SU1156222A1 - Устройство дл управлени преобразователем напр жени - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ НАПРЯЖЕНИЯ, включающем в себ  п модул дионных  чеек, инвертор и демодул тор, содержащее генератор импульсов, выход которргЬ подключен к входу генератора линейно измен ющегос  напр жени  и предназначен дл  подключени  через делитель частоты к управл ющему входу инвертора , аналоговый сзгмматор, один из входов которого предназначен дл  подключени - к источнику управл ющего сигнала, а выход подключен к первьм входам трех компараторов, причем выход первого компаратора предназначен дл  подключени  к управл ющему входу первой модул ционной  чейки, о тличающеес  тем, что, с целью повышени  помехоустойчивости и улучшени  массогабаритных показателей , оно снабжено реверсивным счетчиком и сдвиговьм регистром, причем стробирующий вход регистра подключен к делителю частоты, выходы счетчика пор зр дно подключены к входам ре- I гистра и к входам аналогового сумматора , выходы регистра предназначены (Л дл  подключени  к управл кнцим входам 1-1  чеек, выходы второго и третьего компараторов подключены соответственно к входам пр мого и обратного счета счетчика, а их вторые входы подключены к источникам опорных напр жений, второй вход первого компаратора подключен к генератору линейно измен ющегос  напр жени .

Description

Изобретение относитс  к электротехнике , в частности к технике дл  управлени  преобразовател ми и регул торами напр жени , и может найти применение.в перестраиваемых глубоко регулируемых вто 1ичных источниках электропитани , амплитудных модул торах и системах точного воспроизведени  управл иицего воздействи  при высоких энергетических показател х с минимальными массой и габаритами. Известно устройство дл  управлени  регул тором напр жени  с промежуточным высокочастотным преобразованием, включающее л мостовых модул ционных  чеек, задающий генератор и фазорегулирующих узлов. Устройство осуществл ет регулирование поочередно в 2 п зонах способом многозонной импульс ной модул ции, что принципиально позвол ет получить высокое качество выходного налр жени  р.

Однако при большом числе  чеек, когда необходимо высокое качество электроэнергии,требуетс  значительное число ключевых элементов (4w ), что усложн ет и увеличивает массу и габариты как силовой части, так и системы управлени . При поочередной работе большого числа фазосдвигающих узлов возможны их сбои вследствие того что уровни работы фазорегулирзпощих узлов разнесены на,малую величину, а следовательно, не высока помехозащищенность системы управлени .

Наиболее близким к изобретению  вл етс  устройство дл  управлени  преобразователем напр жени , включающее и модул ционных  чеек и демодул тор , содержацее генератор импульсов, выход которого подключен к входу генератора линейно измен ющегос  напр жени  и предназначен дл  подключени  через делитель частоты к управл юа ему входу инвертора, аналоговый сз мматор, один из входов которого предназначен дл  подключени  уцравл кщего сигнала, а выход соединен с первыми входами трех компараторов, причем выход первого компаратора предназначен дл  подключени  к управл ющему входу первой модул ционной  чейки. При этом кажда  модул ционна   чейка выполнена на одном ключевом элементе и трансформаторе 2 .

В данном устройстве также требуетс  большое количество  чеек и компараторов , что увеличивает массу,

габариты и усложн ет силовую часть. При малом количестве модул ционных  чеек - низкое качество выходного напр жени  преобразовател . Вследствие того, что имеетс  большое числ уровней опорных напр жений у модул торов длительности (компараторов), а линейно измен ющеес  напр жение имеет малую амплитуду (менее .1 В), помехоустойчивость системы невысока 

Целью изобретени   вл етс  повышение помехоустойчивости и улучшени  массогабаритных показателей.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что устройство дл  управлени  преобразователем напр жени , включающие п модул ционных  чеек, демодул тор и инвертор, содержащее генератор импульсов, выход которого подключен к входу генератора линейно измен ющегос  напр жени  и предназначен дл  подключени  через делитель частоты к управл ющему входу инвертора, аналогов сумматор, один из входов которого предназначен дл  подключени  к источнику управл ющего сигнала а выход подключен к первым входам трех компараторов, причем выход первого компаратора предназначен дл  подключени  к управл кмцему входу первой модул ционной  чейки, снабжен реверсивньм счетчиком и сдвиговым регистром, причем стробирующий вход регистра подключен к делителю частоты , выходы счетчика поразр дно подключены к входам регистра и к входам аналогового сумматора, выходы регистра предназначены дл  подключени  к управл ющим входам и-1  чеек, выходы второго и третьего дсомпараторов подключены соответственно к входам пр мого и обратного счета реверсивного счетчика, а их вторые входы подключены к источникам опорных напр жений , второй вход первого компаратора подключен к генератору линейно измен ющегос  напр жени .

