Регулируемый преобразователь переменного напряжения в переменное

(51 4 Н 02 2 ПЬСТ и вторая части вторичвключены параллельно че, Ал гори тм у пр авл ения ементами 4,1-4.п; 4,1 -4.п нный блоком управления вает изменение числа витз частей вторичной обмоткнутом соответствующем менте 5,5 , При упомяну- переключения ключевых ключается появление ложо при ключевом поря к элементо ных выбр де напряжения на в од ого уровня к другому, за я поставленная цессе перехода от одного напряжения т чего достигаетс в ил.,ель38к 1 л ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(56) Авторское свидетельство СССРР 413468, кл. О 05 Р 1/14, 1974,Патент СА У 3978395, кл, 323-43,О 05 Р 1/14, 1976,(54) РЕГУЛИРУЕК ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПЕРЕМЕННОЕ(57) Изобретение относится к электротехнике и предназначено для ступенчатого регулирования переменного напряжения при питании радиотехническихустройств Цель изобретения - повышение надежности. Изменение напряженияна выходе осуществляется за счет изменения числа включенных в работу регулировочных1З,п соответчасти вторичра 1, Перваяной обмоткирез дроссельключевыми эли 5,5, зада11, обе спечиков каждой и секций 3,1-3,п и 3,1 твенно первой и втор ой обмотки трансформ1307515 Изобретение относится к электро- ,технике и предназначено для ступенчатого регулирования переменного напряжения при питании радиотехническихустройств, 5Цель изобретения - повьшение надежности,На Фиг 1 представлена структурная схема силовой части устройства;на Фиг, 2 - структурная схема блока Оуправления,Устройство содержит трансформаторподключенную к сети первичную обмотку 2, вторичную обмотку 3, состоящую из двух одинаковых частей, каждая из которых выполнена в виде регу(лировочных секций 3.1-3.пи 3.1 -З,п,/ключевые элементы 4.1-4.п и 4,1 -4,п,первый и второй дополнительные ключеlвые элементы 5 и 5 , дроссель б, 20средняя точка 7 которого соединена спервым выходным выводом 8, общий провод 9, соединяюший выводы первых регулировочных секций и подключенныйк второму выходному выводу 10, блок11 управления, включающий источник 12опорного напряжения, первый и второйгенераторы 13 и 14 одиночного импульса, первый, второй и третий триггеры15, 16 и 17, генератор 18 тактовых 30импульсов, восьмиразрядный двоичныйсчетчик 19, дешифратор 20 с импульсным входом считывания информации,первый и второй реверсивные счетчики21 и 22, компаратор 23 кодов, элемент 35И 24, первый, второй, третий, четвертый и пятый элементы ИЛИ 25 - 29, ключ30, переключатель 31, установочныеключи первой группы 32.1-32,п, установочные ключи второй группы 33-1 в 40ЗЗ,п, выходы 34,1-34.п первого и выходы 35.1-35,п второго реверсивныхсчетчиков 21 и 22, подключенные к управляющим входам ключевых элементов4,1-4.п и 4,1 -4,п , выходы Зб и 37 45триггеров 16 и 17, подключенные к управляющим входам дополнительных клю-/чевых элементов 5 и 5 соответственно.Регулировочные секции 3.1-3,п и13,1 -З,г., имеют число витков, соответствук 1 щее закону двоичного ряда:1, 2, 4, 8При подаче переменногонапряжения на первичную обмотку 2Фтрансформатора на регулировочных секциях обеих частей вторичной обмоткионаводятся напряжения: 2 П; 2 П..,2 1, где Б - напряжение единичнойступени регулирования,2Возможны два различных режима работы устройства: плавное повышениевыходного напряжения от заданногонижнего предельного значения до верхнего; плавное понижение выходного напряжения от верхнего до нижнего заданных предельных значений.В первом режиме устройство работает следующим образом,Установочные ключи первой группы32.1-32.п устанавливают в положение,соответствующее двоичному коду нижнего, а установочные ключи второйгруппы 33,1-33.п - в положение, соответствующее двоичному коду верхнегопределов регулирования выходного напряжения, Ключ 30 устанавливается вположение "01 11 Разомкнуто, если значение нижнего предела регулированиячетное, и в положение "2" "Замкнуто"при нечетном значении этого предела.