Регулируемый преобразователь напряжения с изменением частоты выходного напряжения

 

РЕГУЛИРУЕМЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ С ИЗМЕНЕНИЕМ ЧАСТОТЫ ВЫХОДНОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий выпрямитель, вход которого соединен с входным выводом, а выход через последовательно соединенные инвертор, регулирующий орган дискретного действия, реверсивный выпрямитель и фильтр - с выходным выводом, а также генератор тактовых импульсов, выход . которого подсоединен к управляющему входу инвертора, и преобразователь кодов, подсоединенный выходом к управляющему входу регулирующего органа дискретного действия, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения путем возможности реализации функций двух переменных, в него введены аналого-цифровой преобразователь, вы, ход которого подключен к входу преобразователя кодов, а вход - к дополнительному входному выводу, и схема § управления реверсивным выпрямителем, один вход которой подключен к входному выводу, другой - к дополнительному входному выводу, а выход - к управляющему входу реверсивного выпрямителя..

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51)4 Н 02 M 5 16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

hO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21) 3777756/24-07 (22) 31.07.84 (46) 30.12.85. Бюл. У 48 (71) Андроповский авиационный технологический институт (72) В.В. Юдин и В.К. Яковлев (53) 621.314.26(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 439827, кл. 5 06 () 7/26, 1974.

Авторское свиде):ельство СССР

У 1035754, кл. Н 02 М 5/16, 1983, (54)(57) РЕГУЛИРУЕМЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

НАПРЯЖЕНИЯ С ИЗМЕНЕНИЕМ ЧАСТОТЫ

ВЫХОДНОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий выпрямитель, вход которого соединен с, входным выводом, а выход через последовательно соединенные инвертор, регулирующий орган дискретного действия, реверсивный выпрямитель и фильтр - с выходным выводом, а также генератор тактовых импульсов, выход которого подсоединен к управляющему входу инвертора, и преобразователь кодов, подсоединенный выходом к управляющему входу регулирующего органа дискретного действия, о тл и ч а ю щ н и с я тем, что, с целью расширения области применения путем возможности реализации функций двух переменных, в него введены аналого-цифровой преобразователь, вы" ход которого подключен к входу преобразователя кодов, а вход — к дополнительному входному выводу, и схема управления реверсивным выпрямителем, один вход которой подключен к входному выводу, другой - к дополнительному входному выводу, а выход — к управляющему входу реверсивного выпрямителя.

01985

1 12

Изобретение относится к вычислительной технике, однако может найти применение и в электротехнике для реализации функций двух переменных, например умножителей и делителей частоты напряжений, Цель изобретения — расширение области применения путем возможности УеМйизации функций двух переменных.

На фиг. l представлена функциональная схема преДложенного преобразователя; на фиг. 2 — электрическая схема регулирующего органа дискретного действия; на фиг. 3 — то же, управляемого ключа; на фиг. 4 - то же, генератора тактовых импульсов; на фиг. 5 - то же, аналого-цифрового преобразователя; на фиг. 6 — то же, управления реверсивным выпрямителем; на фиг. 7 — диаграммы, поясняющие работу преобразователя, Регулируемый преобразователь напряжения с изменением частоты выход-. ного напряжения (фиг. 1) содержит выпрямитель 1, вход которого соединен с входным выводом 2, а выход через последовательно соединен» ные инвертор 3, регулирующий орган

4 дискретного действия, реверсивный выпрямитель 5 и фильтр 6 — с выходным выводом 7, а также генератор 8 тактовых импульсов, выход которого подсоединен к управлякщему входу инвертора З,и преобразователь 9 кодов, подсоединенный выходом к управляющему входу регулирующего органа 4 дискретного действия, а также аналого-цифровой преобразователь 10, выход которого подключен к входу преобразователя 9 кодов, а вход — к дополнительному входному выводу 11, и схему 12 управления реверсивным выпрямителем 5, один вход которой подключен к входному выводу 2, а другой вход — к дополнительному входному выводу ll, а выход — к управляющему входу реверсивного выпрямителя 5.

Выпрямитель 1 выполнен по стандартной мостовой схеме. Инвертор 3 выполнен на четырех управляемых ключах по четырехключевой мостовой схеме, одна диагональ которой подключена к выходу выпрямителя 1, а другая - к входу регулирующего органа 4 дискретного действия.

Регулирующий орган 4 дискретного действия фиг. 2) содержит совокупность трансформаторов 13-16, вторич ные обмотки которых соединены, а первичные, зашунтированные ключами

17-20, включены последовательно с управляемыми ключами 21-24, и подключены к его входным зажимам, управляющие входы ключей f7-24 связаны логическими инверторами 25-28, Реверсивный выпрямитель 5 выпол" нен на четырех транзисторных ключах по четырехключевой мостовой схеме, аналогичной схеме инвертора 3. Управляемые транзисторные ключи инвертора 3, регулирующего органа 4 дискретного действия и реверсивного выпрямителя 5 (фиг. 3) содержат выпрямительный мост 29, в диагональ постоянного тока которого включен транзистор 30, резисторы 31 и 32, В цепь базы транзистора включен транзисторный оптрон 33, вход 34 которого соединен с управляющими входами ключа, Коммутационные входы

35 - с диагональю переменного тока моста 29. фильтр 6 выполнен на пассивных элементах по Т-образной схеме. Генератор 8 тактовых импульсов (фиг, 4) содержит логические элементы 36-39, конденсаторы 40 и 41, резисторы 42, 43 и диоды 44, 45, f

Преобразователь 9 кодов выполнен на схеме постоянного запоминающего устройства.

