Цифровое устройство для управления широтно-импульсным преобразователем

,ЯО 1 2 2 М 5 257 51) 5 ОПИСАНИЕ ИЭОБРЕТК Ав ГОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ цифом- . СР78.УПРАВЛЕАЗОВАТЕЛЕМ(57) Изобрезовательнойпольэовано преобрабыть исоси ни хинке и може ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(54) ЦИФРОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯНИЯ ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНЬМ ПРЕО широтно-импульсных пре 2обраэователях для стабилизации выходного напряжения, Целью изобретенияявляется повышение точности регулирования выходного напряжения. Устройство содержит задающий генератор 1, двоичный счетчик 2, блоки 3 и 6 сравнения кодов, реверсивный счетчик 4,роаналоговый преобразователь 7, кпаратор 8, блок 5 формирования широтно-модулированных импульсов. Все узлыустройства синхронизируются одним задающим генератором, что позволяетуменьшить уровень дискретизации и по-.высить точность регулирования выходного напряжения. 3 ил,Изобретение относится к импульснойтехнике и может быть использовано вширотно-импульсных преобразователяхнапряжения для стабилизации величиныих выходного напряжения.Целью изобретения является повышение надежности устройства,На фиг, приведена структурная схема цифрового устройства для управления широтно-импульсным преобразонате"лем; на Фиг.2, 3 - осциллограммы на"пряжений в различных точках схемы.Цифровое устройство для управления широтно-импульсным.преобразовате 5лем содержит задающий генератор 1,двоичный счетчик 2, содержащий (и+К+1разрядов, первые и разрядов которогоподключены к одним входам первогоблока 3 сравнения, реверсинный счетчик 4, выходы которого подключены кдругим входам блока 3 сравнения, блок5 формирования широтно-модулированныхимпульсов, второй блок 6 сравнениякодов, к одним входам которого подключены К(п+К) разрядов двоичного счетчика, на другие входы подаетсяцифровой код задания уровня выходного сигнала, цифроаналоговый преобразователь 7, входы которого подключены к К(п+К) разрядам двоичногосчетчика, компаратор 8, на первыйвход которого подано выходное напряжение преобразователя, а второй входсоединен с выходом цифроаналоговогопреобразователя, Р-триггеры 9, 10,информационные входы которых подключены к (п+К,1)-му разряду двоичногосчетчика, а синхрониэирующие входысоединены с выходом второго блокасравнения, один непосредственно, другой через инвертор, первый и второйэлементы 2-4 ИИЛИ-НЕ 11, 12, первыйвторой и третий инверторы 13 - 15,Блок 5 Формирования широтно-модулированных импульсов содержит Р-триггер, два элемента 2 И и элемент НЕ., Синхронизирующий вход Р-триггера соединен с блоком 3 сравнения, информационный - с (и+1) разрядом двоичного50счетчика 2.Цифровое устройство для управленияширотно-импульсным преобразователемработает следующим образом.В исходном состоянии в реверсивномсчетчике 4 записано любое число 1, Им пуцьсная последовательность с генератора 1 поступает на счетный вход двоичного счетчика 2, циклически увеличивая в нем текущее значение числаериодически при совпадении числа, записанного в реверсивном счетчике 4, и числа, определяемого первыми разрядами двоичного счетчика 2 блок 3 сравнения кодов формирует импульс, поступающий на вход блока 5 Формирования широтно-модулированных импульсов (Фиг.2 б). На вход Р блока 5 Формирования широтномодулиронанных импульсов поступает импульсная последовательность с выхода (и+1) двоичного счетчика 2 (Фиг.За). На фигЗг изображен инвертированный сигнал нхР", Переключение состояний выходов Р-триггера (Фиг.Зв,е ) происходит с задержкой, величина которой определена моментом прихода импульсов из блока 3 сравнения кодов (фигЗб), который, н свою очередь, определяется состоянием 1 реверсивного счетчика 4. Импульсы длительностью, задаваемой числом 1, сдвинутые отно сительно друг друга на 180 по фазе для управления широтно-импульсным преобразователем, Формируются на выходах первого и второго элементов 2 И (Фиг.Зд,ж).