Преобразователь напряжения с многозонной импульсной модуляцией

(21) 3854444 /24-07 (22) 14.02.85 (46) 23.09.86. Бюл (71 На но-исслед Йл ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫ ПИСАНИЕ ИЗОБРВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ И 35) уч овательский институт автоматики и электромеханики при Томском институте автоматизированных систем управления и радиоэлектроники (72) С.М.Гавриленко и А,М.Азаров (53) 621.316,722.1(088.8)(56) Авторское свидетельство СССР . 9 985772, кл, Н 02 Р 13/16, 1980,Авторское свидетельство СССР В 1035758, кл. Н 02 М 7/537, 1982. (54) ПРЕОБРАЗСВАТЕЛЪ НАПРЯЖЕНИЯ С МНОГОЗОННОЙ ИМПУЛЪСНОИ МОДУЛЯЦИЕЙ (57). Изобретение относится к вторичным источникам питания радиоаппаратуры. Целью изобретения является расши.рение функциональных возможностейпреобразователя напряжения с многозонной импульсной модуляцией путемвоспроизведения входного управляющего сигнала произвольной формы при одновременной его стабилизации, Сигналы с высших старших разрядов 16 счетчика 10 через преобразователь 17 кода поступают на управляющие входыкоммутаторов 18,1-18.2. Они разрешают или запрещают прохождение импульсов с прямого или инверсного выходов,23 и 24 задающего генератора 22 через блок 28 буферных усилителей науправляющие входы ключей инверторныхячеек. Сигналы с выходов младших раз.1259449 рядов 14 счетчика 10 поступают на управляющие входу Фазосдвигающегоустройства, В результате суммирования указанных напряжений на последовательно включенных вторичных обмотках трансформаторов 5.1-5.2 и демоду.ляции демодулятором 6 напряжение . Изобретение относится к электротехнике, а именно к преобразовательной технике, и может быть использовано в системах глубокого регулирова- .ния и воспроизведения управляющеговходного сигнала при малых массе игабаритах преобразователя.Цель изобретения - расширениеФункциональных возможностей путемвоспроизведения входного управляющего сигнала произвольной Формы приодновременной его стабилизации,На фиг. 1 представлена принципиальная схема преобразователя; наФиг. 2 - диаграммы, поясняющие принцип воспроизведения управляющего сигнала;. на фиг. 3 - таблица истинностипреобразователя кода.Преобразователь содержит регулиру;емую инверторную ячейку 1, нагруженную на трансформатор 2, вторичная обмотка которого подключена к входувторого демодулятора 3. Силоваячасть преобразователя содержит й"нерегулируемых инверторных ячеек 24. 1-4.1, нагруженных на трансформаторы 5.1-5.1, вторичные обмотки которых соединены последовательно иподключены к входу первого демодулятора 6, Выходы демодуляторов б и 3подключены последовательно и соединены через датчик 7 обратной связи свыходными выводами преобразователя.Выход датчика 7 связан через первыйвыпрямитель 8, первый преобразова- ,35тель 9 напряжение - частота с вычита"ющим входом реверсивного счетчика 10,Управляющий вход 11 преабразавателясоединен через второй выпрямитель 12,второй преобразователь 13 напряжение - частота с суммирующим входомреверсивного счетчика 10, выходы14 младших разрядов которого подклюимеет заданную Форму, Выходное напряжение регулируемой ячейки 1 на вторичной обмотке трансформатора 2 демадулируется демодулятором 3, В результате суммирования напряжений демодуляторов 3 и 6 Формируется выходное напряжение преобразователя, 3 ил,чены к управляющему входу фазасдвигающего устройства 15. Выходы 16 старших разрядов счетчика 10 саеди - иены через преобразователь 17 кода с управляющими входами коммутаторов 18.1-18.21- 1. Управляющий вход 11 преобразователя соединен также через ограничитель-Формирователь 19 с управляющими входами коммутаторов 20 и 21, Задающий генератор 22 имеет три выхода. Первый выход - прямой 23 и инверсный 24 выводы частотой 1 второй дополнительный выход ,прямой 25 и инверсный 26 выводы частотой 1, и первый дополнительный выход 27 частотой э, причем) 1Выводы 23 и 24 задающего генератора 22 соединены через коммутаторы 18,1-18,2 К, блок 28 буФерных усилителей с управляющими входами ключей нерегулируемых инверторных ячеек 4.1-4,Н, а также эти выводы через коммутатор 20 и блок 28 буферных усилителей подключены к управляющим входам ключей первого демодулятора б.