SU1130851A1 - Управл емый преобразователь напр жени - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в качестве вторичных источников питани  5 коллекторных модул торов передатчиков и в других преобразонательных устройствах большой и сре ней мощности. Известен преобразователь напр жени , использующий широтно- мпульс ную модул цию (ШИМ) сигнала 5 содержащие последовательно соединенные широтно-импульсный модул тор 5 распределитель импульсов и оконечный ка кад, выполненный по двухтактной .трансформаторной схеме, включаюпщй двухтактный ключевой усилитель, силовой трансформатор9 выпр митель и фильтр нижних частот (ФНЧ), Этот преобразователь имеет гальваническую разв зку ключевого усилител  и нагрузки, что позвол ет использовать его в качестве вторичного источника питани  C1J. Недостатком такого преобразовател   вл етс  нестабильность выходного напр жени  при изменении нагрузки. Кроме того, при измен ющемс  низкочастотном модулирз щем воздействии выходное напр жение такого преобразовател  зависит от характеристик ФНЧ. Например, при использовании преобразовател  в качес ве коллекторного модул5 гора передат чика его выходные амплитудно- и фазочастотные характеристики повтор ют аналогичные характеристики ФНЧ Дл  повьшени  стабильности выходного напр жени  в известном преобразователе введена цепь обратной св зи, включенна  между выходом око вечного каскада и входом широтно- . импульсного модул тора. Однако пре дельна  глубина обратной св зи в этом преобразователе ограничена нарушением устойчивости работы, что обуславливает уменьшение стабильности и возрастание пульсаций выходного напр жени . Наиболее близким техническим решением к изобретению  вл етс  управ л еь&й преобразователь напр жени , содержащий генератор тактовой частоты , счетчик 5 широтно-импульсный модул тор, распределитель импульсов с первым и вторым входами, оковечный каскад, цепь обратной св зи и трансформатор, первична  обмотка которого подключена к выходам распределител  импульсов, а вторичные обмотки - к входам оконечного каскада , один из выходов которого подключен к выходному вьтоду, а другой соединен с входом цепи обратной св зи, выход генератора тактовой частоты соединен со счетным входом счетчика, первый вход широтно-импульсного модул тора подключен к входному вьгооду, второй вход - к выходу цепи обратной св зи, а выход - к первому входу распределцтел  импульсов 2j. Недостатком известного управл емого преобразовател  напр жени   вл етс  низка  стабильность выходно-. го напр жени , обусловленна  небольшой глубиной обратной св зи. Обеспечение в импульсных преобразовател х напр жени  (усилители класса Д) адаптивной широтно-импульсной модул ции (АШИМ) позвол ет существенно повысить стабильность их выходного напр жени . При таком виде модул ции импульсный сигнал формируетс  в результате непосредственного сравнени  модулирующего воздействи  и,, и сигнала обратной св зи UOQ . На выходе широтно-импульсного модул тора, выполненного на вычитающем устройстве и релейном элементе ,с шириной петли гистерезиса 2 Д, формируетс  импульс при U, - Uoc и пауза, если U UQC -Д . Таким образом, при использовании АШИМ форма выходного напр жени  с точностью до ширины петли гистерезиса релейного элемента повтор ет форму модулирзпрщего воздействи . Однако использование АШИМ в известных преобразовател х вапр женн  затруднено тем, что при таком виде модул ции длительность импульсных процессов зависит от уровн  модулирующего воздействи . При АШИМ длительность импульсов существенно измен етс  и при больших уровн х модулирующего воздействи  может достигать значительной величины. Необходимость передачи линных импульсов в известных преобразовател х приводит к значительному увеличению габаритов трансфораторов , что делает неэффективным спользование в таких преобразова- тел х АШИМ. Цель изобретени  - повышение стабильности выходного напр жени  уп3

равл емого преобразовател  напр жени .

