Многофазный функциональный преобразователь

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 5) С 06 С 7 САН ОБРЕТЕ ЕЛЬСТВ К АВТОРСК(прототип). юл. У 15 ов о СССР свидетельс06/24,10.02.83.видетельств06 С 7/26,ССР3 АЛЬ ск ажГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ. НЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащийтрансформатор, средний вывод первичной обмотки которого подсоединен кодному из полюсов источника питающего напряжения, а ее крайние выводы через зашунтированные токопропускающими диодами силовые ключевые транзисторы подключены к егообщей шине, силовые ключи и блокуправления, выполненный в виде поледовательно включенных задающегогенератора, делителя частоты и программируемого блока памяти, выходыкоторого подключены к управляющимвходам соответствующих силовых ключей, выходами каждой фазы являютсясредние выводыдвух пар вторичныхобмоток трансформатора, крайниепромежуточные и средние выводы ЯО 1352001 дой пары вторичных обмоток трансформатора подключены через соответствующие силовые ключи к общей шинеисточника питающего напряжения,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью расширения диапазона изменения параметров выходного напряжения, он содержит кодоуправляемый.делитель частоты, вход которого подключен к задающему генератору, адва выхода подсоединены к базам силовых ключевых транзисторов,2. Преобразователь по п. 1 о тл и ч а ю щ и й с я тем, что в немисточник питающего напряжения выполнен кодоуправляемым и содержитблок согласующих усилителей, ь входов которого являются цифровым входом управления амплитудой выходногонапряжения преобразователя, и ипоследовательно включенных междуполюсами источника питающего напряжения разрядных элементов, каждыйиз которых состоит из последовательно соединенных в замкнутую цепьисточника напряжения, пропорционального весу соответствующего двоичногоразряда, ключа ь токопередающегодиода, управляющие входы ключей разрядных элементов поразрядно подключены к соответствующим е выходамблока согласующих усилителей.Изобретение относится к Формиро-ванию (синтезу) электрических сигналов, описываемых тригонометрической, например синусоидальной многостуненчатой функцией, и может найти приме нение в автоматике, вычислительной и силовой преобразовательной технике,Известны силовые Функциональные преобразователи, использующие прогрессивную симметричную, многоэначную 10 систему счисления и содержащие трансФорматор, первичная обмотка которого подключена через силовые ключи к ис-, точнику питания, а выводы вторичной обмотки через другие силовые ключи - 15 к его общей шине, и блок управления 13Недостатками данных устройств являются трудность организации многофазного выхода и сложность регулирования параметров выходного напря жения.Наиболее близким к изобретению по технической сущности является многофазный Функциональный преобразователь, содержащий трансформатор, 25 средний вывод первичной обмотки которого подсоединен к одному иэ полюсов источника питания, а ее крайние выводы через зашунтированные диоды, силовые ключевые транзисторы нодклю чены к его общей шине, силовые ключи, подсоединенные информационными входами к нагрузкам Фаз и вторичным обмоткам трансформатора, и блок управления, выходы которого подключены к соответствующим управляющим входам силовых ключей и базам силовых транзисторов 23.Недостатком известного устройства является узкий диапазон изменения 0 параметров выходного напряжения изза невозможности регулирования его амплитуды и частоты.Целью изобретения является расширение диапазона изменения парамет ров выходного напряжения.Поставленная цель достигается тем, что многофазный функциональный ,преобразователь, содержащий трансФорматор, средний вывод первичной обмотки которого подсоединен к одному иэ полюсовисточника питающего напряжения,а ее крайние выводы через зашунтированные токопропускающими диодами силовые ключевые транзисто.- ры подключены к его общей шине, силовые ключи и блок управления, выполненный в виде последовательно включенных задающего генератора, делителя частоты и программируемогоблока памяти, выходы которого подключены к управляющим входам соответствующих силовых ключей, выходами каждой фазы являются средние выводы двух пар вторичных обмотоктрансформатора крайние промежуточные и средние выводы каждой парывторичных обмоток трансформатораподключены через соответствующиесиловые ключи к общей вине источника питающего напряжения, содержиткодоуправляемый делитель частоты,вход которого подключен к задающемугенератору, а два выхода подсоединены к базам силовых ключевых транэисторов,Кроме того, в преобразователеисточник питающего напряжения выполнен кодоунравляемым и содержитблок согласующих усилителей, ьвходов которого являются цифровымвходом управления амплитудой выходного напряжения преобразователя, ип последовательно включенных междуполюсами источника питающего напряжения разрядных элементов, каждыйиз которых состоит из последовательно соединенных в замкнутую цепь источника напряжения, пропорционального весу соответствующего двоичногоразряда, ключа и токопередающегодиода, управляющие входы ключейразрядных элементов поразрядно подключены к соответствующим ь выходам блока согласующих усилителей,На чертеже представлена схемамногофазиого Функционального преобразователя.