Цифровое устройство для управления широтно-импульсным преобразователем

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ ПУБЛИ 1)4 Н 03 М 7/48 ОПИСАН ИЗОБРЕТЕНИ ВИДЕТЕЛЬС АВТОРСН(56) Авторское1 Ф 1332487, кл. юл. Р 47иационныйикидэеВ .И. 111 арА,В,Черн088,8) титч быр ков видетельство ССС 02 М 7/48, 1985 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР РОЙСТВО ЛЛЯ УПРАВЛЕЬСНЫМ ПРБОБРАЗОВА(54) ЦИФ УСТ НРЛ ИИР( ИМПУЛ ТЕЛЕМ (57) Изобретение относится к электро технике, а именно к системам управления транзисторными и тиристорными преобразователями, и может найти пр менение для управления преобразоват лями источников вторичного электропитания, Цель изобретения - расщире ние диапазона частоты модуляции, Устройство содержит задающий генера тор 1, два счетчика импульсов 2,4, управляемый делитель частоты 3, два триггера 5,6, дна реверсивных счетчика 9, 10, два вычитающих счетчика( Ф юИав тик Я 01446674 А 11, 12, два триггера 13, 14, четыреэлемента И 7, 8, 15, 16, два Формирователя импульсов управления 17, 18,Применение вычитающих счетчиков совместно с реверсивными дает возможность реализовать цищровые аналогидинамических звеньев, что позволяетаппаратным способом организовать ииротно-импульсную модуляцию (ЮМ) посинусоидальному зэкону. Применениеуправляемого делителя частоты даетвоэможность реализовать управлениемодулирующей частотой выходного напряжения при стабильной несущей частоте, Осуществление прямого синтезаШИМ по синусоидальному закону с помощью питеровых звеньев, выполненныхна счетчиках с одновременной реализацией возможности управления модуляцией частоты при стабильной несущей,позволяет обеспечить возможность изменения модулирующей частоты в устройствах для управления преобразователями, работающими с однотактнойШИМ второго рода, и делает возможным реализацию цифрового управленияпреобразователями от ЭВМ. 2 ил.Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах управления тиристорными и транзисторными преобразователями с широтна-импульсной модуляцией (ШИИ).Целью изобретения является расширение диапазона частоты модуляции.На фиг, 1 представлена структурная схема. устройства; на фиг, 2- диаграммы, поясняющие его работу.Устройство содержит задающий генератор 1, первый счетчик 2, управляемый делитель 3 частоты, второй счетчик 4, Т-триггеры 5 и б, элементы И 7 и 8, реверсивные счетчики 9 и 10, нычитающие счетчики 11 и 12, К,Я- триггеры 13 и 14, элементы И 15 и 16 и формирователи 17 и 18 импульсов управления. Выход генератора 1 подключен к входу счетчика 2, к счетным входам счетчиков 11 и 12 и к счетному входу делителя 3, входи управления которого подключены к эадатчику частоты, а его выход - к счетным входам счетчиков 9 и 10 и к входу счетчика 4. Выход счетчика 2 подключен к входам записи счетчиков 11 и 12 и К-входам триггеров 13 и 14, Я-входы которых соединены соответственно с выходами счетчиков 11 и 12, информационные входы последних подключены к выходам счетчикон 9 и 10, Выход триггера 13 соединен с входом разрешения счета счетчика 10, а выход триггера 14 - с входом разрешения счета счетчика 9, информационные входы счетчиков 9 и 1 О подключены к задатчику кода амплитуды. Выход счетчика 4 соединен с тактовым входом триггера 5 и с одним из входов элементов 7 и 8. Прямой выход триггера 5 подключен к нходу управления направлением счета счетчика 9 и второму входу элемента 7. Инверсный выход триггера 5 подключен к входу управления направлением счета счетчика 10 и к входу триггера 6, прямой выход которого соединен с входом элемента 15, а инверсный - с входом элемента 16, дру" гие входы элементов 15 и 16 подключены к выходу триггера 14. Выход элемента 7 подключен к входу записи счетчика 1 О и К-входу счетчика 9, выход элемента 8 - к входу записи счетчика 9 и К-входу счетчика 10, а выходы элементов 15 и 16 соединены 10 15 20 25 30 35 4045 50 55 соответственно с входами формирователей 17 и 18.