Преобразователь однофазного напряжения

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 4 Н 02 М 5/27 ГОСУД ПО ДЕ ТЕНИ ЬВЮ 1 1:ЛГ 1,Аще ежа.е мЪ.ОМУ С К АВТ ЛЬСТВУ сигАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР М ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ПИСАНИЕ И(56) Авторское свидетельство СССР В 894829, кл. Н 02 М 5/16, 1979.Авторское свидетельство СССР У 1035754, кл. Н 02 М 5/16, 1982.Авторское свидетельство СССР 9 789985, кл. Н 02 М 5/16, 1978.Авторское свидетельство СССР В 1157628, кл. Н 02 М 5/16, 1983. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ОДНОФАЗНОГО НА ПРЯЖЕНИЯ(57) Изобретение относится к преобразовательной технике и м.б, исполь зовано при построении преобразовате лей частоты различного назначения. Целью является повьппение быстродей ствия. Устр-во содержит регулирующий орган 1 дискретного действия, к управляющим входам Х=(у, ууД ко торого подсоединен преобразователь 2 кодов, соединенный с выходом аналогоцифрового преобразователя 3, вход которого соединен с выходом блока 4деления напряжений. Управляющими налами У,У ,У обеспечивается изменение коэффициента передачи тр-ра, входящего в состав органа 1 дискретного действия, в процессе пе" редачи через него напряжения. При этом возрастанию напряжению на выходе блока 4 соответствует возрастание коэффициента трансформации тр-ра. Выходное напряжение при этом преобретает форму кусочно-синусоидального у напряжения, близкого к эталонному.2 з.п. ф-лы, 6 ил. С:, Изобретение относится к преобра" зовательной технике и может быть использовано при построении преобразователей частоты различного назначения. 5Целью изобретения является повьппение быстродействия.На фиг.изображена электрическая схема устройства для преобразования частоты; на Фиг. 2 - времен- О ные диаграммы напряжений, поясняющие его работу на примере удвоителя частоты; на фиг. 3 - электрическая схема регулирующего органа дискретного действия; на фиг. 4 - электрические схемы аналого-цифрового преобразователя и преобразователя кодов; на фиг. 5 - схема устройства деления напряжений; на фиг. 6 - схема устройства умножения напряжений. 20Устройство для преобразования частоты (фиг, 1) содержит регулирующий орган 1 дискретного действия 1, к управляющим входам У=у ,у укоторого подсоединен преобразователь 2 кодов, Входы преобразователя кодов Х=х,хпх) соединены с выходами аналого-цифрового преобразователя 3, Вход аналого-цифрового преобразователя соединен с выходом блока 4 деления напряжений, вход делителя 5 которого соединен с входом устройства для преобразования частоты, а вход делимого 6 через Формирователь 7 эталонного напряжения - к входу устройства для преобразования часто.ты.Регулирующий орган дискретного действия (фиг. 3) содержит трансформатор 8, вторичная обмотка которого40 снабжена центральным 9 и промежуточными 10-13 отводами. Промежуточные отводы совместно с крайними отводами 4 и 15 посредством двух групп управляемых ключей 16 и 7, выполненных на транзисторах, включенных в диагонали выпрямительных мостов, подсоединены к выходу регулирующего органа дискретного действия. Управляющие входы ключей соединены с выходами двух групп коньюнкторов 18 и 9. Один из входов каждой группы соединен с соответствующим управляющим входом регулирующего органа дискретного действия у ,у . у . Другие входы объ-иединены в узел. Один узел соединен с управляющим входом у непосредственно, в другой - через инвертор 20. 8 2Преобразователь 2 кодов выполнен на инверторах 21 и логических элементах 2 И 22 совпадения, а аналого-цифровой преобразователь 3 - на компараторах 23 (фиг, 4). Компаратор,.формирующий сигнал управления у, через трансформатор 24 подсоединен к входу аналого-цифрового преобразователя 3, причем один из входов этого компаратора заземлен, Остальные компараторы одним из входов подсоединены к выходу выпрямительного моста 25, соединенного входом с вторичной обмоткой трансформатора 24, а другим входом - к выходам делителя 26 напряжения, состоящего из последовательно соединенных резисторов, подключенных к источнику постоянного напряжения Е.Блок 7 деления напряжения выполнен (фиг. 5) на основании блока 27 умножения напряжений и усилителя 28, Блок 27 умножения напряжений содержит резистивные оптроны 29 и 30, резисторы 3 и 32, которые совместно с фоторезисторами оптронов образуют мостовую схему, и дополнительные резисторы 33 и 34, подсоединенные к светодиодам оптронов,а также усилитель 35.формирователь 7 эталонного напряжения представляет собой генератор гармонических колебаний с автоматической регулировкой усиления, синхронизированный входным напряжением сети, и выполнен на операционном усилителе К 140 УДА.Все логические элементы устройства для преобразования частоты могут быть выполнены на интегральных микросхемах серии К 155, усилители 28 и 24 блока деления напряжения - на .микросхемах серии К 140.Работа устройства для преобразования частоты происходит следующим образом. формирователь 7 эталонного напряжения из входного напряжения сети У, (фиг. 2 а) формирует эталонное напряжениезаданной частоты (фиг. 2 б). Это напряжение поступает на вход делимого устройства 4 деления напряжений, вход делителя которого соединен с входом устройства преобразования частоты. В результате деления на входе аналого-цифрового преобразователя формируется напряжение 1, пропорциональное частному от деления напряженияна напряжение Б, (фиг.2 в).1302398 3Аналого-цифровой преобразователь 3 (фиг. 4) в результате сравнения компараторами 23 мгновенных значений напряжения О с нулевым уровнем, а модуля его мгновенных значений Б с различными уровнями напряжений, заданными делителем 26 (на диаграмме 2. д для примера показ аны три уровня ), формирует управляющие сигналы х х ,х. Эти сигналы преобразова О телем 2 кодов (фиг. 4) преобразуются в сигналы уу,у управляющего кода У. При этом сигнал у (фиг. 2 г) принимает значение "Лог.1" в том случае, если полярность напря жений 11. и 11 противоположна (т.