Переключател:ь 31, выполненный двухвходовым, устанавливается в положение Т. Опорный уровень напряжения отис.точника 2 опорного напряжения через замкнутый ключ 30 и соответствующие требуемым уровням напряжения установочные ключи первой и второйгрупп 32 и 33 поступает на установочные входы 1,п реверсивных счетчиков21 и 22, первый входной канал компаратора 23 кодов и установочный вход11 112 в о с ьмир азр ядно г о двоичного счетчика 1 9 . Для определенности положим,ч то нижним пределом изменения выходного напряжения является " 0 1 .Процесс плавного повьшения выходного напряжения в этом случае иллюстрируется табл. 1, где- напряжение регулировочных секций 3.1-3.п;напряжение регулировочных сек/цйй 3.1 -З.п ; Т- выходное напряжение. С помощью генератора 13 одиночного импульса все логические схемы устройства устанавливаются в исходноесостояние. При этом восьмиразряцныйдвоичный счетчик 19, двоичные реверсивные счетчики 21 и 22 и триггер 15устанавливаются в состояние "0",триггеры 1 б и 17 - в состояние "1",ключевые элементы 4,1-4,п и 4, - 4,п1 /разомкнуты, дополнительные ключевые/элементы 5,5 замкнуты, напряжениена выходе устройства равно О,После срабатывания генератора 14триггер 15 устанавливается в состояние "1", разрешая прохождение импуль 3 3075сов от генератора 18 через схему И 24на счетный вход восьмиразрядного двоичного счетчика 19 и импульсный входсчитывания информации дешифратора 20.Предполагается, что все счетчики всхеме построены на счетных триггерахс внутренней задержкой (переключениеразрядов происходит после окончаниясчетного импульса).Первый импульс входной последова- Отельности формирует импульсный сигнална выходе "0" дешифратора 20, Этотсигнал, проходя через схему ИЛИ 25 ипереключатель 31, поступает на счетный вход сложения реверсивного счетчика 21. После окончания счетного импульса восьмиразрядный счетчик 19 иреверсивный счетчик 21 переключаютсяв состояние "1". Сигнал с выхода 34.1поступает на управляющий вход ключеваго элемента 4,1, вызывая его срабатывание, В результате замыкания ключевого элемента 4,1 напряжение ,обудет равным 2 Б. Поскольку напряжение Пв по-прежнему остается равным О, 25то по окончании первого такта работывыходное напряжение устройства 1== П/2,Второй импульс входной последовательности формирует импульсный сигнал на выходе "1" дешифратора 20,Последний, проходя через схему ИЛИ26 и переключатель 31, поступает насчетный вход сложения реверсивногосчетчика 22. По окончании счетногоимпульса восьмиразрядный двоичныйсчетчик 19 переключается в состояние"2", а реверсивный счетчик 22 - всостояние "1". Сигнал с выхода 35,1вызывает срабатывание ключевого эле - 40мента 4.1 . Соответственно напряжение П =2 П и 1 ,=2 П.Итак повышение выходного напряжеония от 0 до 2 П происходит за дватакта работы устройства, 45В третьем такте импульсы с выхода"2" дешифратора 20 переводят триггер16 в состояние "0", сигнал с выхода36 размыкает ключевой элемент 5, восьмиразрядный двоичный счетчик 19 переключается в состояние "3, напряжения Ц Пв ПвыВ четвертом такте импульс с выхода "3" дешифратора 20 переводит Ре версивный счетчик 21 в состояние "2", восьмиразрядный двоичный счетчик 19 переключается в состояние "4". Сигналами с выходов 34,1 и 34.2 размыкает 15 4ся ключевой элемент 4.1 и замыкается ключевой элемент 4.2, Однако, поскольку дополнительный ключевой элемент 5 в этот момент времени разомкнут, то, в отличие от прототипа, при любом разбросе по времени срабатывания ключевых элементов выбросов выходного напряжения не гроисходит и 1 , остается равным 2 .;.В пятом такте импульс с выхода "4" дешифратора 20 устайавливает триггер 6 в состояние "1", сигнал с выхода 36 замыкает дополнительный ключевой элемент 5, восьмиразрядный двоичный счетчик 19 переключается в состояние "5", При этом.1В шестом такте импульс с выхода "5" денифратора 20 переводит триггер 17 в состояние "0", Сигнал с выхода 37 размыкает дополнительный ключевойэлемент 5 , восьмиразрядный двоичный счетчик 9 переключается в состояние.