Устройство работает следующим об"разом.Обозначим состояние первого и второго реверсивным счетчиков 9 и 10целыми числами 11 и Цравными числу импульсов задающего генератора 1,необходимых для приведения счетчиковв это состояние из начального, т.е.11, Б с 2 ", где К - разрядность1 ореверсивным счетчиков, Счетчик 2Формирует короткие импульсы (Бнафиг. 2), с частотой следования Г== 2 й, где К - частота задающегогенератора, 1 - разрядность счетчика 2, равная разрядности вычитающихсчетчиков 11 и 12. Каждый импульс с.выхода счетчика 2 устанавливает триггеры 13 и 14 и переписывает текущеезначение кода н счетчиках 9 и 10 всчетчики 11 и 12,Счетчик 4 формирует короткие импульсы П 4 (фиг. 2) с частотой следования Г= Г/(2Г) и с помощьютриггера 5 и элементов 7 и 8 четырераза в период производит установкуначальных состояний реверсивных счетчиков 9 и 10 с одновременным изменением направления счета по соответствующим входам счетчиков 9 и 10(ц и Б на фиг. 2)."Предположим, что в начальный момент времени триггеры 5 и 6 установлены н состояние 0. Первым импульсом, поступающим с.выхода счетчика 4,производится переключение триггера5, в результате чего на входы К изаписи счетчиков 9 и 10 соответствен"но поступает сигнал, устанавливающийпервый из них в нулевое состояние,а второй - в состояние, соответствующее коду амплитуды. Этим же импульсом происходит переключение триггера6 в состояние "1", на его прямом вы"ходе появляется высокий потенциали сигнал 11(фиг. 2) с триггера 14подается к преобразователю черезэлемент 15 и формирователь 17.Обозначим текущий номер следования этих импульсон и, тогда н счетчик11 записывается 1 старших разрядончисла П 9 п) (11 на фиг. 2) и черезинтервал времени144667Изменение состояния счетчика 10 в течение одного такта Т записывается следующим образомд 11, (и) = Г ,(п) = -Ц 9 (и)/(2 Н ), 5 20 25 30 35 40 45 Цифровое устройство для управления широтно-импульсным преобразователем, содержащее задающий генератор, выход которого подключен к входу первого счетчика, дна КБ-триггера К-выходы которых соединены с выходом первого счетчика, дна реверсивных счетчика, информационные входы которых подключены к задатчику кода амплитуды, и два Формирователя импульсов управления, выходы которых являются выходами устройства, о т л и ч а ю - щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона частоты модуляции,50 55 поскольку частота импульсов, поступающих на счетные входы счетчиков 9 и10, Гз= 1/ где 3 - коэффициент деления делителя 3, а знак минус появляется ввиду того, что счетчик 1 Оработает в режиме вычитания из-заналичия на его входе упранления направлением счета низкого потенциала,поступающего с инверсного выходатриггера 5,Аналогично изменение состояниясчетчика 9д 11 (п) = 11,(п)/(2 Ы ) с учетом того, что он работает в режиме сложения,Взяв разность первого порядка от обеих частей управления для ЛГ,.2 -кД 11,(п) = -2 д 11(п) / с и подставив в него д П з(п) получаем11,(п) + 4 Ц (и)/Это уравнение представляет собой уравнение движения колебательного звена в дискретной Форме.Решение этого уравнения дает закон изменения внутреннего состояния ренерсинных счетчиков 9 и 10 11(Т) = А а 1 пиг. где А - код амплитуды сигнала.Вторым импульсом, поступающим с выхода счетчика 4, производится переключение триггера 5 в нулевое состояние, в результате чего на входы записи и К-входы счетчиков 9 и 1 О соответственно поступает сигнал, устанавливающий первый из них н состоя. - ние, соответствующее коду амплитуды, а второй - в нулевое состояние. Одновременно на выходе триггера 5 Формируются сигналы для изменения направления счета реверсинных счетчиков.