Второй блок 6 сравнения кодов формирует на выходе импульс переключения (фиг.2 г) н моменты совпадения кодовой комбинации на выходах К(п+К) разрядов двоичного счетчика 2 с кодовой комбинацией задания уровня. Передний Фронт импульса переключения изменяет состояние Р-триггера 9 на противоположное (Фиг,2 д,е) в соответствии с состоянием (и+К+1) разряда счетчика 2 (Фиг.2 и). Переключение Р-триггера 1 О происходит с задержкой (фиг.2 л,м) на величину длительности импульса переключения, так как импульс переключения поступает на синхронизирующий вход Р-триггера 1 О через иннертор 10 через инвертор 14 (фиг.2 к). Длительность импульса переключения определяет зону нечувствительности преобразователя. Цифроаналоговый преобразователь 7 Формирует на выходе ступенчато возрастающее напряжение (фиг,2 а), количество уровней дискретизации которого равно количеству уровней дискретизации выходного напряжения преобразователя. Прямой линией на Фиг.2 а обозначен уровень выходного напряжения.20 35 40 45 50 5 15На выходе компаратора 8 уровеньсигнала переходит из "О" в "1", когдауровень ступенчато возрастающего напряжения превышает уровень выходногонапряжения преобразователя (фиг,26),Импульсная последовательность(Фиг.2 ж) появляется на выходах элементов 2-4 ИР 1 ЛИ-НЕ 11, 2 в зависимости от состояния выхода (и+К+1)разряда двоичного счетчика 2 в следующих случаях: при состоянии "О"(и+К+1) разряда (фиг.2 н) если совпадают единичные состояния на выходекомпаратора 8 и на прямом выходе В. -триггера 9 (фиг.2 б,д), тогда импульсы появляются на выходе элемента 2-4 ИИЛИ-НЕ 1 (фиг.2 з); еслисовпадают единичные состояния на выходе первого инвертора 13 (фиг.2 в)и инверсном выходе О-триггера 10(фиг.2 м), то появляются импульсы навыходе элемента 2 (фиг.2 н); при состоянии и" (и+К+) разряда счетчика 2, если совпадают единичные состояния на выходе компаратора 8(фиг.26) и на инверсном выходе П-триггера 9 (фиг.2 е), импульсы появляются на выходе элемента 11 (фиг.2 з),а если единичные состояния совпадают.на выходе первого инвертора 13(фиг.2 в) и на прямом выходе 0-триггера 10 (фиг,2 л), импульсы появляются на выходе элемента 12 (фиг.2 н).Появление сигнала "1" на выходекомпаратора 8 характеризуется тремявозможными состояниями,1. Сигнал "1" с выхода компаратора 8 поступает в момент прохождения импульса переключения (фиг.26,г,к). Это означает, что выходное напряжение находится в пределах зонынечувствительности, что соответствует номинальной его величине и регулировка,не требуется. В этом случаеР"триггер 9 переключается раньше(фиг.2 д,е), а 0-триггер 10 (фиг.2 л,м)позже момента появления на выходе компаратора 8 "1" и на выходах элементов 11 и 12 не совпадают единичныесигналы. На реверсивный счетчик 4 непоступают сигналы изменения числа,2. Сигнал с выхода компаратора 8 (фиг.26) появляется позже заднего фронта импульса переключения. Этосоответствует выходному напряжениюпреобразователя выше нормы и требуется уменьшение длительности импульсовуправления преобразователя. В этом случае с момента переключения 11-триггера 10 (фиг.2 л,м) до появления "1" свыхода компаратора (фиг.2 б,в) на входах элемента 12 формируются сигналыразрешения прохождения импульсов регулирования (фиг,2 н) на вход обратного счета реверсивного счетчика 4. 11 риэтом количество импульсов регулирования соответствует тому количествууровней дискретизации, на которое отклонилось выходное напряжение преобразователя от верхней границы эонынечувствительности. Число 1 реверсивного счетчика и длительность импульсов управления преобразователем уменьшаются, Выходное напряжение преобразователя снижается до верхней границы эоны чечувствительности. 3. Сигнал 1" с выхода компаратора 8 приходит раньше появления импульса переключения (фиг.2 г). Это означает, что величина выходного напряжения преобразователя вышла за границу нижней зоны нечувствительности. В11 1 этом случае с момента появления 1 на выходе компар ат ор а 8 до момента пер е ключ е ния 0- три г гер а 9 (фи г . 2 д , е ) пер едним фронтом импульса пер еключения (фи г . 2 г ) н а выходах элемента1 сформированы сигналы разрешения прохождения импульсов ( фи г . 