<p>Изобретение относится к электро-, технике и может быть использовано ' в качестве источников электролита-, ния электротехнической и радиоэлектронной аппаратуры различного назна- 5 чения.</p>
<p>Цель изобретения - улучшение качества процесса регулирования..</p>
<p>На фиг.1 приведена схема многофазного импульсного стабилизатора, ’θ на фиг.2 - эпюры напряжений.</p>
<p>Многофазный импульсный стабилизатор постоянного напряжения содержит источник 1 питания, подключенный к N силовым преобразовательным фазам 15 2, выходные цепи которых подключены к нагрузке 3 параллельно или последовательно, и блок 4 управления.</p>
<p>Блок управления содержит генератор 5 синхроимпульсов, первый 6 и второй 7 20 формирователи тактовых импульсов, первый 8 и второй 9 формирователи строб-импульсов, формирователь 10 импульсов синхронизации широтноимпульсного модулятора, широтно- 25 импульсный модулятор 11, универсальный N-разрядный регистр 12 сдвига,дешифратор 13, источник 14 опорного напряжения, узел 15 сравнения, N логических элементов 2И-НЙ 30 16, N триггеров 17 управления, источник 18 питания. Формирователь импульсов синхронизации широтноимпульсного модулятора содержит входной каскад 19 - двоичный щ-раз- 35 рядный счетчик - и выходной каскад 20 - формирователь пилообразного напряжения.</p>
<p>На фиг.2 показаны эпюры напряжений: сч - на выходе формирователя 10 импульсов синхронизации широтноимпульсного модулятора’, 5 - на выходе широтно-импульсного модулятора 11 в - на выходе первого логического элемента 2И-НЕ 16; г - на выходе первого формирователя 6 тактовых импульсов; Э— на первом выходе дешифратора 13; . е - на втором выходе дешифратора 13; х - на N —м выходе дешифратора 13; на выходе второго формирователя строб-импульсов 9; й - на выходе второго формирователя 7 тактовых импульсов; к - на выходе первого разряда универсального N-разрядного регистра 12 сдвига; - л- на выходе второго разряда универсального N-разрядного регистра сдвига 12; м-на выходе М-го разряда универсального Ν-разрядного регистра 12 сдвига; Я- на выходе первого формирователя 3 строб-импульсов; о - на выходе первого триггера 17 управления; η - на выходе второго триггера 17 управления; р-на выходе Ν-го триггера 17 управления.</p>
<p>Источник 1 питания и силовые преобразовательные фазы 2 имеют две общие шины. Нагрузка 3 в случае гальванической развязки не имеет общей точки соединения с источником 1 питания. Генератор 5 синхроимпульсов выходом подключен к входным цепям первого 6, Второго 7 формирователей тактовых импульсов. Выход формирователя 10 подключен к одному из входов широтно-импульсного модулятора 11, другой вход которого подключен к выходу узла 15 сравнения. Один из входов узла 15 сравнения подключен к выходу источника опорного напряжения, другой - к нагрузке 3.</p>
<p>К нагрузке 3 параллельно или последовательно подключены выходные цепи , преобразовательных фаз 2. Выход ши3</p>
<p>4</p>
<p>1183</p>
<p>ротно-импульсного модулятора 11 подключен к входу второго формировате- , ля 9 строб-импульсов, выход которого подключен к общей точке соединения входа К установки в "О" второ- 5 го формирователя 7 тактовых импульсов и следующих входов универсального N-разрядного регистра 12 сдвига : последовательного приема информации V·, выбора режима приема информации ν<sub>2</sub> синхронизации режима параллельного приема информации У универсального N -разрядного регистра 12 сдвига вход первого разряда параллельного приема информации подключен к плюсовой шине источника 18 питания блока 4 управления, входы второго, третьего, N-го</p>