е.,2когда 11 (О). В противном случае сиг 311 11 нал у равен значению "Ло г . 0оПод действием управляющего кода У происходит изменение коэффициента пеО редачи регулирующего органа 1 дискретного действия 1 (фиг. 3). При этом управляющий сигнал у разрешает прохождение управляющих сигналов у У,у лишь на одну из групп клю Яьчей 6 или 17. Когда полярность входного напряжения 111 и эталонного напряжения Цсовпадают, сигнал у принимает значение "Лог.О" и разрешает прохождение управляющих сигналов 30 на группу ключей 16, Когда полярности напряжения Б, и напряжения 11 не совпадают, разрешается прохождение управляющих сигналов на группу ключей 17. Вследствие этого полярность выходного напряжения совпадает с полярностью эталонного напряжения.управляющими сигналами у,у 1,у обеспечивается изменение коэффициента передачи трансформатора 8 в 4 О процессе передачи напряжения Б, через него одновременно в проводящем состоянии находится лишь один ключ 16 или 17 группы). При этом возрастанию напряжения на выходе блока деления 45 напряжений 11 соответствует возраста 3ние коэффициента трансформации трансформатора 8. Выходное напряжение 114 вследствие такого преобразования приобретает форму кусочно-синусоидаль О ного напряжения, близкого к эталонному напряжению (фиг. 2 е). При большом количестве уровней и напряжения в делителе 26 аналого-цифрового преобразователя 3 можно с большой точностью считать, что коэффициент трансформации трансформатора 8 изменяется по закону 4К=А ф11Ц Ъ1где А - константа, зависящая.от параметров элементдв схемы.При этом для выходного напряженияустройства получим1. =К. 11 =Ат.е. оно пропорциойально эталонномунапряжению 0 и не зависит от уровнявходного напряжения сети 11,В предложенном устройстве времяустановления необходимого управляющего кода У определяется лишь быстродействием аналого-цифрового преобразователя. Оно может быть очень малым,в частности, применейие аналого-цифрового преобразователя, использующего метод считывания (фиг. 4), позволяет производить установку управляющего кода практически мгновенно. Формула изобретения 1, Преобразователь однофазного напряжения, содержащий формирователь эталонного напряжения и регулирующий орган дискретного действия, управляющие входы которого подключены к схеме формирования кода, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повыше- ния быстродействия, в него введен блок, обеспечивающий операЦию арифметического деления знакопеременных напряжений, вход делимого которого соединен с выходом формирователя эталонного напряжения, а вход делителя - с входом регулирующего органа дискретного действия, причем схема формирования кода выполнена на (и+)- разрядном аналого-циФровом преобразователе, знаковый разрядный выход которого соединен со знаковым разрядным входом регулирующего органа дискретного действия непосредственно, а все последующие разряды. соединены с соответствующими разрядами регулирующего органа дискретного действия через введеный преобразователь кодов, осуществляющий по каждому разрядному выходу функцию логического суммирования сигнала такого же входа с инвертированным сигналом последующего разрядного входа.2, Преобразователь по п, 1, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что блок, обеспечивающий операцию арифметического деления знакопеременных напряжений выполнен на усилителе, один вход которого соединен с входом делимого, 5 13023 а другой вход через блок, обеспечивающий операцию арифметического умножения знакопеременных напряжений, соединен с входом делителя и выходом блока, обеспечивающего операцию арифметического деления знакопеременных напряжений, причем узел, обеспечивающий операцию арифметического умножения знаконеременных напряжений, выполнен на резистивных оптронах, фо торезисторы последних совместно с первым и вторым дополнительными резисторами соединены по мостовой схеме, первая диагональ которой подключена через усилитель к выходу узла, 15 вторая диагональ - к одному из его входов, а другой его вход соединен со средней точкой цепочки, образованной последовательно и согласно соединенными светодиодами и подключенной 20Э 98 6к первой диагонали моста, узловые точки которой через третий и четвертый дополнительные резисторы соединены с выводами источников постоянного напряжения соотвествующей полярности.3. Преобразователь по п. 1, о т - л и ч а ю щ и й с я тем, что, упомянутый аналого-цифровой преобразователь выполнен на п+1 компараторах уровней напряжения, вычитающие входы которых соединены с выходами резистивного делителя, подключенного к источнику постоянного напряжения, а суммирующие входы, объединенные в узел, - с выходом выпрямительного моста, вход которого подключен к одной вторичной обмотке трансформатора, другая вторичная обмотка которого подсоединена к входу компаратора знаков напряжения.1302398 Составитель Г. Мыцыкедактор В. Данко Техред А.Кравчук рректор А. Обручар Заказ 1 ое играфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 оизводственн 54 Тираж 661 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Ра