Преобразователь однофазного напряжения

 

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ОДНОФАЗНОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий регулирующий трансформаторно-ключевой орган дискретного действия,управляющие входы ключей которого связаны с выходом реверсивного счетчика импульсов , счетный вход последнего соединен с выходом генератора тактовых импульсов, а его установочные входы - с выходами трехпозиционного органа сравнения, один вход которого подключен к вьЬсоду преобразователя , образованному выходом регулирующего органа, а другой - к выходам формирователя эталонных напряжений, входом связанного с выходом преобразователя , отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения возможности получения напряжений вькодной частоты, отличной от частоты питающего напряжения в него введены инвертор, включенньй между входнь94И выводами преобразователя и входом регулирующего органа дискрет-с його действия, и компаратор полярное л с: ти напряжений, один вход которого ; подсоединен к выходу формирователя эталонных напряжений, другой - к выходу преобразователя, а выход к управляющим входам инвертора.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИА ЛИСТ ИЧЕСИИХ

РЕСПУБЛИН

4(5 ) Н 02 М 5/27

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ВтО СКоч СВИДЕтЮЬСта (21) 3577921/24-07 (22) 28,02.83 (46) 23.05.85. Бюл,9 l9 (72) В.В.Юдин (53) 623.3!4.27 (088.8) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (56) Авторское свидетельство СССР

В ) 035754, кл. Н 02 М 5/3 6, 3 983.

Авторское свидетельство СССР

Ф 879985, кл. H 0$ М 5/00, t980. (54) (57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ОДНОФАЗНОГО

НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий регулирующий трансформаторно-ключевой орган дискретного действия, управляющие входы ключей которого связаны с вьмо дом реверсивного счетчика импульсов, счетный вход последнего соединен с выходом генератора тактовьм импульсов, а его установочные входы — с Фьмодами трехпознционного...SU,» 115?628 А органа сравнения, один вход которого подключен к выходу преобразователя, образованному выходом регулирующего органа, а другой - к выходам формирователя эталонных напряжений, входом связанного с вьмодом преобразователя, отличающийся тем, что, с целью расщирения функциональных возможностей путем обеспечения возможности получения напряжений выходной частоты, отличной от частоты питающего напряжения1 в него введены инвертор, включенный между входными выводами преобразователя и входом регулирующего органа дискретного действия, и компаратор полярнос" ти напряжений, один вход которого: подсоединен к выходу формирователя эталонных напряжений, другой — к выходу преобразователя, а выходк управляющим входам инвертора.

О =ОО ч0О

1 11576

Изобретение относится к преобразовательной технике и может найти применение в устройствах электропитания различной аппаратуры, а также в приводах двигателей переменного тока. 5

Целью изобретения является расширение функциональных Boçèo êíîñòåé преобразователя однофазного напряжения путем обеспечения воэможности получения напряжений выходной часто- 10 ты, отличной от частоты питающего " напряжения.

На фиг.1 представлена электрическая схема предложенного преобразователя однофазного напряжения; íà 1$ фиг.2 — временные диаграммы.,поясняющие его работу.

Преобразователь однофазного напряжения (фиг.1) содержит инвертор 1 и регулирующий трансформаторно-ключе- 20 вой орган 2 дискретного действия, соединенные покаскадно; компаратор 3 полярности напряжений, выходы которого соединены с управляющими входами инвертора 1, а один из входов — с 25 выходными зажимами преобразователя1 трехпозиционный орган 4 сравнения, один из входов которого соединен с выходом регулирующего органа дискретного действия; формирователь 5 ::- З0 эталонных напряжений, вход которого соединен с выходными выводами преобразователя, один иэ выходов соединен с другим входом компаратора 3 полярности напряжений, а два других — З5 с входами трехпозиционнаго органа 4 сравнения; реверсивный счетчик 6 импульсов, управляющие входы кото-. рого соединены с выходами трехпозиционного органа 4 сравнения, а выхо- 40 ды — с управляющими входами регулирующего органа 2 дискретного действия1 генератор 7 тактовых импульсов, выход которого соединен со счетным входом реверсивного счетчика 6.

