SU1072238A1 - Устройство дл управлени много чейковым преобразователем напр жени - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО-ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ МНОГОЯЧЕЙКОВЬМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ НАПРЯЖЕНИЯ , содержащее задающий гене-, ратор, первый выход которого предназ начен дл  подключени  к первому управл ющему входу первой  чейки преобразовател  и соединен с первыми входами двухканального фазосдвигаюmer 3 блока, и m элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, вторые и третьи входы двухканального фазосдвигающего блока соответственно соединены с пр мыми и инверсными младшими разр дами формировател  кода управлени , первые выходы двухканального фазосдвигающего блока предназначены дл  подключени  к первым управл ющим входам втордй  чейки преобразовател , выходы элементов ИСКЛЮЧАЩЕЕ ИЛИ Предназначены дл  подключени  к первым у правл кщнм J входам третьих  чеек преобразовател , охгл и чающеес  тем, что, с целью расширени  диапазона регулировани  и повышени  КПД, оно снабжено регистром, задающий генератор содержит последовательно соединенные задатчик частоты и 1с -разр дный счетчик , выход старшего разр да которого  вл етс  первым выходом задакшего генератора, а выходы младших разр дов через элемент И соединены с вторым выходом Зсщающего генератора, двухканальный фазосдвигающий блок содержит два 1с -разр дных счетчика, выходы старших разр дов которых  вл ютс  первыми вьисодами двухканального фазосдвигающего блока, выходы младших разр дов счетчиков через элементы И соединены с вторыми выходами двухканального фазосдвигающего блока, его первым входом  вл ютс  I объединенные входы разрешени  записи (Л информации счетчиков, информационные входы которых  вл ютс  :соответственно вторыми и третьими входами двухканального фазосдвигающего блока, причем второй выход задающего генератора предназначен дл  подключени  к вторым управл ющим входам первой и .третьих  чеек преобразовател , вторые выходы двухканального фазо ч1 сдвигающего блока предназначены дл  ю to подключени  к вторым управл ющим, входам второй  чейки преобразовател , тактовые входы счетчиков двухканальоо ного фазосдвигающего блока подключены к выходу задатчика частоты за00 дающего генератора, первый выход котррогоСоединен с входом разрешени  записи регистра, информационные вхоjDoa . которого соединены с стаЕйиими разр дами формировател  кода управле ии , а выходы - с вторыми входами элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ.

Description

Изобретение относитс  к электротехнике , в частности к преобразованию и регулированию переменного и посто нного напр жений, и может найти применение в амп гитудных модул торах , усилител х мощности, системах электропитани  аппаратуры средств св зи и радиоэлектроники.

Известно устройство дл  управлени  преобразователем напр жений с многозонной импульсной модул цией, содержащеезадагаций генератор, двухканальные фазосдвигаквдие блоки Cl3.

Недостатком данногоустройства  вл етс  сложна  схема управлени  и уменьшение диапазона регулировани  за счет по влени  нерегулируемых пауз на врем  рассасывани  носителей в транзисторных ключах преобразовательных  чеек .

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности  вл етс  устройство дл  управлени  много чейковым преое5разователем напр жени  с многозонной импульсной модул цией,, содержащее задающий генератор, первый выход которого предназначен дл  подключени  к первому управл ющему входу первой  чейки преобразовател  и соединен с первыми входами двухканального фазосдвигающего блока и ( элементов ИСКЛОЧАЩЕЕ ИЛИ, вторые и третьи входы двухканального фазосдвигающего блока соответственно соединены, с пр 1ик ми и инверсными младшими разр дами формировател  кода -управлени , первые выхода двухканального фазосдвигающего Ьлока предназначены дл  подключени  к первым управл ющим входам второ  чейки преобразовател , выходы элементов ИСЮПОЧАвЛЦЕЕ ИЛИ предназначены дл  подключени  к первым управл ющим входам третьих  чеек преобразовател  23.

Недостатком устройства  вл етс  снижение диапазона регулировани  и КПД За счет по влени  нерегулируемых пауз и сквозных токов на врем  расса .сывани  неосновных носителей из области ба:зы транзисторных ключей преобразовательных  чеек.

Цель изобретени  - расширение диапазона регулировани  и повышение КПД.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что устройство дл  управлени  много чейковым преобразователем напр жени  с многозонной импульсной модул цией, снабжено регистром, задающий генератор содержит последова .тельно соединенные задатчик частоты и 1 -разр дный счетчик, выход старшего разр да которого  вл етс  первым выходом задающего генератора, а выходы младших разр дов через элемент И соединены с вторым выходом задающего генератора, двухканальный

фазосдвигающий блок содержит два цразр дных счетчика, выходы старших разр дов которых  вл ютс  первыми выходами двухканального фазосдвигаю . щего блока., выходы младших разр дов счетчиков через элемента И соединены с вторыми выходами двухканального фазосдвигающего блока, его nepstei входом  вл ютс .объединенные входы разрешени  записи -информации счетчиков , информационные входы которых  вл ютс  соответственно вторыми и третьими входами двухканального фазосдвигакхцего блока, причем второй выт ход задающего генератора предназначен дл  подключённ  к вторым управл ющим входам первой и третьих  чеек преобразовател , вторые выходы двухканального фазосдвигающего блока предназначены дл  подключени  к вторым управл ющим входам второй  чейки цреобразовател , тактовые входы счетчиков друхканального фазосдвигающего блока подключены к выходу задатчика частоты задающего генератора , первый выход которого соединен с входом разрешени  записи регистра, информационные входы которого соединены с гп старшими разр дами формировател  кода управлени , а выходы с вторыми входами элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ.