Цель достигаетс  тем, что управл емый преобразователь напр жени , содержащий генератор тактовой частоты , счетчик, широтно-импульсный модул тор, распределитель импульсов с первым и вторым входами, оконечный каскад, цепь обратной св зи и трансформатор, первична  обмотка которого подключена к выходам распределител  импульсов, а вторичные обмотки - к входам оконечного каскада , один выход которого гЮдключен к выходному выводу, а другой соединен с входом цепи обратной св зи, вькод генератора тактовой частоты соединен со счетным входом счетчика , первьм вход широтно-импульсного модул тора подключен к входному выводу , второй вход - к выходу цепи обратной св зи, а выход - к первому входу распределител  импульсов, снабжен двум  дешифраторами и D-триггером, причем введенный установочный вход счетчика соединен с выходом широтно-импульсного модул тора , установочным входом D -триггера И первым входом первого дешифратора , второй вход которого подключен к выходу Р -триггера, а третий вход - к счетному входу J) -триггера и выходу второго дешифратора, входы которого соединены с выходами счетчика, выход первого дешифратора соединен с вторым входом распределител  импульсов.

Введение в известное устройство дополнительных узлов и св зей позволило обеспечить передачу длинных импульсов, сформированных широтноимпульсным модул тором через распределитель импульсов и высокочастотный трансформатор на вход оконечного каскада, и тем самым обеспечить в предлагаемом устройстве адаптивную ШШ.

Яа фиг. 1 показана структурна  схема предлагаемого устройстваJ на фиг. 2-5 эпюры напр жений, по сн ющие его работу.

Управл емый преобразователь напр жени  (фиг. 1) содержит широтноимпульсный модул тор 1, распределитель 2 импульсов, трансформатор 3, оконечный каскад 4, цепь 5 обратной св зи, генератор 6 тактовой частоты счетчик 7, первый дешифратор 8,

08514

триггер 9 и второй дешифратор 10. Оконечньт каскад может быть выполнен на ключевом усилителе 11 и фильтре 12 низкой частоты (ФНЧ). Широтно-импульсный модул тор 1, вход щий в состав предлагаемого устройства, может быть выполнен на вычитающем устройстве 13 и релейном элементе 1А. Широтно-импульсньп

модул тор формирует импульс (U, 1) при и„ UQC +Л и паузы (и, О) при и„ Uoc - А .

На фиг. 2-5 приведены сигналы на входах широтно-импульсного модул тора 1 (сигнал обратной св зи DOC и модулирующие воздействи  U,), а также выходные сигналы широтно-импульсного модул тора 1 и счетчика 7 Uj и U , дешифратора 8 И ,

0 D-триггера 9 Uj, дешифратора 10 Uj , распределител  2 импульсов U и сигнал, формирующийс  на выходе счетного триггера, вход щего в состав распределител  2 импульсов U.

5 Счетчик 7 осуществл ет деление импульсов тактовой частоты, поступающей на его вход с выхода генератора 6, когда сигнал на его установочном входе и 1. При Ц, О счетчик 7 занулен и напр жени  и и и на его выходах равны О. Счетчик 7 может быть вьтолнен на микросхеме 133ИЕ5.

Дешифратор 8 при U 1 форми- . рует на выходе последовательность импульсов и., длительность t и период следовани  Т которых определ ютс  сигналами, поступающими на его входы с выхода счетчика 7, например:

Т 2 -t-1

Г- 7 fr

- f7 D-триггер 9 обеспечивает прохождение на счетный вход триггера, вход щего в состав распределител  2 импульсов, через дешифратор 10 сигнала и при t Т либо сигнала и 4 Р tf, Т, где С„ - ддительность импульсов на выходе широтно-импульсного модул тора 1.

Управл емьй преобразователь напр жени  работает следующим образом.