Инвертор 1 выполнен иа четырех управляемых ключах 8-11, соединеняьк по мостовой схеме. Регулирующий орган 2 дискретного действия выпол- $0 нен на основе трансформаторно-ключевой схемы, содержащей совокупность трансформаторов 12-15, первичные и вторичные обмотки. которых соединены последовательно, и совокупность $5 управляемых ключей 16-23, подключенных параллельно обмоткам трансформато\ ров. Возможны и другие варианты реалиэации регулирующего органа дискретного действия.

Компаратор 3 полярности напряжений содержит трансформатор 24, два формирователя напряжений, каждый иэ которых состоит иэ резистора и стабилитрона (25,26 и 27,28 соответственно ), и логическую схему 29 на элементах 30-35 (К155ЛАЗ J, реалиэующую функцию равнозначности и неравнозначности

Трехпозиционный орган 4 сравнения трансформатор 36, выпрямительные мосты 37-40, компараторы 41 и 42 напряжения, выполненные по микросхеме

52)СА1 и логическую схему 43 равнозначности н неравноэначности, реализованную на элементах К155ЛА3 по аналогии с логической схемой 29.

Формирователь 5 эталонных напряжений содержит преобразователь 44 переменного напряжения в постоянное,включающий в себя выпрямительный иост и фильтр, а также генератор гармонических колебаний, выпол ненный по трансформаторной схеме на транзисторе 45. Частота эталонных напряжений задается емкостью 46.

Амплитудные значения эталонных напряжений устанавливаются потенциомет рами 47 и 48, включенными во вторичные обмотки трансформатора 49.

Реверсивный счетчик 6 имф льсов и генератор 7 тактовых импульсов выполнены на интегральных микросхемах 50 и 51 серии К155. Частота следования тактовых импульсов задается резистором 52 н конденсатором 53.

Работу предложенного преобразователя однофазного напряжения рассмотрим в режиме преобразования частоты.

Этот режим характеризуется з риведенньми на фйг.2 диаграммами, на которых изображены изменения во времени: a — питающего напряжения

U q 6 — эталонных напряжений

0„ и О ; е и a - напряжений 0 и U на стабклитронах в компараторе 3 полярности напряжений; 3 и е - напряжений Ц6 и Оь на Входах компа ратора 3 полярности напряжений; - напряжений U,, 0в и 0> в схеме

3 11с7 трехпозиционного органа 4 сравнения; ь и и - напряжений 0„ и 0 на выходе трехпозиционного органа 4 сравнения; к — напряжения О„ на выходе генератора тактовых импульсов, S л - выходного напряжения 0 преоб«tx разователя однофазного напряжения.

Питающее напряжение 0ь„ (фиг.2a) поступает на инвертор l,состояние которого определяется соотношением 10 полярности этого напряжения с полярностью эталонных напряжений )„ и

U (фиг.26 ). Если полярности совпа. дают, из напряжений US и 01 (фиг.2в, a),ñÔîðìèðoâàéíûõ из питающего и эталонного напряжений, компаратор 3 полярности напряжений формирует сигнал логическая "1" на выходе Ц . В противном случае (при несовпадении полярностей ) 20 сигнал логическая "1" формируется на выходе 0ь (фиг.2а,е).

Наличие сигнала логической "l" на выходе L z приводит к прямой передаче напряжения t3ex инверто- 33 ром 1 на регулирующий орган 2 дискретного действия (ключи 8 и 11 находятся в проводящем состоянии, ключи 9 и 10 - в непроводящем ).