На фиг.1 приведена блок-схема преобразовател  напр жени  с многоводной импульсной модул цией с устройством дл  управлени ; на фиг.2 и 3 - временные диаграммы, по сн ющие

его работу.

1 Много чейковый преобразователь

напр жени  с многозонной импульсной модул цией содержит последовательно соединенные между собой нерегулируе «ле  чейки 1, плавно регулируемую  чейку 2 и дискретно регулируемые  чейки 3, к выходу которых через фильтр 4 подключена нагрузка 5, а к входу - источник 6 посто нного напр ж1гни . Управл ющие входы  чеек 1 св заны с задающим генератором 7, содержащим зад атчик 8 частоты. It-разРЯ .ЦНЫЙ двоичный счетчик 9 и элемент И 10. Управл ющие входы  чейки

2св заны с двухканальным фазосдвигающим блоксм 11, содержащим k-разр дные двоичные счетчики 12 и 13 и элементы И 14 и 15. Управл ющие вхог ды  чеек 3 через элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕ ИЛИ 16 и запоминающий регистр 17 подключены к выходам старших разр дов формировател  18 управл ющего кода, пр мые и инверсные выходы младших

k-разр дов которого подключены соответственно к информационным входам счетчиков 12 и 13.

На диаграммах (фиг.2 и 3) приведены импульсы 19 на первом выходе задающего генератора 7, импульсы 20 на втором выходе задающего, генератора 7, импульсы 21 т 24 на выходах двухканального фаэосдвигакхцего узла соответственно, сигналы 25 и 26 на выходах двух старших разр дов формировател  18, сигналы 27 и 28 на выходах запоминающего регистра 17, управл ющие сигналы 29 и 30. дискретно регулируемых  чеек 3, напр жение 31 на выходе преобразовател  до фильтра 4, аналрговый сигнал 32, эквивалентный управл ющему коду, ., Устройство работает следующим.-овразом . При счете импульсов задатчика 8 частоты на выходе старшего разр да счетчика 9 формируютс  импульсы 19, которые, управл    чейками 1, создают на нагрузке неуправл екшй уровень Ц, . Элемент 10 формирует импульс 20 подготовки выключени , поступающий на базо-коллекторный переход и обеспечивающий предварительное рассасывание избыточного зар да из области фазы транзисторов  чейки преобразовател  перед их выключением Аналогичные импульсы 21-24 формируютс  на выходах двух каналов блока 11 с той разницей, что при . нарастании управл ющего кода на выходах младших. ; -разр дов формировател  18 импульсы 21   22 сдвигаютс  в сторону опережени  а импульсы 23 и 24 - в стсчрону отставани  относительно импульсов 19 и 20. Установка .счетчиков 12 и 13 в состо ни , соответствующие пр мому и обратному коду млс1дших k -разр дов формировател  18, осуществл етс  по Зсщнему фронту импульсов 19 один раз за период задающего генератора. Алгоритм управлени   чейкой 2 выбран таким, что в интервгилы времени, когда импульсы 21 и 23 синфазны между собой и с сигналом згшающего генератора, ЭДС  чейки отрицательна. В интервалы времени, когда импульсы 21 и 23 синфазны между собой, но противофазны с импульсами 19, ЭДС  чейки положительна . Бели импульсы 21 и 23 противофазны, выходное напр жение  чейки равно нулю. Такой алгоритм обеспечивает на нагрузке 5 регулирование напр жени  с однопол рной реверсивной широтно-ю«пульс11ой модул цией в пределах двух зон. . Управл ющий код старших разр дов формировател  18 (сигналы 25 и 26) переписываетс  на выход запоминающего регистра 1 (сигналы 27,. 28) также раз в период по заднему фронту импульсов 19 задающего генератора 8 Элементы 16 осуществл ют реверс фазы напр жени  задающего гекератора 7 в течение интервалов времени, когда сигналы на выходе запомин .щего регистра 17 имеют единичное эначение, формиру  на управл ющих входах дискретно регулируемых  чееу 3 сигналы 29 и 30. Алгоритм управле ни   чейками 3 такой, что если управл ющий сигнал синфазен с импульсами 19 залёиощего генератора, ЭДС  чейки отрицательна, если сигналы 29 и 30 и импульсы 19 противофазны, ЭДС  чейки положительна.. Введение запоминающего регистра 17 привело к совмещению моментов пер.еключени  транзисторных ключей  чеек 1 и 3, что дало возможность использовать дл  них один и тот же импульс 20 попготовки выключени . По сним формирование результирующего напр жени  31 при воздействии сигнала 32. Момент времени t соответсз вует нулевсалу коду, формировател  18. Все .регулируемые  чейки 2 и 3 наход тс  в режиме полной вольтоотбавкй (выходное напр жение равно Uo-4U 0, где О- ЭДС  чейки 2). В интервале, времени to - ,  чейка 2 осуществл ет плавное ШИМ-регулирование в двух зонах, обеспечива  рост выходного напр жени  до уровн  Ч,-2 В момент времени i переключаетс  в режим вольтодобавки дискретно регулируема   чейка с ЭДС U (ее управл ющий сигнал 27), а  чейка 2 переходит в режим полной вольгоотбавки (код младших tc-разр дов формировател  18 снова становитс  нулевым). В интервале.времени tj плавное регулирование выходного напр жени  до уровн  Од осуществл етс  за счет  чейки 2. В мсмент ±2 в ре- ,/ жим вольтодобавки переключаетс   чейка 3 с ЭДС 2U (ее управл ющий сигнал 30), а  чейка 2 и  чейка 3 с ЭДС, равной и , переход т в режим полной вольтоотбавки. С момента времени ti обе  чейки 3 работают в режиме вольтодобавки, а момент времени 4 соответствует максимальному напр жению на нагрузке, когда ЭДС всех  чеек 1-3 включены согласно. Таким образом, при изменении кода управл ющего сигнала от нулевого до максимального значени  на выходе преобразовател  реализуетс  много.зоина  импульсна  модул ци , при кото-. рой регулирование осуществл етс  в комплексе: по амплитуде дискретно по эонс1М в данном примере реализуетс  8 зон) и плавно в каждой дискретной зоне с ПОМОЩЬЮ ИШМ. . В зависимости от числа разр дов счетчиков 9, 12 и 13, к которым подключены входы элементов 10/ 14 и 15 мен етс  длительность импульсов подготовки выключени . При подаче на трехвхоцовой элемент И сигналов трёх разр дов счетчика на его выходе формируетс  импульс подготовки с ДЛИ-. тельностью, равной 1/16 периода импульсов задающего генератора 7, При подключении cлeдs otцeгo входа длительность импульса подготовки уменьшитс  вдвое. Таким образом, регулиру  число входов логического элемента И, можно сформировать импульс подготовки по длительности, достаточной дл  рассасывани  неосновных носителей из области базы транзисторных ключей.