<p>разрядов параллельного приема информации - к минусовой шине источника 20 18 питания, а вход синхронизации режима последовательного приема информации - к выходу второго формирователя 7 тактовых импульсов. Первый, второй, ...,N —й выходы дешиф- 23 ратора 13 подключены к вторым входам соответственно первого, второго, ...» Ν-го логических элементов 2И-НЁ 1.6. Выходы первого, второго ... N -разрядного регистров 12 '30</p>
<p>сдвига задних фронтов импульсов подключены к входам синхронизации соответственно первого, второго, ...,Ν триггеров 17 управления, выходы которых подключены к входам соответ- 35 ствующих силовых преобразовательных фаз 2, входы {? триггеров 17 - к выходам соответствующих логических элементов 2И-НЕ 16, входы В-триггеров 17 - к. плюсовой шине источни- 40 ка 18 питания. Первый вход каждого из N-логических элементов 2И-НЕ 16 подключен к выходу первого формирователя 8 строб-импульсов, вход которого подключен к выходу первого фор- 45 мирователя 6 тактовых импульсов. К выходу формирователя 6 также подключены вход двоичного т-разрядного счетчика 19, выходы первого, второго, ...,тг»-го разрядов которого подклю- 50 чены соответственно к первому, второму, ..., т-му управляющим входам дешифратора 13. Двоичный т-разрядный счетчик 19 является входным каскадом формирователя 10, выходным. 55 каскадом которого является формирователь 20 пилообразного напряжения, вход формирователя 20 подключен к</p>
<p>выходу первого логического элемента 2И-НЕ 16.</p>
<p>Многофазный импульсный стабилизатор работает следующим образом.</p>
<p>С выхода генератора 5 синхроимпульсов напряжение с периодом</p>
<p>т<sub>ги</sub> = 0,01 ТК,</p>
<p>где Т - период коммутации силовых преобразовательных фаз 2\</p>
<p>К - требуемая точность воспроизведения длительности импульса выходного сигнала широтно-импульсного модулдг тора 11 на выходе тригге, - ров 17 управления, %,</p>
<p>поступает на входы формирователей 6 и 7 тактовых импульсов. В случае использования в качестве формирователей 6 и 7 тактовых импульсов двоичных го -разрядных счетчиков период Т выбирается из условия</p>
<p>Т<sub>ГИ</sub> = Г/М-2П, где η = ,£[Ιο§<sub>2</sub>(100/К)]+1</p>
<p>£- целая часть числа 1о§<sub>2</sub>(_100/К) Поэтому на выходах формирователей</p>
<p>6 и 7 формируются напряжения с периодом следования Τ<sub>π</sub>-Τ/Ν (эпюры г, и ).В общем -случае выходные напряжения формирователей 6 и 7 могут иметь сдвиг по фазе, поскольку выходные напряжения второго формирователя 7 синхронизируются, как будет показано ниже, задним- (передним) фронтом широтно-импульсного модулятора 11.</p>
<p>Выходное напряжение первого формирователя 6 тактовых импульсов воздействует на входы формирователей 10 и 8. Входным каскадом формирователя 10 импульсов синхронизации широтно-импульсного модулятора является двоичный счетчик, разрядность щ которого является функцией числа N преобразовательных фаз:</p>
<p>, η-ι*£θζ<sub>χ</sub>Ν.</p>
<p>Поскольку выходы первого, второго, ...,γλ-γο разрядов двоичного счетчика 19 подключены к управляющим входам дешифратора 13, то на первом, втором, ...,.χ-м выходах дешифратора 13 появляются положительные импульсы (эпюры в, е, ж.) длительностью Τ^Τ/Ν и периодом следования Т. Например, эпюра Θ соответствует состоянию 00...00, эпюра е- состоянию 00...01, эпюра . х- состоянию 11... 111 счетчика 19.</p>
<p>$</p>
<p>1183949</p>
<p>6</p>
