Преобразователь напряжения с многозонной импульсной модуляцией

(54) П С МНОГ (57) И ех о в ьск ь лектромехани е автоматизи ния и радионал оме го оля Шарапов произчика,го вповыш ьство ССС /10, 1982 ОСУДАРСТНЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Научно-исследоватинститут автоматики ики при Томском институрованных систем управлэлектроники(56) Авторское свидетелВ 1051685, кл. Н 02 М РЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ ОЗОННОЙ ИМПУЛЬСНОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ зобретение относится к электрое и может быть использовано ричных источниках питания. зобретения - расширение функциых возможностей и повышение устойчивости. Использование онной импульсной модуляции позреализовать качественное воседение сигнала цифрового задатвозможность применения. котороамкнутой системе регулирования ает его помехоустойчивость. 1 ил1 3Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразованию и регулированию переменного и постоянного напряжений, может найти применение в глубоко регулируемых вторичных источниках электропитания, усилителях мощности, амплитудных модуляторах и является усовершенствованием известного устройства поавт.св. В 1051685.Целью изобретения является расширение функциональных возможностей и повышение помехоустойчивости преобразователя напряжения с многозонной импульсной модуляциейНа чертеже приведена блок-схема преобразователя напряжения с многозонной импульсной модуляцией.Преобразователь содержит последовательно соединенные между собой не- регулируемые 1, плавно регулируемую 2 и дискретно регулируемые 3 преобразованные ячейки, к выходу которых через фильтр 4 подключена нагрузка 5, а к входу - источник 6 постоянного напряжения. Управляющий вход нерегулируемых ячеек 1 подключен к задающему генератору 7, выполненному в виде поспедовательно включенных задатчика 8 частоты и (К+1)-разрядного двоичного счетчика 9. Управляющие входы плавно регулируемой ячейки 2 подклю-. чены к задающему генератору 7 через двухканальный фазосдвигающий узел 10, содержащий К-разрядные сумматоры 11 и 12 и логические элементы ИСКЛЮЧАЮЦЕЕ ИЛИ 13 и 14. Управляющие входы дискретно регулируемых ячеек 3 через одноканальные фазореверсирующие узлы 15, выполненные на элементах ИСКЛЮЧАЮЦЕЕ ИЛИ, подключены к выходам старших разрядов формирователя 16 кода управляющего сигнала. Выход стар. шего сигнала счетчика 9 подключен к нерегулируемым ячейкам 1 и первым объединенным входам всех элементов ИСКЛЮЧАЮЦЕЕ ИЛИ 13 - 15. Первые суммирующие входы сумматоров 11 и 12 подключены к выходам младших К-разрядов формирователя 1 б кода управляющего сигнала. Второй суммирующий вход сумматора 11 подключен к прямым, а сумматор 12 - к йнверсным выходам К-разрядов двоичного счетчика 9. Входы переноса сумматоров предназначены для подачи уровня логической единицы, выходы переноса подключены к вторым входам элементов 13 и 14. Формирова 43521 2 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 тель 16 кода упранпяющег сигнал содержит аналого-цифровой преобразователь 17, цифровой компаратор 18, элементы И 19 и 20, генератор 21 импульсов и двоичный реверсивный счетчик 22. Один вход цифрового компаратора 18 предназначен для подключения к цифровому задатчику, другой вход через аналого-цифровой преобразователь 17 - к нагрузке 5. Первый выход цифрового компаратора 18 через элемент И 19 подключен к входу прямого счета, второй выход через элемент И 20 - к входу обратного счета двоичного реверсивного счетчика 22. Выходы счетчика 22 образуют выходы формирователя 16 кода управляющего сигнала, Вторые входы элементов И 19 и 20 объединены и подключены к генератору 21 импульсов.Преобразователь работает следующим образом.При счете импульсов задатчика 8 частоты на выходе старшего разряда счетчика 9 формируется основная импульсная последовательность, определяющая частоту работы преобразователя, которая, управляя ячейками 1, создает на нагрузке 5 опорный уровень выходного напряжения, относительно которого осуществляется его регулирование дискретно с помощью ячеек 3 и плавно с помощью ячейки 2.