Наличие сигнала логическая "1" на выходе Ц приводит к инверсной нередаче напряжения 0 „на регулирующий орган 2 дискретного действия. (ключи 8 и ll находятся в непроводящем состоянии, ключи 9 и )О - в

3S проводящему В результате совместного действия компаратора 3 полярности напряжений и инвертора l на входе регулирующего органа 2 дискрет ного действия происходит формирование такого напряжения, которое имеет полярность, одинаковую с полярностью эталонного напряжения. Напряжение на выходе преобразователя 0„,„(фиг.2л) также является однополярньм с эталон» ньм напряжением, что обеспечивается одинаковой ориентацией входных и выходных обмоток трансформаторов регулирующегo оpraна 2 дискретного действия. 50

Регулирующий орган 2 дискретного действия под.действием управляющего кода, поступающего с вь»хода. реверсивного счетчика 6 импульсов с частотой следования тактовых импульсов генератора 7 преобразует форму питающего напряжения. Преобразпвание происходит за счет изменения

628 1 коэффициента передачи трансформаторно-ключевой схемы путем исключения из процесса передачи энергии отдельных трансформаторов (обеспечивается коммутацией ключей 16-23 ).

Работой реверсивного счетчика 6 импульсов управляет трекпозиционный орган 4 сравнения. На его входы пос-. тупает выходное напряжение 0e«„-и два эталонных напряжения О, и 0, сформированных генератором 5. Эти напряжения выпрямляются мостамн 3740 (фиг.2 у )и сравниваются компараторами 41 и 42 напряжений. Напряжения с выходов компараторов анализируются логической схемой 43.

В результате анализа на выходе трехпозиционного органа 4 сравнения формируются управляющие сигналы 0, и

01,(фиг.2,и ) .Сигнал логической ")" на выходе 0„, появляется при выполне— нии условия U (0 . Этот сигналвключает реверсивный счетчик 6 импульсов на вычитание. В результате тактовые импульсы 0 (фиг.2к)генера" тора 7 изменяют состояние счетчика в сторону уменьшения коэффициента передачи органа 2 дискретного действия, а следовательно, и величины

Выходного напряжения Оз „.

Сигнал логической l" на выходе

U„,появляется при выполнении 0, (0 .

Этот сигнал включает реверсивный счетчик 6 импульсов иа суммирование.

В резульатте тактовые импульсы U, генератора 7 изменяют состояние счетчика 6 в сторону увеличения коэффициента передачи регулирующего органа 2 дискретного действия, а следовательно, и величины выходного.напря» жения u«,„, Если выходное напряжение по модулю больше нижнего эталонного значе- Г ния и меньше его верхнего значення (прн выполнении условия О, (U, (U )»»a выходеЦ,,и О„„ формируются сигналы логического "0 Лактовые импульсы генератора 7 не изменяют состояния счетчика 6. Коэффициент передачи органа дискретного действия нри этом не изменяется, питающее напряжение

О„„трансформируется без изменения формы.

В результате совместного действия регулирующего органа 2 дискретного действия и трехпозипионного органа 4 сравнения осуществляется преобразовакием закона изменения модуля мгновен" ного значения питающего напряжения .

Ug â заданный эталонным напряжением закон изменения модуля мгновенногО значения выходного напряжения Овн .

Полярность выходного напряжения, определяемая инвентором l и компаратором 3 полярности напряжений, !!57628 совпадаеi с полярностью ?òàëîH— ныл напряжений.

В

Точность воспроизведения выходного напряжения зависит от количества градаций коэффициентов передачи регулирующего органа 2 дискретного действия и частоты следования тактовых импульсов генератора 7.

ЕЕ57628 д е ф

3 и

Составитель Г.HblgjMc

Редактор P.Цицнка Техред И.Надь Корректор И,иуска

Заказ 3388/52 Тираж 646 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делаи изобретений и открытий

133035„Иосква,Ж-35,Рауаская наб.,д.4/5

Филиал ИПП "Патент",г.ужгород, ул.Проектная,4