д 1-в Пвых 2 ОВ седьмом такте импульс с выхода "6" дешифратора 20, проходя через схему ИЛИ 26 и переключатель 31, переводит реверсивный счетчик 22 в состояние "2", Управляющие сигналы с выходов 35,1 и 35.2 размыкают ключевсй элемент 4,1 и замыкают ключевой элемент 4,2 , выбросов выходного напряжения не происходит, =П =20, Восьмиразрядный двоичныйвьхсчетчик 19 переключается в состояние7В восьмом такте импульс с выхода " 7 " дешифр а т о р а 2 О устанавливает триггер 1 7 в состояние " 1 " , Сигнал с выхода 3замыкает дополни т ельньпIключевой элемент 5 , восьмиразрядный двоичный счетчик 19 переключается в состояние "0", о=Па=1 вь =2. В дальнейшем повышение П,ат четного значения до нечетного осуществляется за два такта и устройство работает как в первом и втором тактах, Повышение 1от нечетного знаВыхчения до четного происходит за шесть тактов, устройство работает как в третьем и восьмом тактах.Разница в числе тактов, необходимых для повышения выходного напряжения на единичную ступень регулирования, объясняется тем, что в процессе перехода от двоичного кода четного числа к коду нечетного числа изменя5 1307515 ется значение от "О" к "1" только у младшего разряда (табл. 2).Так как при этом цифры в остальных разрядах не изменяются, то в процессе перехода от четного кода к нечетному напряжение Б,ь, будет совпадать либо со старым, либос новым состоянием и ложных выбросов напряжения на выходе устройства не будет. Следовательно, в этих случаях нет необходимости испольэовать дополнитель,. I ные ключевые элементы 5 и 5 для отключения выводов дросселя 7 от регу/лировочных секций 3, 3 и для реализации этого перехода требуется два 15 такта работы устройства,Переход от двоичного кода нечетного числа к четному связан с изменением значений нескольких двоичных разрядов (табл, 2). Для исключения в мо мент этого перехода ложных кодовых комбинаций и связанных с ними выбросов выходного напряжения используются дополнительные ключевые элементы/5, 5 . На последовательное включение 25 и отключение этих ключевых элементов затрачивается четыре дополнительных такта работы устройства Соответстветственно продолжительность цикла изменения 11 п,на единичную ступень регулирования равняется:шести тактам,После того, как реверсивные счетчики 21 и 22 установятся в состояние, определяемое установочными ключами первой группы 32.1-32,п, на выходе компаратора 23 кодов появится сигнал, который через схему ИЛИ 29 устанавливает триггер 15 в состояние "0", запрещая дальнейшее прохождение входных импульсов от генератора 18.Если требуется повышать 116 д, начиная с некоторого ненулевого значения, то в реверсивные счетчики 21 и 22 заносится двоичный код этого значения, а восьмиразрядный двоичный счетчик 19 устанавливается с помощью ключа 30 в состояние "О" или "2" в зависимости от четного или нечетного начальных значений нижнего предела регулирования Пы соответственно,Процесс плавного понижения выходного напряжения от верхнего предела к нижнему иллюстрируется табл, 3. В этом режиме работы устройства реверсивные счетчики 21 и 22 устанавливаются в состояние, соответствующее двоичному коду верхнего предела регулирования установочные ключи второй группы 33,1-33,п - в положение,соответствующее двоичному коду нижнего предела регулирования, переключатель 31 - в положение 1 Т, а восьмиразрядный двоичный счетчик 19 - всостояние "2" при четном и в состояние О" при нечетном значениях верхнего предела,10 Работа устройства происходит по аналогии с предыдущим режимом, Отличие заключается в том, что импульсы с выходов дешифратора 20 поступаютна счетные входы вычитания реверсивных счетчиков 21 и 22 и при переходеот четного значения П , к нечетномупродолжительность цикла равняется шести, а при переходе от нечетного кчетному значениям - двум тактам работы. Формула изобретения Регулируемый преобразователь переменного напряжения в переменное, содержащий трансформатор, первичная