Преобразователь однофазного напряжения

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИА ЛИСТ ИЧЕСИРЕСПУБЛИН 4(5 Н 02 М 5(2 ТЕН д которо- бразоватерегулирующе ыходампряжений, м преобраи й с яия функцио- обеспече- напряжество СССР1983,во СССР1980. чной отия 1 в негоый междуователяана дискрет р полярнос" торого а- к го ора. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗО(54) (57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ОДНОФАЗНОГОНАПРЯЖЕНИЯ, содержащий регулирующийтрансформаторно-ключевой органдискретного действия, управляющиевходы ключей которого связаны с вьмодом реверсивного счетчика импульсов, счетный вход последнего соединен с выходом генератора тактовьм импульсов, а его установочныевходы - с Фьмодами трехпознционно органа сравнения, один вхго подключен к выходу преля, образованному выходомго органа, а другой - кформирователя эталонных нвходом связанного с вьмодзователя, о т л и ч а ю щтем, что, с целью расщиреннальных возможностей путемния возможности полученияний вьмодной частоты, отличастоты питающего напряженвведены инвертор, включеннвходными выводами преобрази входом регулирующего оргного действия, и компаратоти напряжений, один вход кподсоединен к выходу формиэталонных напряжений, другвыходу преобразователя, ак управляющим входам инвер28 О =ОО Ч 00 1 1576Изобретение относится к преобразовательной технике и может найти применение в устройствах электропитания различной аппаратуры, а также в приводах двигателей переменного тока. 5Целью изобретения является рас" ширение функциональных возможностей преобразователя однофазного напряжения путем обеспечения воэможности получения напряжений выходной часто О ты, отличной от частоты питающего " напряжения.На фиг.1 представлена электричес" кая схема предложенного преобразователя однофазного напряжения.; на15Фиг.2 - временные диаграммы.,поясняющие его работу.Преобразователь однофазного напряжения (,фиг.1) содержит инвертор 1 и регулирующий трансформаторно-ключе- М вой орган 2 дискретного действия, соединенные покаскадно; компаратор 3 полярности напряжений, выходы которого соединены с управляющими входами инвертора 1, а один из входов - с 25 выходными зажимами преобразователя 1 трехпозиционный орган 4 сравнения, один из входов которого соединен с выходом регулирующего органа дискретного действия; формирователь 5Зо эталонных напряжений, вход которого соединен с выходными выводами преобразователя, один иэ выходов соединен с другим входом компаратора 3 полярности напряжений, а два других - З 5 с входами трехпозиционного органа 4 сравнения; реверсивный счетчик 6 импульсов, управляющие входы кото-. рого соединены с выходами трехпозиционного органа 4 сравнения, а выходы - с управляющими входами регулирующего органа 2 дискретного действия 1 генератор 7 тактовых импульсов, выход которого соединен со счетным входом реверсивного счетчика 6.45 Инвертор 1 выполнен иа четырех управляемых ключах 8-11, соединенщьк по мостовой схеме. Регулирующий орган 2 дискретного действия выпол- Я нен на основе трансформаторно-ключевой схемы, содержащей совокупность трансформаторов 12-15, первичные и вторичные обмотки. которых соединены последовательно, и совокупность 55 управляемых ключей 16-23,подключенных параллельно обмоткам трансформаторов. Возможны и другие варианты реалиэации регулирующего органа дискретного действия.Компаратор 3 полярности напряжений содержит трансформатор 24, два формирователя напряжений, каждый иэ которых состоит иэ резистора и стабилитрона 25,26 и 27,28 соответственно ), и логическую схему 29 на элементах 30"35 1 К 155 ЛАЗ ), реалиэующую Функцию равнозначности и неравно- значности Трехпозиционный орган 4 сравнения трансформатор 36, выпрямительные мосты 37-40, компараторы 41 и 42 напряжения, выполненные по микросхеме 521 СА 1 и логическую схему 43 равнозначности н неравноэначности, реализованную на элементах К 155 ЛАЗ по аналогии с логической схемой 29.Формирователь 5 эталонных напря" жений содержит преобразователь 44 переменного напряжения в постоянное,включающий в себя выпрями- тельный иост и Фильтр, а также генератор гармонических колебаний, выпол ненный по трансформаторной схеме на транзисторе 45. Частота эталонных напряжений задается емкостью 46. Амплитудные значения эталонных напряжений устанавливаются потенциометт . рами 47 и 48, включенными во вторичные обмотки трансформатора 49. Реверсивный счетчик 6 вальсов и генератор 7 тактовых импульсов выполнены на интегральных микросхемах 50 и 51 серии К 155, Частота следования тактовых импульсов задается резистором 52 н конденсатором 53.Работу предложенного преобразователя однофазного напряжения рассмотрим в режиме преобразования частоты.