Выходное напряжение, снимаемое с нагрузки 5, преобразуется аналогоцифровым преобразователем 17 в цифровой код, который сравнивается в цифровом компараторе 18 с кодом задатчика. Если выходное напряжение меньше требуемого, логическая единица на первом выходе цифрового компара тора 18 разрешает прохождение импульсов генератора 21 через логический элемент И 19 на вход прямого счета двоичного реверсивного счетчика 22, вызывая нарастание кода на его выходе. Изменение информации в старших разрядах счетчика 22 приводит к реверсу фазы основной импульсной последовательности на выходах элементов 15, в результате изменяется полярность ЭДС на выходах соответствующих преобразовательных ячеек 3. Код младших разрядов счетчика 22 сравнивается в сумматорах 11 и 22 с нарастающим и убывающим кодом развертки, формируемым на выходах двоичного счетчика 9, На выходах переносасумматоров Формируются ШИМ-сигналы, которые определяют углы опережения или задержки импульсных последовательностей на выходах элементов .13 и 14 относительно основной импульсной последовательности. Эти последовательности реализуют однополярную реверсивную широтно-импульсную модуляцию в плавно регулируемой ячейке 2, обеспечивающей плавное изменение выходного напряжения в двух зонах. ЭДС ячейки 2 равна ЭДС ячейки 3, получающей управление с выхода 2" счетчика 22, а ЭДС последующих ячеек 3 нарастают пропорционально весам двоичных разрядов. В результате суммарного действия ячеек 2 и 3 реалиэуется многозонная импульсная модуляция напряжения на нагрузке относительно уровня нерегулируемых ячеек 1, который выбирается равным половине полного диапазона изменения выходного напряжения и сумме всех ЭДС регулируемых ячеек 2 и 3. При нулевых уровнях 30 35 40 45 50 напряжения на всех выходах счетчика 22 ЭДС регулируемых ячеек вычитаются из опорного уровня и результирующее напряжение на нагрузке равно нулю. При единичных уровнях навсех выходах счетчика 22 ЭДС всех ячеек суммируются, а напряжение на нагрузке в два раза превышает опорный уровень.Нарастание кода на выходе двоичного реверсивного счетчика 22 вызывает рост напряжения на нагрузке до тех пор, пока его код на выходе аналого-цифрового преобразователя 17 не сравняется с кодом цифрового задатчика и логические нули на обоих выходах цифрового компаратора 18 запретят прохождение импульсов с генератора 21 на счетные входы счетчика 22. Если код задатчика меньше кода выходного напряжения, логическая единица на втором выходе цифрового компаратора разрешает прохождение импульсов генератора 21 через элемент И 20 на вход обратного счета счетчика 22. Аналогично указанному это приводит к уменьшению напряжения на нагрузке до величины, при которой его код совпадает с кодом цифрового эадатчика.Таким образом, напряжение на нагрузке отслеживает код цифрового за 5 10 15 20 25 датчика. Использование многозонной импульсной модуляции позволяет реализовать качественное воспроизведение сигнала цифрового задатчика при высоких энергетических и минимальных массогабаритных показателях. Возможность применения цифрового задатчика в замкнутой системе регулирования упрощает решение вопросов временной и температурной стабильности задающего сигнала, его помехоустойчивость передачи по линии связи. Аналого-цифровой преобразователь может быть вынесен непосредственно на нагрузку и использоваться как датчик сигнала обратной связи. При этом решается задача гальванической развязки между силовыми цепями и схемой управления (например, за счет применения оптронных пар) и помехоустойчивой передачи сигнала обратной связи. Двоичный реверсивный счетчик выполняет роль интегратора сигнала ошибки. При этом статическая ошибка регулирования не превышает единицы младшего разряда цифрового задатчика,Формула изобретенияПреобразователь напряжения с многозонной импульсной модуляцией по авт.св. Р 1051685, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что с целью повышения помехоустойчивости и расширения функциональных возможностей, формирователь кода управляющего сигнала содержит аналого-циФровой преобразователь, цифровой компаратор, два элемента И, генератор импульсов и двоичный реверсивный счетчик, причем один вход цифрового компаратора предназначен для подключения к цифровому задатчику напряжения, другой вход через аналого-цифровой преобразователь предназначен для подключения к нагрузке, выходы цифрового компаратора через элементы И подключены соответственно к входам прямого и обратного счета двоичного реверсивного счетчика, выходы которого образуют выходы формирователя кода управляющего сигнала, вторые входы элементов И объединены и подключены к генератору импульсов.343521 Составитель В,БунаковТехред Л.Сердюкова Корректор М,1 цароши Редактор И.Шулла Заказ 4835/55 Тираж 659 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва Ж, Раушская наб., д.4/5