Преобразователь постоянного напряжения в переменное программируемой формы с блоком управления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН А 7/48, Н 3 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ З 0 БЕЕТЕНИЯ,(71) Киевсккий институткой социалн. снабжен масштабирующим цифровым уьнв-.жителем, конпенснрующим -цифровым сумматором, цифровым блоком деления, регулирурнов и С. М. Фо. ющим цифровым умножнтелем, причем одинвходом масштабнрующего цифрового ум.ий ордена Ленина политехннчес- ножителя подключен к выходу аналого-цифим. 50.летия Великой Октябрьс рового блока, другой предназначен для подастической революции чи масштабного сигнала, а выход подклкивн,27 (088.8) к оду из входов цифрового вычитателя,орское свидетельство СССР компенснрувлций цифровой сумматородним, Н 02 М 7/48, 1981 из входов подключен к выходу цифровего2, Авторское свидетельство СССР по за- сумматора, цифровой блок деления одним из Н 02 .Р 13/18, 198.1.(54) (57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННО 1 О гУлирующего ппфРового УмножителЯ подклв. НАПРЯЖЕНИЯ В ПЕРЕМЕННОЕ ПРОГРАММИ чен к выходУ тщфРового блока деления, а РУЕМОЙ ФОРМЬ 1 С БЛОКОМ УПРАВЛЕНИЯвыход поразрядно связан с управляющими содержащий последовательно соединенные мо- ро.лами ключевых элементов другойэлектродами. ключевых элементов д дулятор, квантователь, демодулятор с управля.группы силовых ячеек квантователя, п нру ячее квантователя, прн емыми ключевыми элементами, причем кван- дни ходов цифрового суммащ ф тора подключен к его выход, д гои тователь выполнен в виде двух групп последовав ход, другойего вход подклвчен к выходу ци тельно соединенных по выходу силовых ячеек, лкл ых ду цифрового, вв.читателя, а другие входы циф ваго выкаждая нз которых представляет собой замкнутувчитателя, компенсирующего цнф вого цепь из последовательно включенных обмотки ф сиру щ о цифрового сум.матора и цифрового блока деления подклв.трансформатора и двух клюювых зпементов, спло. чены к информационному выходу блока упвые выводы одного из которых образуют выходыячеек, а также блок управления ключевымнэлементами модулятора одной из групп силовых ячеек квантователя и демодулятора, аналого-цифровой блок, входом подключенныйк выходу измерительного выпрямителя, ко.торый подключен входом к выходу демодулятора, цифровой сумматор и цифровой вычи-.татель, о т л и ч а ю щ и й с я тем, чтос целью повышения точности регулированияИзобретение относится к электротехнике,в частности к преобразовательной технике, иможет быть использовано в преобразователь.5ных установках с квазисинусоидальным выходным напряжением.Известен преобразователь постоянного напря.жения в переменное, содержащий блок управления и блоки силовых ключей и позволяю.щий формировать квазисинусоидальное напряжение 11.Недостатками устройства являются невоз.можность регулирования частты выходногонапряжения в широком диапазоне и низкое15быстродействие.Наиболее близким к предлагаемому потехнической сущности является преобразова.тель постоянного напряжения в переменноепрограммируемой формы, содержащий после;20довательно соединенные Модулятор, квантователь, демодулятор с управляемыми ключевы.ми элементами, причем квантователь выполнен в виде двух групп последовательно соединенных по выходу силовых ячеек, каждая25из которых представляет собой замкнутуюцепь из последовательно включенных обмоткитрансформатора и двух ключевых элементов,силовые выводы одного из которых образуютвыходы ячеек, а также блок управления ключевыми элементами модулятора одной из групп 30силовых ячеек квантователя и демодулятора,аналого-цифровой блок, входом подключенныйк выходу измерительного выпрямителя, кото-,рый подключен входом к выходу демодулято.ра,цифровой сумматор н цифровой вычитатель(2, . 35Недостатком известного устройства являетсянизкая точность,Целью изобретения является повышение точности регулирования и стабилизации выходногонапряжения,Поставленная цель достигается тем, что уст ройство снабжено масштабирующим цифровым умножителем, компенсирующим цифровым сум. матором, цифровым блоком деления, регули. рующим цифровым умножителем, причем один из входов масштабирующего цифрового умно. жителя подключен к выходу аналого.цифрово. го блока, другой предназначен для подачи масштабного сигнала, а выход подключен к од. ному из входов цифрового вычитателя, ком пенсирующий цифровой сумматор одним из входов подключен к выходу цифрового сум. матора, цифровой блок деления одним из вхо.дов подключен к. выходу компенсирующего цифрового сумматора, один из входов регу. 55 лирующего цифрового умножителя подключен к выходу цифрового блока деления, а выход поразрядно связан с управляющими электродами ключевых элементов другой группы силовых ячеек квантователя, при этом один из входов цифрового сумматора под.ключен к его выходу, другой его вход -к выходу цифрового вычитателя, а другиевходы цифрового нычитателя, компенсирующего цифрового сумматора и цифрового4блока деления подключены к информацион.ному выходу блока управления,На фиг. 1 представлена блок схема преоб.разователя постоянного напряжения в пере.менное программируемой формы; на фиг, 2 -схема квантователя; на фиг, 3 - примерреализации блока управления.Устройство содержит последовательно соединенные модулятор 1, квантователь 2, демоду.лятор 3 на управляемых ключевых элементахс двухсторонней проводимостью, Квантователь2 (фиг. 2) выполнен в виде двух групп по.