Этот режим характеризуется приведенными на фйг.2 диаграммами, на которых изображены изменения во времени: е - питающего напряжения Ов 1 6 - эталонных напряжений О и О; е и- напряжений О и 0 на стабклитронах в компараторе 3 полярности напряжений; 3 и е - нап" ряжений 06 и Оь на входах компаратора 3 полярности напряжений; ю - напряжений Ц, Ов и О в схемез 1157 трехпозиционного органа 4 сравнения;и и - напряжений О и 0 на выходе трехпозиционного органа 4 сравнения; к - напряжения Она выходе генератора тактовых импульсов; 5л - выходного напряжения О преобВмх разователя однофазного напряжения.Питающее напряжение 06 (фиг.2 а) поступает на инвертор 1,состояние которого определяется соотношением 1 О полярности этого напряжения с полярностью эталонных напряжений О иО фиг.26 ), Если полярности совпа. дают, из напряжений О и О ,фиг,2 в, ь 1,сформировайных из питаю щего и эталонного напряжений, компаратор 3 полярности напряжений формирует сигнал логическая "1" на выходе О . В противном случае при несовпадении полярностей ) Ю сигнал логическая "1" формируется на выходе Оь фиг.2 Э,е).Наличие сигнала логической "1" на выходе Ь приводит к прямой передаче напряжения О, инверто З ром 1 на регулирующий орган 2 дискретного действия (ключи 8 и 11 находятся в проводящем состоянии,ключи 9 и 10 - в ненроводящем ). Наличие сигнала логическая на выходе 0 приводит к инверсной нередаче напряжения О на регулирующий орган 2 дискретного действия. ключи 8 и 11 находятся в непроводящем состоянии, ключи 9 и 10 - в35 проводящем) В результате совместного действия компаратора 3 полярности напряжений и инвертора 1 на входе регулирующего органа 2 дискрет ного действия происходит формирование такого напряжения, которое имеет полярность, одинаковую с полярностью эталонного напряжения, Напряжение иа выходе преобразователя О,(фиг.2 а) также является однополярньм с эталон ньм напряжениЕм, что обеспечивается одинаковой ориентацией входных и выходных обмоток трансформаторов регулирующего органа 2 дискретногодействия, 30Регулирующий орган 2 дискретногодействия под.действием управляющего кода, поступающего с вьхода.реверсивного счетчика 6 импульсов с частотой следования тактовых импульсов генератора 7 преоьразует Форму питакнцегэ напряжения. Преобразование происходит за счет изменения 628коэффициента передачи трансформаторно-ключевой схемы путем исключенияиз процесса передачи энергии отдель.ных трансформаторов 1,обеспечиваетсякоммутацией ключей 16-23 ).Работой реверсивного счетчика 6импульсов управляет трекпозиционныйорган 4 сравнения. На его входы пос-.тупает выходное напряжение Озы, -идва эталонных напряжения О, и О,сформированных генератором 5. Этинапряжения выпрямляются мостамн 3740 (фиг,2 у ) и сравниваются компараторами 4 и 42 напряжений. Напряжения с выходов компараторов анализируются логической схемой 43.В результате анализа на выходе трехпозиционного органа 4 сравнения формируются управляющие сигналы О, и01,(фиг.2,и ) .Сигнал логической "1"на выходе О, появляется при выполне -нии условия О 1 ( О . Этот сигналвключает реверсивный счетчик 6 импульсов на вычитание, В результатетактовые импульсы О ,фиг.2 к)генера"тора 7 изменяют состояние счетчикав сторону уменьшения коэффициентапередачи органа 2 дискретного действия, а следовательно, и величинывыходного напряжения 08 гСигнал логической1" на выходеО,появляется при выполнении О, ( 01.Этот сигнал включает реверсивныйсчетчик 6 импульсов иа суммирование.В резульатте тактовые импульсы О,генератора 7 изменяют состояие счетчика 6 в сторону увеличения коэффициента передачи регулирующего органа 2 дискретного действия, а следовательно, и величины выходного,напряжения О 8,.Если выходное напряжение по модулю больше нижнего эталонного значе- Гния и меньше его верхнего значення1,прн выполнении условия О, ( О, ( Ц)навыходеЦи О Формируются сигналылогического "0".Тактовые импульсыгенератора 7 не изменяют состояниясчетчика 6. Коэффициент передачиоргана дискретного действия нри этомне изменяетсяфпитающее напряжениеОтрансформируется без измененияформы. В результате совместного действия регулирующего органа 2 дискретного действия и трехпозиционного органа 4 сравнения осуществляется преобразовакием закона изменения модуля мгновен"ного значения питающего напряжения .Ов заданный эталонным напряжениемзакон изменения модуля мгновенногОзначения выходного напряжения Овн .Полярность выходного напряжения,определяемая инвентором 1 и компаратором 3 полярности напряжений,57628совпадает с полярностью эталонньп напряжений.1Точность воспроизведения выходногонапряжения зависит от количества градаций коэффициентов передачи регулирующего органа 2 дискретногодействия и частоты следования тактовых импульсов генератора 7.ал ИПП "Патент",г.узцгород, ул.Проектная,Тира ИИПИ Государстве по делан изобрет 13035 Москва,Ж-З Ю646 Пного комитета СССРннй и открытий