Выводы 25 и 26 задающего генератора 22 связаны через коммутатор 21 и блок 28 буферных усилителей с управляющими входами ключей второго демодулятора 3. Кроме того, выводы 25-27 задающего генератора 22 подклю. чены к входам фаэасдвигающего устройства 15, выходы которого через блок 28 соединены с управляющими входами ключей регулируемой инверторной ячейки 1. На фиг. 2 диаграммы 29-37 представляют Формы импульсов на вьпсодах следующих элементов преобразователя; "9 - задающего генератора 22 выход 23); 30 - задаюего генератора 22(выход 25), .31 - входа 11 преобразователя, 32-34 - вторичных обмотоквыходных трансформаторов, 5.1-5.3нерегулируемых Йнверторных ячеек4,1-4.3, 35 - демодулятора 6 нерегулируемых инверторных ячеек 4,14.3; 36 - вторичной обмотки выходного трансформатора 2 регулируемойинверторной ячейки 1, 37 - преобразователя. 1 ОНа фиг. 3 представлена таблицаистинности преобразователя 17 кода.В таблице также приведены состояниянерегулируемых инверторных ячеек4.1-4.3 в зависимости от номера формируемой зоны. Знак 0 соответствуетнулевому выходному напряжению инверторной ячейки, знак (+) или (-)выходное напряжение инверторной ячейки суммируется с выходными напряжениями остальных инверторных ячеексо знаком (+) или (-) соответственно,Устройство работает следующим образом,Постоянное питающее напряжениепреобразуется с помощью 8 нерегулируемых инверторных ячеек в ряд переменных высокочастотных напряженийчастотой 1 которые суммируются навторичных обмотках трансформаторов 305.1-5.Я инверторных ячеек 4.1-4,8 вразличных сочетаниях и после демодуляции создаетсядискретных зон(уровней напряжения). Для увеличениячисла зон при неизменном числе инверторных ячеек величины их выходных напряжений должны выбиратьсяН из соотношения 1:3:9; 3При этом ФДля более точного воспроизведения формы входного управляющего сигнала и увеличения числа зон используется регулируемая широтным способом ин- верторная ячейка, работающая в вольгореверсивном режиме. Амплитуда ее выходного напряжения выбирается рав" ной половине величины напряжения зоны. После демодуляции напряжений всех инверторных ячеек и суммирования число зон возрастает,до 21+1,. Для расширения полосы пропускания воспроизводимого сигнала регулируемая инверторная ячейка работает на более высокой частоте, чем нерегулируемые ячейки. Рассмотрим случай, когда преобразователь содержит три нерегулируемых и одну регулируемую инверторные ячейки, т.е. 8 = 3. Задающий генератор 22 формирует на выходах 23 и 24 прямую 29 (фиг. 2) и инверсную последовательности импульсов частотой 1 которые поступают на соответствующие входы коммутаторов 18.1- 18,2 - 1 и 20. С выходов 25-27 задающего генератора 22 сигналы частотой 1 и 1 поступают на соответствующие входы Фазосдвигающего устройства 15. Кроме того, с выходов 25 и 26 сигналы прямой 30 и инверсной последовательностей частотой поступают на входы коммутатора 21. Входной управляющий сигнал 31 с входа 11 пре. обраэователя поступает на вход ограничителя-Формирователя 19. Последний формирует управляющий сигнал для коммутаторов 20 и 21, причем при изменении полярности входного управляющего сигнала 31 с положительной.на отрицательную выходное состояние ограничителя-формирователя 19 изменяется иэ логической единицы в нуль. При этом управляющие сигналы ключей демодуляторов изменяются на инверсные, т,е. меняется на 180 эл. град. фаза работы ключей демодуляторов 3 и 6, Кроме того, входной управляющий сигнал 31 преобразователя выпрямляется вторым выпрямителем 12 и поступает на вход второго преобразователя 13 напряжение - частотаПоследний формирует последовательность импульсов, частота которых изменяется в Функции от модуля управляющего сигнала 3 1. Эти импульсы поступают на суммирующий вход реверсивного счетчика 10.