2 ж ) н а вход прямого счета реверсивного счетчика 4 (фи г . 2 з ) . Число 1 и длительности импульсов управления увеличиваются . Выходное н апряж ение возрастает до нижней границы зоны нечувствительности .Длительность импульсов управления пр ео бр азов ат епя , а следовательно , и выходное напряжение преобразователя содержит " уровней дискр етиз ации . Контрол ь уровня выходного напряжения и коррекция числа 1 , з аписанно го в р ев ер сивн ом счетчике 4 , осуще с твля ется по циклу , длительность которого должна определяться характеристикой выходного фильтра преобразователя . В предлагаемом устройстве условие устой чивости определяется следукнцим соотношением для частоты среза выходного фильтра Г р пр е об р азов ат еля и индекса К двоичного счетчика : Й ср )Ез2 Технико-экономический эффект отприменения изобретения заключается вувеличении точности регулирования вы 1575276ходного напряжения и надежности источников электропитания. Формула изобретения5Цифровое устройство для управления широтно-импульсным преобразователем, содержащее задающий генератор, выход которого подключен к счетному входу двоичного счетчика, содержащего (и+ +К+1) разрядов, а выход связан с первыми входами первого блока сравнения кодов, реверсивный счетчик, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено вторым блоком сравнения кодов, компаратором, цивроаналоговым преобразователем, первым, вторым и третьим элементами НЕ первым и вторым элементами 2-4 ИИЛИ-НЕ, первым и вторым О-триггерами, блоком Формирования широтно-модулированных импульсов с 0- и С-входами, причем (1 п) выходы двоичного счетчика подключены к пер вым входам первого блока сравнения кодов, Кп+К) выходы двоичного счетчика подключены к первым. входам второго блока сравнения кодов и входам циФроаналогового преобразователя, ЗВ подключенного выходом к первому входу компаратора, соединенного выходом с третьим и седьмым входами первого элемента 2-4 ИИЛИ-НЕ и через первый элемент НЕ с третьим и седьмым входа- З ми второго элемента 2-4 ИИЛИ-НЕ,первый и пятый входы которого объединены и соединены с первым и пятым нходами первого элемента 2"4 ИИЛИ-НЕ и выходом (К), двоичного счетчика, 40 выходы элементов 2-4 ИИЛИ-НЕ соединены соотнетственно с входами прямого и обратного счета реверсивного счетчика, выход второго блока сравнения кодов подключен к С-входу перного 0-триггера и через второй элемент НЕ с С-входом второго 0-триггера, 0-входы первого и второго В-триггеров объединены и соединены с (и++К+1).выходом двоичного счетчика, свторыми входами элементов 2-4 ИИЛИНЕ и через третий элемент НЕ с восьмым входом первого и второго элементов 2-4 ИИЛИ-НЕ, прямой и инперсный выходы первого Р-триггера подключены соответственно к шестому ичетвертому входам первого элемента2-4 ИИЛИ-НЕ, прямой и инверсный выходы второго 0-триггера подключенысоответственно к четвертому и шестому входам второго элемента 2-4 ИИЛИНЕ, 0-вход блока Формирования широтно-модулированных импульсов подключенк (и+1) выходу двоичного счетчика,С-вход блока Формирования широтно-модулированных импульсов соединен с выходом первого блока сравнения кодов,второй вход второго блока сравнениякодов предназначен для подключенияк источнику кода задания уровня, второй вход компаратора предназначен дляподключения к выходу преобразователя,блок Формирования широтно-модулиронанных импульсов содержит третий Р-триггер, первый и второй элементы И, четвергый элемент НЕ, при этом первыевходы первого и второго элементов Иподключены к прямому и инверсному входам третьего Р-триггера, второй входпервого элемента И подключен к Р"входу третьего Р-триггера через четвертый элемент НЕ,а второй вход второгоэлемента И - непосредственно, входС третьего В-триггера образует С-входблока Формирования широтно-модулированных. сигналов, вход 0 образует0-вход этого блока, а выходы элементов И - выходы этого блока.изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужго Гагарина, 10 аказ 1790НИИПИ Государственного113035,раж 4 омите 1 осква Подписноепо изобретениям и открьггиям при ГКНТ