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства дл  управлени  преобразователем напр жени ; на фиг. 2 временные диаграммы, по сн ющие работу устройства.

Устройство дл  управлени  преобразователем напр жени  (фиг. I) содержит генератор импульсов 1, подключенный к генератору линейно измен в ющегос  напр жени  2 и делителю частоты 3, реверсивный счетчик 4, поразр дно подключенный к сдвиговому регистру 5 и аналоговому сумматору 6, один из входов 7 которого предназначен дл  подключени  управл ющего сигнала (tynP ) выход подключен к первым вхо{;ам трех компараторов 8, 9 и 10, Силова  часть включает п/ модул ци онных  чеек 11, подключенных силовыми выходами через демодул тор 12 к нагрузке 13, а силовьми входами к выходу инвертора 14, соединенного с источником питани  15. Выход делител  частоты 3 предназначен ;у1Я подключени  к управл ющему входу инвертора l4, выход первого комдаратора 8 - к управл ющему входу первой  чейки 11.1, выхода сдвигового регистра 5 - к управл ющим входам остальных п-1  чеек 11.2-11, . Стробирующий вход регистра 5 подключен к дополнительному выходу делител  частоты 3, выходы второго 9 и третьего 10 компа заторов подключены соответственно к входам пр мого и обратного счета реверсивного счетчика 4, при этом к вторым входам второго 9 и третьего 10 компараторов подключены источники опорного напр жени  ОП,. второй вход компаратора 8 подключен к выходу генератора линейно измен ющегос  напр жени  2. На фиг. 2 обозначено: 16 - на выходе генератора импульсов 1; 17 на выходе делител  частоты 3 и управл ющем входе инвертора 14; 18 - на управл ющем входе 7 сигнал управлени ; 19 - на выходе генератора линейно измен ющегос  цапр женк  2; 20 - опорное напр жение компаратора 9; 21 - на выходе сумматора 6; 22 - на выходе компаратора 8; 23 на выходе компаратора 9; 24 - на выходе компаратора.10, порог срабаты- вани  равен нулю; 25-27 - на выходах счетчика 4; 28 - суммарное напр жение на нагрузке; 29-32 - выходные напр же ни   чеек 11.1-11. ; 33 - стробирующие импульсы. Устройство управлени  преобразователем работает следующим образом.

Генератор импульсов 1 формирует тактовые импульсы 16 (фиг. 2) высокой частоты, которые поступают на делитель частоты 3, на выходе которого 55 частота меньше тактовой имеет форму меандра 17 и поступает на управление ключами инвертора 14. В инверторе 14

 чейка 11.3 (выключаетс  11.2), напр жение которой равно двойному напр жен)  чейки 11.1 или 11.2 и т.д., т.е.  чейки 11.2-11.п осуществл ют ИКМ, а  чейка 11.1 ШИМ и циклически плавно регулируют в каждой зоне (скольз ща   чейка). 224 напр жение источника питани  преобразуетс  в переменное с повышенной частотой и поступает на силовые входы модул ционных  чеек 11. Величина выходных напр жений 29-32  чеек устанавливаетс  от первой к последующей в соотношении 1-1-2-4-8... Причем перва  11.1 осуществл ет ШИМ, а остальные ИКМ управл ющего воздействи . В демодул трре 12 происходит суммирование и вьшр мление напр жени  этих  чеек 11, азатем подаетс  на нагрузку 13. Рассмотрим работу управлени  и алгоритм работы  чеек. При нулевом управл ющем сигнале 18 на входе 7 сумматора 6 его выходное напр жение равно нулю, при этом также нулевое (запирающее) напр жение на выходах компараторов 8, 9 и 10 счетчика 4 сдвигового регистра 5. Ячейки 11 отключены и на выходе преобразовател  также нет напр жени . При увеличении управл ющего сигнала 18 напр жение 21 на выходе сумматора 6 также увеличиваетс  и в компараторе 8 сравниваетс  с пилообразньо (треугольным ) напр жением 19 генератора линейно измен ющегос  напр жени  2. Компаратор 8 осуществл ет ШйМ и этот сигнал 22 поступает на управление первой  чейкой 11.1. При увеличении управл ющего сигнала 18 до опорного напр жег ни  20 срабатывает компаратор 9, сиг которого переводит счетчик 14 в первое устойчивое состо ние, на выходе младавего разр да счетчика по вл етс  единичка 25, котора  проходит через сдвиговый регистр и включает вторую  чейку 11.,2, напр жение которой равно напр жению первой  чейки 11.1, а также на первый вычитающий вход сумматора 6, где уменьшает напр жение управлени  18 до нул  21. При этом компараторы 8 и 9 скачкообразно возвращаютс  в первоначальное состо ние. При дальнейшем увеличении входного сигнала до порога срабатывани  компаратора 9 повтор ° осуществл етс  01ИМ в компараторе 8 и  чейке 11.1, затем включаетс 

