Способ сдвига фазы прямоугольного напряжения для управления вентильными преобразователями

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 17988 А 02 М 1/О ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(56) Авторское свидетельство СССРМ 1072202, кл, Н 02 М 1/08, 1989,Применение интегральных схем, Практическое руководство, пер. с англ. под ред.А, Уильямса, М.: Мир, 1987,(54) СПОСОБ СДВИГА ФАЗЫ ПРЯМОУГОЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯВ ЕНТИЛЬНЫМИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯМИ(57) Изобретение относится к электротехнике, а именно к преобразовательной техникеи может быть использовано при разработкесистем импульсно-фазового управления,например. выпрямителями, инверторами,преобразователями со звеном повышеннойчастоты, Целью изобретения является расПредлагаемое техническое решение относится к области импульсной техники и может быть использовано при построении сйстем импульсно-фазового регулирования выпрямителей, инверторов. дискретных формирователей напряжения, преобразователей с суммированием выходных напряжений со звеном повышенной частоты и других устройствЦелью предлагаемого изобретения яв-,ляется расширение области применения известного способа благодаря обеспечению ширение области использования за счет обеспечения воэможности плавного регулирования фазового сдвига выходного напряжения. Способ сдвига фазы выходного напряжения заключается в том, что опорное и выходное прямоугольные напряжения делят по частоте, сравнивают фазы полученных сигналов и формируют прямоугольное напряжение удвоенной частоты, скважность которого обратно пропорциональна разности фаз упомянутых напряжений. Частоту выходного напряжения задают прямо пропорционально постоянной составляющей прямоугольного. напряжения удвоенной частоты, В отличие от известного способа, частоту опорного и выходного напряжений делят на одинаковую величину, а постоянную составляющую прямоугольного напряжения удвоенной частоты регулируют по величине, Способ. позволяет осуществить фазовый сдвиг до 180 зл. град., что позволяет использовать его в СИФУ преобразователей различных типов, 2 ил. возможности плавного регулирования в широких пределах фазового сдвига, между прямоугольными опорными и выходными напряжениями.На фиг. 1 показана блок-схема устройства, реализующего способ: на фиг, 2 - зпюры сигналов, поясняющих его работу, где:а) опорное напряжение;б) опорное напряжение с частотой, поделенной на 8;в) выходное напряжение с частотой, поделенной на 8;г) выходное напряжение;д), ж), з) сигналы на выходе фазового детектора и их постоянные составляющие в процессе регулирования фазового сдвига.Устройство, реализующее предлагаемый способ, содержит соединенные последовательно источник прямоугольного напряжения (ИПН) 1, первый делитель частоты на 8 (ДЧ) 2, фазовый детектор (ФД) 3, фильтр. низкой частоты (ФНЧ) 4, регулятор напряжения (РН) 5, генератор, управляемый напряжением, (ГУН) 6. Выход последнего является выходом устройства, и соединен . через второй делитель частоты на 8 ДЧ 7 со вторым входом фазового детектора.В процессе работы устройства, представляющего собой систему фаэовой автоматической подстройки частоты (ФАПЧ), обеспечивается синхронизации прямоугольных напряжений на входах ФДЗ таким образом, что напряжение на втором входе . ФДЗ отстает от напряжения на его первом входе. на угол .л/4 (фиг,. 2,б, в). При этом фазы опорного (фиг, 2,а) и выходного нап ряжений (фиг, 2,г) совпадают, напряжение на выходе ФДЗ имеет удвоенную частоту по отношению ко входной и скважность, равную 0,5 (фиг, 2,д), постоянное напряжение ю выходе Ф Н Ч 4 равно половине напряжения источника питания (фиг. 2,д), а коэффициент.передачи РН 5 равен единице, Если с помощью.РН 5 попытаться увеличить напряжение, поступающее.ат ФНЧ 4, например, вдвое, то ситуация н контуре ФАПЧ изменится следующим образом; поскольку система ФАПЧ не выходит при этом за пределы диапазона удержания частоты, частота прямоугольного выходного напряжения ГУН 6 не изменяется; т. е. не изменится постоянное напряжение на входе ГУН 6, что означает уменьшенйе вдвое напряжения на входе РН 5 или такое же уменьшение скважности сигналов на выходе ФД 3 (фиг, 2,е), а, следовательно, уменьшение фазового сдвига между напряжениями на входе ФД 3 на угол л/4(фиг. 2, в - пострелке влево). Сдвиг напряжения по фазе на выходе второго ДЧ .7 н сторону опережения на угол Ф 4(фиг, 2,в) соответствует сдвигу выходногонапряжения относительно опорного на угол 2 и (фиг.2,г) Если с помощью РН 5 попытаться уменьшить напряжение, поступающее от ФНЧ 4, система ФАПЧ, поддерживая часто- ту в контуре неизменной; отреагирует соответствующим сдвйгом в сторону отставания по фазе напряжений нэ втором входе ФД 3(фиг, 2, В - по стрелке вправо) так, чтобыувеличить скважность сигнала на выходеФДЗ(фиг. 2,ж), т. е. постоянное напряжение. на выходе ФНЧ 4, и сохранить неизменным5 напряжение на входе ГУН 6. Как показанона фиг. 2, при полном сдвиге по фазе напряжений на входе ФДЗ нэ угол й/2, выходноенапряжение сдвигается относительно опорного на угол 4 й. Следовательно, изменяя"0 коэффициент передачи регулятора напряжения и выбирая соответствующие делители частоты, можно обеспечить плавноеизменение Фазового сдвига между опорными выходным прямоугольными напряжения 15 ми в необходимых пределах,Предлагаемый способ позволяет создать простое и надежное фаэосднигающееустройство, обеспечивающее фазовыйсдвиг до 180 эл. град. без риска срыва гене 20 рации, что может найти широкое применение в СИФУ различных силовыхпреобразователей. Кроме того, воэмож. ность получения больших фазовых сдвигов.по предлагаемому способу позволяет про 25 ектировать простые и надежные устройствадля различных схем задержек, преобразователей частоты и т. и. Следовательно, областьприменения известногоспособа-прототипа существенно расшире 30Формула изобретенияСпособ сдвига фазы прямоугольного напряжения для управления вентильнымипреобразователями, заключающийся в том,35 что опорное и выходное прямоугольные напряжения делят по частоте, сравнивают фазы полученных сигналов, формируютпрямоугольное напряжение удвоенной частоты, скважность которого обратно пропор 40 циональна разности фаз упомянутыхнапряжений и выделяют постоянную составляющую прямоугольного напряженияудвоенной частоты, причем частоту выходного прямоугольного напряжения задают45 прямо пропорционально постоянной составляющей прямоугольного напряженияудвоенной частоты, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью расширения области исйольэования за счет обеспечения возмож 50 ности плавного регулированияв широкихпределах фазового сдвига между опорным и выходным напряжениями, частоту опорного.и выходного напряжений делят на одинаковуювеличину, а постоянную составляющую 55 прямоугольного напряжения удвоенной частОты регулируют по величине,1798868 Вых. г.З Составитель Е,ЛинникТехред М,Моргентал аказ 777 Тираж- Подп ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и о 113035. Москва, Ж, Раущская наб., 4тиям при ГКНТ СССР Р зводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101