Использование режима подготовки выключени  транзисторов позвол ет улучшить технико-энергетические показатели преобразовател  путем расширени  диапазона регулировани  и КПД как при максимальных, так и при минимальных значени х тока нагрузки. Введение запоминающего регистра сокращает число блоков подготовки выключени  до трех в преобразователе с многозонным регулированием. Формирование управл ющих сигналов с помощью счетчиков реализует блоки подготовки выключени  на логических элементах и обеспечивает высокую надежность устройства а также хорошую технологичность его изготовлени .

ftl&2

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО· ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ’ 'МНОГОЯЧЕЙКОВЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ НАПРЯЖЕНИЯ, содержащее задающий гене-, ратор, первый выход которого предназначен для подключения к первому управляющему входу первой ячейки преобразователя и соединен с первыми входами двухканального фазосдвигающего блока, и m элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, вторые и третьи входы двухканального фазосдвигакщего блока соответственно соединены с прямыми и инверсными младшими разрядами формирователя кода управления, первые выходы двухканального фазосдвигающего блока предназначены для подключения к первым управляющим входам вторбй ячейки преобразователя, выходы элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ предназначены для подключения к первым управляющим ι входам третьих ячеек преобразователя, отлич ающеес я тем, что, с целью расширения диапазона регулирования и повышения КПД, оно снабжено регистром, задающий генератор содержит последовательно соединенные задатчик частоты и к ‘-разрядный счетчик, выход старшего разряда которого является первым выходом задающего генератора, а выходы младших разрядов через элемент И соединены с вторым выходом задающего генератора, двухканальный фаэосдвигающий блок содержит два 1с -разрядных счетчика, выходы старших разрядов которых являются первыми выходами двухканального фазосдвигающего блока, выходы младших разрядов'счетчиков через элементы И соединены с вторыми выходами двухканального фаэосдвйгающего блока, его первым входом являются § объединенные входы разрешения записи ** информации счетчиков, информационные входы которых являются соответственно вторыми и третьими входами двухканального фазосдвигающего блока, причем второй выход задающего генератора предназначен для подключения к вторым управляющим входам первой и третьих ячеек преобразователя, вторые выходы двухканального фазосдвигающего блока предназначены для (подключения к вторым управляющим, входам второй ячейки преобразователя тактовые входы счетчиков двухканального фазосдвигающего блока подключены к выходу задатчика частоты задающего генератора, первый выход которого 'соединен с входом разрешения^ [записи регистра, информационные вхо[ды которого соединены с старшими разрядами формирователя кода управления, а выходы - с вторыми входами элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ.

   SUU 072238