Преобразователь однофазного напряжения

 

Изобретение относится к преобразовательной технике и м.б. использовано при построении преобразователей частоты различного назначения. Целью является повьшение быстродействия . Устр-во содержит регулирующий орган 1 дискретного действия, к управляющим входам Y(y ,y.j,. . У„} которого подсоединен преобразователь 2 кодов ,соединеннь1Й с Ъыходо аналогоцифрового преобразователя 3, вход которого соединен с выходом блока 4 деления напряжений. Управляющими сигналами y,yj ,. . . эУ обеспечивается изменение коэффициента передачи тр-ра, входящего в состав органа 1 дискретного действия, в процессе передачи 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 напряжения, близкого к эталонному. 2 з.п. ф-лы, 6 ил. i (Л Риг.1

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А1 (19) (11), (51)4 Н 02 М 5/27

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Риг.1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3665333/24-07 (22) 24.11.83 (46) 07.04.87. Бюл. 9 13 (75) В.В. Юдин (53) 621.314.27(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

O 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 НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к преобразовательной технике и м.б. использовано при построении преобразователей частоты различного назначения.

Целью является повышение быстродействия. Устр-во содержит регулирующий орган I дискретного действия, к управляющим входам Y=jy,у,...,y. ) которого подсоединен преобразователь 2 кодов, соединенный с выходом аналогоцифрового преобразователя 3, вход которого соединен с выходом блока 4 деления напряжений. Управляющими сигналами у,у,...,у обеспечивается изменение коэффициента передачи тр-ра, входящего в состав органа 1 дискретного действия, в процессе передачи 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 напряжения, близкого к эталонному.

2 з.п. ф-лы, 6 ил. С:! !30239, Изобретение относится к преобра" зовательной технике и может быть использовано при построении преобразователей частоты различного назначения. 5

Целью изобретения является повьппение быстродействия.

На фиг. l изображена электрическая схема устройства для преобразования частоты; на фиг. 2 — времен- 10 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. 20

Устройство для преобразования частоты (фиг. 1) содержит регулирующий орган 1 дискретного действия 1, > к управляющим входам Y=fy у ° ° ° у j p5 которого подсоединен преобразователь

2 кодов. Входы преобразователя кодов

Х=1х,х,...,х„) 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 которого

40 снабжена центральным 9 и промежуточными 10-13 отводами. Промежуточные отводы совместно с крайними отводами

14 и 15 посредством двух групп управляемых ключей 16 и 17, 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 19. Один из входов каждой группы соединен с соответствующим управляющим входом регулирующего органа дискретного действия у,у,...,у . Другие входы объ-

2 единены в узел. Один узел соединен с управляющим входом у непосредственно, в другой — через инвертор 20 °

8 2

Преобразователь 2 кодов выполнен на инверторах 21 и логических элементах 2И 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 140УДА.

Все логические элементы устройства для преобразования частоты могут быть выполнены на интегральных микросхемах серии К155, усилители 28 и 24 блока деления напряжения — на .микросхемах серии К140.

Работа устройства для преобразования частоты происходит следующим образом.

Формирователь 7 эталонного напряжения из входного напряжения сети U, (фиг. 2а) формирует эталонное напряжение U заданной частоты (фиг. 2б).

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 напряжения (! на напряжение U, (фиг.2в).

1302398

Аналого-цифровой преобразователь

3 (фиг. 4) в результате сравнения компараторами 23 мгновенных значений напряжения U с нулевым уровнем, а модуля его мгновенных значений U c 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- fp телем 2 кодов (фиг. 4) преобразуются в сигналы у,,у,,...,у управляющего кода Y. При этом сигнал у (фиг. 2г) принимает значение "Лог.1" в том случае, если полярность напря- f5 жений U„ и U противоположна (т.е., 2 когда U <0). В противном случае сигз

11 11 нал у равен значению "Лог.О о

Под действием управляющего кода Y происходит изменение коэффициента пе-2п 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- 25

2 ь чей 16 или 17. Когда полярность входного напряжения U и эталонного напряжения U 2 совпадают, сигнал у принимает значение "Лог.О" и разрешает прохождение управляющих сигналов 30 на группу ключей 16. Когда полярности напряжения U 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 ...,у„ обеспечивается изменение коэффициента передачи трансформатора 8 в 4g

I процессе передачи напряжения U, через него (одновременно в проводящем состоянии находится лишь один ключ 16 или 17 группы). При этом возрастанию напряжения на выходе блока деления 45 напряжений U соответствует возраста3 ние коэффициента трансформации трансформатора 8. Выходное напряжение U„ вследствие такого преобразования приобретает форму кусочно-синусоидального напряжения, близкого к эталонному напряжению (фиг. 2е).

При большом количестве уровней и напряжения в делителе 26 аналого-циф-15 рового преобразователя 3 можно с большой точностью считать, что коэффициент трансформации трансформатора

8 изменяется по закону

К=А °

U2

Ц Ъ

1 где А — константа, зависящая от параметров элементдв схемы.

При этом для выходного напряжения устройства получим

=К 11 =A Ц т.е. оно пропорциойально эталонному напряжению 0 и не зависит от уровня входного напряжения сети U, .

В предложенном устройстве время установления необходимого управляющего кода Y 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 юшийся 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 (n+1)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 шийся 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- 10 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 20

98 6 к 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 шийся 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

1302398

1302398

Фи

Составитель Г. Мыцык

Редактор В. Данко Техред А.Кравчук Корректор А. Обручар

Заказ 1222/54 Тираж 661 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4