следовательно соединенных по выходу ячеек:основной (с ключами К, и К ) и до.полнительной (с ключамй К, 1 и К ь 1 ). Блокуправления 4 соединен с входами модулятора1, квантователя 2 и демодулятора 3, к выходу которого подключен измерительный вы.прямитель 5, соединенный через аналого-цифровой блок 6 с входом масштабирующего циф.рового умножителя 7, выход последнего соеди.нен через цифровой вычитатель 8, цифровойсумматор 9, компенсирующий цифровой сумматор 10, цифровой блок деления 11, регу.лирующий цифровой умножитель 12 со входомквантователя 2.Блок управления 4 (фиг. 3) включает всебя задающий генератор 13, соединенный суправляемым делителем частоты 14, счетчикдлительности ступеней 15, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) 16, реверсивныйсчетчик 17, триггер 18, триггер 19, блок срав.нения 20 и логические элементы 21 - 24,Устройство работает следуйщим образом,Блок управления формирует последовательность двоичных кодов, воздействующую надключи одной группы ячеек квантователя 2,задавая мгновенное значение напряжения навыходе преобразователя путем изменения коэффициента трансформации трансформатора квантователя 2, который получает питание от модулятора, Эта же последовательность кодовпоступает на один иэ входов цифрового вычитателя 8, компенсирующего сумматора 10 ицифрового блока деления 11,Напряжение с выхода преобразователя с помощью измерительного выпрямителя 5 и аналого. кодового блока б.преобразуется в код,масштабируется в масштабирующем цифровомумножителе 7 и вычитается из сигнала блокауправления 4 в цифровом вычитателе 8. Полученная разность поступает на цифровой сумматор 9 где складывается с кодом суммы,полученной на выходе цифрового сумматора 910 Изменяя величину кода 6, можно регу.пировать выходное переменное напряжение вшироких пределах. При этом необходимо соот.ветственным образом изменять и масштабныйкоэффициент Й.Для более ясного представления о работепреобразователя целесообразно рассмотреть ра.боту блока управления 4, пример реализациикоторого представлен на фнг. 3. Блок управления 4 вырабатывает сигнал, синхронно ком.мутирующие ключевые элементы преобразователя,ПЗУ 16 содержит числа, соответствующиедлительности ступеней переменного выходногонапряжения, формируемого на одном такте ра.боты всего устройства.Работу схемы удобно рассматривать с мо.мента времени, когда в счетчиках 15 и 17записаны нулевые коды, а триггер 18 нахо-дится в состоянии "1". При этом на выходе ПЗУ 16 будет установлен код, выбирае.мый по адресу "0" и соответствующий дли.тельности нулевой ступени. На счетный входсчетчика 15 непрерывно поступают импульсыопорной частоты. При наборе в счетчик 15кода, соответствующего длительности первойступени, сигнал с выхода блока сравнения20 через элемент 21 поступает на суммирующий вход счетчика 17, При этем изменяетсяего состояние на состояние "1", Кроме того,обнуляется счетчик 15. Изменение состояниясчетчика 17 вызывает изменение информациина выходе ПЗУ 16, которы теперь соответствует длительности первой ступени, а такжевызывает включение источника О. в квантователе 2 (фиг. 2),Счетчик 15 длительности .ступеней повторно заполняется импульсами генератора 13 дотого момента, пока не произойдет набор кода, соответствующего длительности первой ступени, поступающего с ПЗУ 16,Аналогичным образом происходит формиро.ванне управляющего коца счетчика 17 для всех 19566 бпоследующих ступеней первой четверти периода,эа исключением верхней ступени.В ПЗУ 16 записывается число, соответству.,.ющее половине длительности верхней ступени,5 При наборе этого кода в счетчике 15 импульсс блока сравнения кодов 20 переполняетсчетчик 17 (его состояние становится "0000"),Импульс переполнения счетчика 17 с выхода"+Р опрокидывает триггер 18 и задним фрон.том через элемент 22 вычитает единицу изсчетчика. Таким образом, после формированияпервой половины верхней ступени выход блока сравнения 20 показывается подключеннымк вычитающему входу счетчика 17, а его со.15 стояние становится "111.1", т.е, с выходаПЗУ подается код, соответствующий длитель.ности половины верхней ступени.При наборе в счетчике 15 кода, соответству.ющего половине верхней ступени, импульс с20 выхода блока сравнения кодов 20 поступаетна вычитающий вход счетчика 17 и уменьшает его состояние на единицу и т,д,При переходе счетчика 17 через "0" происходит переключение триггеров 18 и 19 и ана.25. логично формируется отрицательная полуволнавыходного напряжения. Триггер 19 н элементы 23 и 24 служат для управления работойключей демодулятора 3. Реверс импульсов уп.равления ключами демодулятора 3 происходит в момент перехода кривой выходного на.пряження через ноль, Синхронизация реверсаосуществляетсяимпудьсом с выхода ".Р" счетчика 17.Применение данного устройства позволяетобеспечить глубокое и независимое регулиро 35ванне величины выходного напряжения и егочастоты, при этом точность стабилизации независит от диапазона регулирования выходного напряжения, Задержка компенсации возмущающего воздействия составляет всего один40такт работы устройства, что соответствуетмаксимульно возможному быстродействию дляцифровых устройств.ректор В. Гирняк едак тор Тирша 687ИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытийосква, Ж-З 5, Раушская наб., д. 4/5 Подл исно Заказ 49ВНИ 035 Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4