обмотка которого подключена к входным выводам, а вторичная обмотка состоит из двух одинаковых частей, каждая из которых выполнена в виде п регулировочных секций, причем число витков каждой из последующих секций вдвое больше, чем предыдущей,регулировочные секции каждой частивторичной обмотки соединены междусобой последовательно через ключевыеэлементы, замыкающие контакты которых включены между разноименными выводами соседних регулировочных секций, а размыкающие контакты - междуодноименными выводами соседних регулировочных секций, первые и вторыеодноименные выводы первых регулировочных секций обеих частей вторичнойобмотки соединены через соответствующие замыкающие и размыкающие контакты соответствующих ключей с первым выходным выводом, вторые одноименные выводы последних регулировочных секций обеих частей вторичной обмотки связаны с крайними выводами дросселя, средний вывод которого является вторым выходным выводом,и блок управления, 2 п управляющихвыхода которого подключены к управляющим входам соответствующих ключевых элементов, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повьппениянадежности, введены два дополнитель 35 40 45 50 551307515 15 20 Таблицетающие ключи Исходноесостояние О О О О О О О О О 1 11+112 2 ц О 11 211 О 2 П 20 2 О 211 2 Б 211 ЗУ 23 20+О/ 1 О О. 1 О О О 11 ЗБ ных ключевых элемента, включенныхкаждый между крайним выводом дросселя и вторым выводом последней секциисоответствующей части вторичной обмотки, а блок управления содержитвосьмиразрядный двоичный счетчик, два генератора одиночного импульса, генератор тактовых импульсов, источникопорного напряжения, три ВЯ-триггера,пять схем ИЛИ, ключ, две группы по 10и установочных ключей, переключатель,схему И, два реверсивных счетчика икомпаратор кодов, при этом выход источника опорного напряжения подключен через ключ к установочному входу восьмиразрядного двоичного счетчика,через первую группу и установочныхключей - к попарно объединенным и установочным входам первого и второго реверсивных счетчиков и через вторую группу и установочных ключей - к первым и входам компаратора кодов, выход первого генератора одиночного импульса подключен к первым входам первой, второй и третьей схем ИЛИ и к.входам начальной установки реверсивных счетчиков, выход второго генератора одиночного импульса подключен кВ-входу первого ВЕ-триггера, В-входкоторого подключен к выходу первой схемы ИЛИ, а выход - к первому входу1 схемы И, второй вход которой подключен к выходу генератора тактовых импульсов, а выход - к импульсному входу считывания информации дешифратораи к счетному входу восьмиразрядногодвоичного счетчика, выходы которогоподключены к входам дешифратора, нулевой и третий, первый и шестой выходы которого подключены к входам соответственно четвертой и пятой схемИЛИ, второй и седьмой выходы - ковторым входам соответственно второйи третьей схем ИЛИ,четвертый и пятыйвыходы - к В-входам соответственновторого и третьего ВЯ-триггеров, Бвходы которых подключены соответственно к выходам второй и третьейсхем ИЛИ, а выходы подключены к управляющим входам первого и второгодополнительных ключевых элементов,выходы четвертой и пятой схем ИЛИ через переключатель подключены к счетным входам сложения и вычитания соответственно первого и второго реверсивного счетчика, выходы последнегоподключены к вторым и входам компаратора кодов, выход которого подключенк второму входу первой схемы ИЛИ, авыходы реверсивных счетчиков образуют 2 и упомянутых управляющих выходовблока управления. Напряженк 4.3 4.2 4.1 11 в 0 а 11 вмРаботающие ключи4 п 43 42 41 5 4 п остояние счетчика 5 4,3 42 4,1 11 О 1 О О ОО 211 213 213 2 1 2 П 21. 2 4 1 О 10 О О О О 1 О 1 О О 1 12 13 О 1 1 О О О 14 1 Б Б 1.1 О 15 О 1 О О 1 О О О 1 О 2 1 О О 2 О О 1 б 1 О О О О О Составитель И, Головинова Техред В.Кадар Корректор Л. Пилипенко Редактор А, Гулько Заказ 1 б 38/52 Тираж 661 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Рауюская наб д, 4/5