходного сигнала в устройство введен делитель 3 частоты с коэффициентом деления близким к л 2 Выходные импульсы этого делителя, следующие с частотой выходного си нусоидального напряжения, поступают на,входы управления предустановкой реверсивных счетчиков 6 и 7 и тем самым устанавливают начальные состояния счетчиков соответственно в 1 30 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 тельностей импульсов выходного сигнала в широких пределах, в том числе и по синусоидальному закону, что благоприятно сказывается при использовании устройства в мощных преобразова 50 телях напряжения, при этом амплитуда выходного сигнала мощного преобраэователя достаточно просто и точно регулируется управляющим кодом, изменяякратность длительностей выходных импул ьс ов. Формула и зобр ет ения 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.