Преобразователь содержит инвертор, выполненный иа силовых ключевых транзисторах 11 13 ф токопропускающих диодах 2 для пропуска обратного тока нагрузки, первичной обмотки 3 трансформатора ч.Каждая Фаза собрана из двух группвторичных обмотокф первая (э )иэ обмоток 5 и б, вторая ( сфэ) суглом сдвига 90 - из обмоток 7 и8. Каждая группа обмоток имеет силовые ключи 9 10 , 11 н 12 переменного тока для образования нулявыбранной системы счисления.и силовые ключи 91-9, 9-91, 10-10,12-121 для формирования числовойпоследовательности системы счисле45 ния. Каждая обмотка разбита на четное количество равных участков,Участок обмотки и связанные с нейсоответствующие ключи (О, 1 )образуют один разряд системы счисления, таким образом каждая фазаформируется двухразрядиой схемой.Нагрузки 13 и 14 фаз включены между нулевыми силовыми ключами соот 10ветствующих групп, подключенных исредним выводам обмоток 5 и 6, 7и 8.Блок управления состоит из задающего генератора 15 (обычно кварцевого), делителя 16 частоты и программи 15руемого блока 17 памяти,Питание инвертора осуществляетсяот ь последовательно включеннык разряднь 1 х элементов, представляющих со 20бой замкнутую цепь из последовательно включенного источника 18-18 питания с напряжением, пропорциональным весу двоичных разрядов, ключа19-19 (транзистор или тиристор) токопередающего диода 20-20. Запускключей 19-19 производится от блока 21 согласукнцих усилителей, навход которого подается о -разрядныйпараллельный код управления амплитудой выходного напряженияЗапусксиловых ключевык транзисторов 1 -1инвертора производится от кодоуправляемого делителя 22 частоты, запускаемого от задающего генератора 15.В многофазном функциональном пре- З 5обраэователе использована многозначная нечетная симметричная относительно нуля система счисления валгоритме управления преобразователем для синтезирования необходимо Ого текущего уровня квантования формируемого синусоидального сигнала,При этом используются две группыобмоток и ключей (два разряда), отличающихся между собой но уровнювыкодного напряжения в Р раэ, гдеР - основание выбранной системы счисления ( Р = 3, 5, 7.2 т - 1).Рассмотрим работу преобразователя в режиме управления напряжением и частотой выходного сигнала.Напряжение источников 18, -18 пропорциональны весам двоичных разрядов55где О - шаг квантования. При подачеотпирающего сигнала (кода) на управляющие входы ключей 19, -19 напряжения источников складываются.При запирании какого-либо ключа, например 19 , ток остальных источников протекает через диод 20 и, следовательно, цепь замыкается, а источник 18 исключается из общейпоследовательности источников. Таким образом может быть синтезированлюбой номинал напряжения из ряда целых чисел от нуля до 2 -1. Количество источников и шаг квантования выбираются в зависимости от заданнойглубины регулирования,Запуск ключей 19, -19 (в данномслучае транзисторов) производитсяот-входового блока согласующихусилителей, на вход которого подается параллельный двоичный код,например, от ЦВМ.Для обеспечения глубокого регулирования частоты входного напряжения преобразователя служит кодоуправляемый делитель 22 частоты, кьторый осуществляет запуск инвертора.Кодоуправляемый делитель может бытьвыполнен на базе микросхемыК 564 ИЕ 15, у которой в зависимостиот комбинации напряжений логическихуровней на входах умножения на выходах можно получить 1, 2, 4, 8, 16и 32 положительных или отрицательных импульса, или любую их сумму.Помимо микросхемы в кодоуправляемый делитель частоты входит делительна 2, узел усиления - согласования для осуществления запуска силовых ключевьк транзисторов 1 -1.Кодовое управление амплитудойвыходного напряжения и его частотойне искажает форму выходного напряжения и позволяет осуществить согласование с ЦВИ.Если требуется очень точно устанавливать номинал выходного напряжения, следует уменьшить шаг квантования и компенсировать падениенапряжения на силовых ключах 9 -12,путем включения дополнительного источника.Технико-экономическая эффективность предлагаемого многофазногофункционального преобразователя заключается в возможности регулирования амплитуды и частоты выходногонапряжения, что облегчает совместную работу преобразователя с ЦВМ.