При уменьшении управл ющего сигнала второй компаратор 9 не работает, а переключение  чеек осуществл етс  в обратном пор дке за счет третьего 10, При этом счетчик 4 считает в обратном- пор дке, алгоритм работы  чеек также обратньй, но теперь при уменьшении напр жени  до порога срабатывани  компаратора 10 напр жение на выходе сумматора дискретно увеличиваетс  до уровн  несколько меньшего, чем опорное напр жение компаратора 9. Длительность импульсов компараторов 9 и 10 зависит от быстродействи  счетчика, сумматора и самого компаратора.

Сумматор 6, реверсивньй счетчик, второй компаратор 9 (верхнего уровн ) и третий компаратор 10 (нижнего уровн ) выполнит функцию отслеживающего аналого-цифрового преобразовател , а модул ционные  чейки 11 и демодул тор 12 по существу  вл ютс  силовым цифроаналоговым преобразователем .

Таким образом, в предложенном устройстве реализуетс  многозонна  импульсна  модул ци  со скольз щей зоной (МИМ-С). При этом ПММ осуществл ет одна  чейка, а остальные работают с ИКМ, что позвол ет при высоком качестве напр жени  на нагрузке и точности воспроизведени  управл ющего воздействи  использовать минимальное число  чеек.

Количество плавно регулируемых зон (с ШИМ) определ етс  разностью

счетчика. Например, при 5-модул ционных  чейках число плавно регулируемых зон равИо 16, что практически всегда достаточно дл  построени  преоб.разователей с требуемым качеством выходного напр жени .

Применение сдвигового регистра позвол ет снизить частоту переключени   чейки младшего разр да и .уменьшить вли ние помех за счет подачи коротких стробирующих импульсов 3S с дополни . тельного выхода делител  частоты 3. Частота стробирующих импульсов определ етс  из конкретных условий.

При этом переключение модул ционных  чеек синхронизируетс  с работой интервала, тем самьв4 возможно включать или отключать  чейки при нулевом напр жении на силовых входах модул ционных  чеек, что уменьшает динамические потери и повышает надежность устройства.

В предложенном устройстве уменьшено число  чеек без ухудшени  качества выходного напр жени , что улучшает массо-габаритные показатели и упрощает силовую часть. Уменьшение числа компараторов позвол ет увеличить величину опорного напр жени  компаратора верхнего уровн  9 и амплитуду линейно измен ющегос  напр жени  практически до величины максимального входного напр жени  дл  примен емого типа

компаратора, что ослабл ет вли ние помех на режим работы компараторов и всего устройства.

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ НАПРЯЖЕНИЯ, включающем в себя η модуляционных ячеек,' инвертор и демодулятор, содержащее генератор импульсов, выход которогб подключен к входу генератора линейно изменяющегося напряжения и предназначен для подключения через делитель частоты к управляющему входу инвертора, аналоговый сумматор, один из входов которого предназначен для подключения к источнику управляющего сигнала, а выход подключен к первьм входам трех компараторов, причем выход первого компаратора предназначен для подключения к управляющему входу первой модуляционной ячейки, о тличающееся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости ' и улучшения массогабаритных показателей, оно снабжено реверсивным счетчиком и сдвиговым регистром, причем стробирующий вход регистра подключен к делителю частоты, выходы счетчика порязрядно подключены к входам ре- < гистра и к входам аналогового сумматора, выходы регистра предназначены для подключения к управляющим входам П-1 ячеек, выходы второго и третьего компараторов подключены соответственно к входам прямого и обратного счета счетчика, а их вторые входы подключены к источникам опорных напряжений, второй вход первого компаратора подключен к генератору линейно изменяющегося напряжения.

   SU.„. 1156222 >