Аналого-цифровой преобразователь

10 (фиг. 5) содержит компараторы

46-49, один вход каждого из которых подсоединен через выпрямитель 50 к входу 51, а остальные входы — к выходам делителя напряжения, выполненного на резисторах 52-55, соединенных последовательно и подключенных к источнику 56 постоянного напряжения.

Схема 12 управления реверсивным выпрямителем 5 (фиг. 6) содержит формирователь прямоугольных импульсов, включающий трансформаторы 57, 58, резисторы 59, 60, стабилитроны

61, 62 и схему равнозначности, включающую логические элементы 2И-НЕ 6367.

На фиг. 7 изображены изменения во времени: Ol — напряжение Ul на входном выводе 2; F - напряжение U на выходе выпрямителя 1; 6 — напряжение U на выходе генератора 8 так1 товых импульсов; 2 - напряжение Uq на выходе инвертора 3; — напряжение U на дополнительном входном

1201985 выводе 11; 6 — коэффициент передачи (K) регулирующего органа 4 дискретного действия; Hc — напряжение U на выходе регулирующего органа 4 дискретного действия °, ) — на) пряжение U> на выходе схемы 12 управления реверсивным выпрямителем

5; И вЂ” напряжение U8 на выходе ревер. сивного выпрямителя 5; 1 - напряжение Б на выходном выводе 7, Преобразователь работает следующим образом, Входное напряжение .U< (фиг. 7д) выпрямляется выпрямителем 1 (фиг. 1).

В результате формируется пульсирующее напряжение V (фиг. 7В). Под действием импульсов U (фиr. 7(), поступающих с генератора 8 (фиг. 1) с частотой следования, определенной

| величинами емкостей 40, 41 и резисторов 42, 43 (фиг. 4), происходит инвертирование этого напряжения. В результате формируется напряжение U (фиг, 7г) . Проходя через регулирующий орган 4 дискретного действия, это напряжение изменяет форму за счет изменения коэффициента передачи К регулирующего органа (фиг. 7e) посредством коммутации ! трансформаторов 13-16 ключами 17-24 в момент равенства модуля напряжения

У (пунктирная линия на диаграмме фйг. 7 ) напряжением на делителях

52-55 (фиг. 5) аналого-цифрового преобразователя 1О (на диаграмме фиг. 7 е показаны два уровня напряжений делителя). В результате, формируется напряжение П6 (фиг ° 7 ф).

Преобразователь. 9 кодов осуществляет формирование управляющего кода

Х регулирующего органа дискретного действия, обеспечивающего пропорциональное изменение его коэффициента передачи под действием входного напряжения U5 т.е. с достаточной точностью обеспечивает выполнение условия

К = а ° U

5 ) где а — коэффициент пропорциональности.

Напряжение на выходе регулирующего органа 4 дискретного действия будет изменяться по закону так как Ц1 = IU4), Далее преобразованное напряжение

U< поступает на реверсивный выпрямитель 5, где под действием прямоугольных импульсов U z (фиг ° 7 ф ), сформированных схемой 12 управления из входных синусоидальных напряжений

Б1 и U, происходит управление зна5 ком напряжения U< в результате напряжение Ue изменяется по закону

10 (фиг. 7 0 ) 1

l 6! при U U >0

1Ц |,. при U„U< <О.

15 После фильтрования фильтром 6 напряжение U 9 (фиг. 7 k ) поступает на выходной йывод 7 (фиг. 1), Следовательно, выходное напряжение будет изменяться по закону а ° U U (4 )

Полученное соотношение (4) выведено в предположении, что регулирование производится со стороны выходных обмоток регулирующего органа 4 дискретного действия, При регулировании со стороны входных обмоток (см, фиг. 2) коэффициент трансформации регулирующего органа дискретного дей30 ствия обратно пропорционален напряжению U, поэтому предложенная схема в этом случае реализует зависимость

U — а -1- °

9 0

Таким образом, преобразователь может реализовать функцию двух переменных, которая получается при перем" ножении или делении двух напряжений, коэффициент пропорциональности g определяется программой преобразования, 40 заложеннои в преобразователе кодов, который производит управление регулирующим органом 4 дискретного действия. >

Следовательно, данный преобразо45 ватель имеет более широкую область применения . o сравнению с аналогами, позволяя производить перемножение и деление двух напряжений, Однако даннИй преобразователь можно использовать при воспроизведении различных нелинейных зависимостей (например, для осуществления компенсации нелинейности характеристик датчиков, осуществляющих преобразова55 ние измеряемой величины в амплитуду гармонического сигнала, для формирования различных функционапьных шкал j..

1201985

1201985

1201985 6

Рие, 7

Редактор

Заказ 8102/57 Тираж 645 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб;, д. 4/5

42

У

Уу д

Vy г д и д

Н

Р

IJg

Ж

0у

Э и /8

tl /9

К о

Составитель Л. Устинкина

М, Бандура Техред А.Ач Корректор А, Обручар филиал ППП "Патент", r, Ужгород, ул, Проектная, 4