Широтно-импульсный модул тор 1 в результате сравнени  модулирующего сигнала U и сигнала обратной св зи U(jj. формирует импульсный сигнал , которчй через распределитель 2 импульсов и трансформатор 3 поступает на входы оконечного каскада 4, где усиливаетс  двухтактным ключевым усилителем 11, а затем через ФНЧ 12 подаетс  на выход устройства Когда длительность импульсов не пре вьшает предельно-допустимой величинй tf, й Т (фиг. 2), предлагаемый преобразователь работает как известный . При этом выходное напр жение Д) -триггера не измен етс  (Uj О) и тем самым обеспечивает про хождение на вход распределител  2 импульсов сигнала Uf. Распределител 2 импульсов переключаетс  по каждому спаду импульсов U,| , чем обеспечи ваетс  поочередна  передача импульсов с выхода широтно-импульсного мо дул тора 1 на соответствующие концы первичной обмотки трансформатора 3. Когда длительность импуЛьсов значительно превьшает установленную величину t Т (фиг. 3), то по спаду первого импульса с выхода дешифратора 8 D-триггер 9 переключаетс  И 1 и сохран ет единичное состо ние до окончани  импульса. При этом обеспечиваетс  прохождение сигнала U4 с выхода дешифратора 8 через дешифратор 10 на вход распределител  2 импульсов, который переключаетс  с периодом 2Т. На выходе распределител  2 импульсов форми руетс  последовательность разнопол рных импульсов Ug , длительность которых не превьш1ает Т. Если длительность импульсов незначительно превышает установленную длительность Т -Т (фиг. 4), то в момент времени t Т, происходит переключение J) -триггера 9, которое приводит к изменению выходного напр жени  дешифра1 тора 10 и 5 и тем самьо4 к переключению распределител  2 импульсов. Переключение распределител  2 импульсов по спаду импульсов Ц не происходит, так как в этот момент прохождение сигнала V через дешифратор 10 запрещено его выходными напр жени ми U и Us , равными 1. В этом случае на выходе распределител  2 импульсов формируетс  последовательность разнопол рных импульсов Ujj , суммарна  длительность которых не превышает 2Т - Т . При 2Т tf, 2Т -t (фиг. 5) переключение распределител  2 импульсов происходит в момент времени t Т с момента начала импульса и по спаду импульса,, так как в этом случае прохождение сигнала 11 в момент окончани  импульсов через дешифратор 10 разрешено (). Таким образом, в предлагаемом преобразователе обеспечиваетс  передача импульса любой длительности с выхода широтно-импульсного модул тора на вход ФНЧ. При этом максимальна  длительность импульсов одной пол рности, передаваемых через трансформатор, не превьш1ает 2Т -t . Обеспечение в преобразователе ередачи импульсов любой длительности на вход ФНЧ позволило использоать дл  формировани  импульсов . оследовательности адаптивную ШИМ, тем самым существенно повысить табильность выходного напр жени  ре о бра зовател .

/J

Vf

«t

Лег

L

4t

I S oW

Vf

Uoc UM

1 UH.UOC 5.0 UeФиг . 2 Uf

JглJггLГlJlЛJlnллJl

UH Vt€

Фиг.5

Claims (1)

1. УПРАВЛЯЕМЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий генератор тактовой частоты, счетчик, широтно-импульсный модулятор, распределитель импульсов с первым и вторым входами, оконечный каскад, цепь обратной связи и трансформатор, первичная обмотка которого подключена к выходам распределителя импульсов, а'вторичные: обмотки - к входам оконечного каскада, один из выходов которого подключен к выходному выводу, а другой соединен с входом цепи обратной связи, выход генератора тактовой частоты соединен со счетным входом счетчика, первый вход широтно-импульсного модулятора подключен к входному выводу, второй вход - к выходу цепи обратной связи, а выход - к первому входу распределителя импульсов, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности выходного напряжения управляемого преобразователя, он снабжен двумя дешифраторами и D -триггером, причем введенный установочный вход счетчика соединен с выходом широтно-импульсного модулятора, установочным входом D-триггера и первым входом первого дешифратора, второй вход которого подключен к выходу Ь -триггера, а третий вход - к счетному входу D-триггера и выходу второго дешифратора, входы которого соединены с выходами счетчика, выход первого дешифратора соединен с вторым входом распределителя импульсов.