Третьим импульсом счетчика 4 производится переключение триггера 6 в нулевое состояние, на его инверсном выходе появляется высокий потенциал, и сигнал управления с триггера 14 подается к преобразователю через элемент 16 и Формирователь 18 (11,4 на Фиг, 2).Поскольку интервалы времени, характеризуемые состоянием триггеров 413 и 14, зависят от 1. и 13, то ве 1 о личины оказываются модулированными по сииусоидальному закону, а сигнал с выхода триггера 14 после усиления одним из формирователей 17 и 18 подается на управляющий вход преобразователя, работающего с однотактной ШИ 1 второго рода, с несущей часто-етой Г= 2 Г и выходным синусоидальным напряжением частотой М К 1Г = -- = Е/(2 К). 2 Счетчик 4 совместно с триггером 5 и элементамии 8 четыре раза за период работы устройства осуществляют загрузку начальных состояний счетчиков 9 и 1 О с одновременным изменением направления счета этих счетчиков, что препятствует накоплению погрешности аппроксимации синусоидального закона модуляции.Таким образом, н устройстве достаточно простыми схемотехническими средствами обеспечивается возможность ШИМ по синусоидальному закону с помощью цифровых аналогов динамических звеньев, выполненных на счетчиках со стабилизацией амплитуды выходного сигнала благодаря периодической установке вторым счетчиком импульсов начальных состояний реверсивных счетчиков, возможность изменения модулирующей частоты ныходного напряжения при стабильной несущей частоте с помощью управляемого делителя частоты, вход управления которого подключен к задатчику кода частоты, и тем самым обеспечивается оптимальный режим для работы силовыхэлементов преобразователя,Формула изобретения5 14466 оно снабжено вторым счетчиком, двумя вычитающими счетчиками, двумя Т-триггерами, четырьмя элементами И и управляемым делителем частоты, причем выход задающего генератора подключен к входу управляемого делителя частоты и счетным входам двух вычитающих счетчиков, входы разрешения записи которых соединены с выходом первого 1 О счетчика, информационные входы каждого вычитающего счетчика соединены с выходами соответствующего реверсивного счетчика, управляющие входы управляемого делителя частоты предназначены для подключения к задатчику кода частоты, выход управляемого делителя частоты соединен со счетными входами обоих реверсивных счетчиков н через второй счетчик с первыми20 входами первого и второго элементов . И и входом первого Т-триггера, прямой выход которого подключен к второму входу первого элемента И и входу управления направлением счета перво го реверсивного счетчика, инверсный выход соединен с вторым входом вто 74 брого элемента И, входом управлениянаправления счета второго реверсивного счетчика и вторым входом Т-триггера, прямой и инверсный выход которого соединен соответственно с первым входом третьего и четвертогоэлементов И, выходы которых подключены к входу соответствующего формирователя импульсов управления, выходпервого элемента И соединен с К-входом первого и с входом записи второгореверсивного счетчика, выход второгоэлемента И соединен с К-входом второго и входом записи первого реверсивного счетчика, выход первого ивторого вычитающих счетчиков соединен соответственно с Я-входом пер"вого и второго КБ-триггеров, инверсный выход первого КБ-триггера подключен к входу разрешения счета второгореверсивного счетчика, а инверсныйвыход второго КБ-триггера соединен свходом разрешения счета первого реверсивного счетчика и вторыми входами третьего и четвертого элементов И,1446674 Составитель В. МиронТехред Л,Сердюкова Корректор И. Муска едактор В. Даик и ГКНТ СССР 1 роиэводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектна Заказ 6753/56ВН 16 ПИ Государственно11303 Тираж 929 комитета по изо Иосква, Ж, Р Подписноеетениям и открыт шская наб., д. 4