С выхода датчика 7 сигнал обратной связи поступает через первый выпрямитель 8 на вход первого преобразователя напряжение - частота, выходные импульсы которого поступают на вычитающий вход реверсивного счетчика 10. Сигналы с выходов 16 старших разрядов счетчика 10 через преобразователь 17 кода поступают на управляющие входы коммутаторов 18,1- 18,28- 1. Они разрешают или запрещают прохождение импульсов с прямого или инверсного выходов 23 и 24 задающегогенератора 22 через блок 28 на управляющие входы ключей инверторных ячеек 4.1-4 М, Причем уровень2594 10 ф 20 25 3 1 Логического нуля на управляющем входе коммутатора обеспечивает прохождение инверсного сигнала, а уровень логической единицы - прямого сигйала. Сигналы с выходов 14,младших разрядов реверсивного счетчика 10 поступают на управляющие входы фаэосдвигающего устройства 15. Выходные Напряжения нерегулируемых инверторных ячеек 4.1-4.3 при управляющем сигнале 31 показаны на диаграммах 32-34 В результате суммирования этих напряжений на последовательно включенных вторичныхобмотках трансФорматоров 5;1-5.3 и демодуляции демодуляторов 6 напряжение имеет Форму, показанную на диаграмме 35. Выходное напряжение регулируемой ячейки 1 на вторичной обмотке трансФорматора 2 показано на диаграмме 36 В результате демодуляции демодулятором 3 входного напряжения регулируемой ячейки 1 и суммирования выходных напряжений демодуляторов 3 и 6 Формируется выходное напряжение преобразователя (диаграмма 37). Предлагаемый преобразователь по сравнению с известными обладает воэможностью воспроизведения входного управляющего сигнала произвольной Формы и его 1 стабилизации, расширенной полосой пропускника, что обусловлено введением регулируемой инвертор.- ной ячейки, работающей на более высокой частоте, чем нерегулируемые инверторы. Это также приводит к более точному воспроизведению управляющего сигнала и позволяет во многих случаях отказаться от выходного филь 40 тра, что уменьшает массу и объем устройства,Формула изобретения45Преобразователь напряжения с многозонной импульсной модуляцией, содержащий 8 мостовых нерегулируемых инверторных ячеек, нагруженных на трансформаторы, вторичные обмотки которых соединены последовательно и подключены к входу первого демодулятора, выполненного в виде однофазного мостового инвертора на ключахпеременного тока, задающий генератор 55 первые прямой и йнверсный выходы .которого связаны через коммутаторы 49 Ьи блок буферных усилителей с управля ющими входами ключей инверторных ячеек и демодулятора, реверсивный счетчик, соединенный выходами старших разрядов с входами преобразова. "ля кода, выходы которого подключены к управляюшим входам коммутаторов нерегулируемых инверторных ячеек, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей путем воспроизведения входного управляющего сигнала произвольной формы при одновременной его стабилизации, в него введены мостовая регулируемая инверторная ячейка с выходным трансформатором, второй демодулятор с коммутатором, фазосдвигающий узел, два выпрямителя, два преобразователя напряжение - частота, ограничитель-формирователь, датчик обратной связи, а задающий генератор снабжен вторым и третьим выходами, причем вторичная обмотка выходного трансформатора регулируемой инверторной ячейки связана с входом второго демодулятора, выходы демодуляторов соединены последовательно и через датчик обратной связи подключены к выходным выводам преобразователя, выход датчика обратной связи через первые выпрямитель и преобразователь напряжение - частота связан с вычитающим входом реверсивного счетчика, управляющий вход преобразователя соединен через: вторые выпрямитель и преобразователь напряжение - частота с суммирующим входом реверсивного счетчика, выходы младших разрядов которого подключены к управляющему входу фаэосдвигающего узла, управляющий вход преобразователя соединен также через ограничитель-формирователь с управляющими входами коммутаторов демодуляторов, два дополнительных выхода задающего генератора подключены к входам фазосдвигающего узла, а прямой и инверсный выводы второго. до,полнительного выхода задающего генератора связаны через второй коммутатор и блок буферных усилителей с, управляющими входами ключей второго демодулятора, выходы Фаэосдвигающего узла соединены через блок буферных усилителей с управляющими входами ключей регулируемой инверторной ,ячейки.1259449 Составител Опадчийкова ед Л.Се орректор В. Бутяга едакт Шишкина каэ 5136/56 Тираж 631арственного комитета СССРизобретений и открытийва, Ж, Раушская наб ис ВНИИПИ У М