<p>. В отличие от известного стабилизатора где формирователь 8 формирует строб-импульсы, совпадающие с периодом 1/0 выходного сигнала формирователя 6, в предлагаемом устройстве положительные строб-импульсы (эпюра н) формирователя 6 совпадают· с перепадом 0,1 выходного сигнала (эпюра г) формирователя 6. Указанные строб-импульсы с периодом следования Т<sub>П</sub>=Т/N воздействуют на первый вход кахщого из N логических элементов 2И-НЕ 16. Поскольку на второй вход указанных логических элементов 16 поступают положительные импульсы с первого, второго, .. -го выходов (эпюра <5, е и *) дешифратора 13 с периодом следования Т, в N раз большем Т<sub>п</sub>, то на выходах логических ' элементов 2И-НЕ 16 появляются (при одновременном присутствии высоких уровней напряжений) отрицательные импульсы с периодом следования Т.</p>
<p>В результате воздействия этих импульсов по входу К триггеров ^управления происходит установка их по выходу <3, в низкий, а по выходу δ в высокий) уровни напряжения. На выходе первого триггера 17 управления появятся высокие уровни напряжения в моменты времени £& ,£ =£<sub>0</sub>+Т,</p>
<p>...,(эпюра о ), на выходе второго триггера 17 - Г<sub>0</sub>+Т<sub>п</sub>, £.,+1,,,...,</p>
<p>(эпюра п),· на выходе N триггера 17 £<sub>0</sub>+Τ<sub>η</sub>(Ν-1), £,+Τ<sub>π</sub>(Ν-1) (эпюра р) . Высокие уровни напряжений,на выходах δ триггеров 17 управления сохраняются до прихода на вход синхронизации С сигнала управления с соответствующего выхода регистра 12 сдвига.</p>
<p>Выходной отрицательный импульс (эпюра в) первого логического элемента 2И-НЕ 16 используется для ёинхронизации формирователя 20 пилообразного напряжения. Выходной сигнал и<sub>п</sub> (Д1 (эпюра й) формирователя 20 с периодом следования Т воздействует на один из входов широтноимпульсного модулятора 11, на второй вход которого воздействует уровень напряжения ϋус (|)с выхода узла 15 сравнения.Это вызывает появление на выходе модулятора 11 широтно-модулированного. сигнала с длительностью импульсов £„ и периодом следования Т (эпюра У). Указанный сигнал поступает на вход второго формирователя 9 строб-импульсов. На период 1/0 данного сигнала второй формирователь 9 строб-импульсов формирует положительные строб-импульсы в моменты времени £„+£„, Ц+£<sub>м</sub>,..., (эпюра >.) . Короткие положительные импульсы формирователя 9 обеспечивают установку в "0" второго формирователя (счетчика) 7 по входу β и перевод универсального регистра 12 по входу ^2 в режим параллельного приема информации. Так как вход первого разряда регистра 12 подключен к плюсовой шине источника 18 питания, а входы разрядов с второго по Ν-й подключены к минусовой шине источника 18 Питания, то обеспечивается запись высокого уровня напряжения в первый разряд и низкого уровня напряжения в разряды с второго по Ν-й в моменты времени £<sub>0</sub> +£<sub>и</sub>. £<sub>л</sub> +£<sub>и</sub>,..., (эпюры к, а и м). Таким образом, в каждом периоде Т производится установка в ”0" второго формирователя 7 тактовых импульсов- (эпюра и) в моменты времейи (эпюра 3), совпадающие с периодом 1/0 выходного сигнала модулятора 11 (эпюра Б). В интервалах времени между воздействиями стробимпульсов формирователь 7 обеспечивает тактовые импульсы с периодом следования Т„ (эпюра м) на входе</p>
<p>синхронизации режима последовательного приема информации регистра 12. В указанных интервалах времени регистр 12 находится в режиме последовательного приема информации (на входе присутствует низкий уровень напряжения - эпюра ^). Поэтому, записанный в первый разряд регистра 12 высокий уровень напряжения сохраняется на выходе первого разряда регистра 12 в интервалах времени</p>
<p>£<sub>е</sub>+С<sub>и</sub>^С ЙС<sub>О</sub>+£<sub>И</sub>+Т<sub>Л</sub>, £,,+£„ ·« £ ί. £-, + £„ + +Т„, (эпюра к). В моменты времени £<sub>β</sub>+£<sub>Μ</sub>+Τ.<sub>η</sub>, £<sub>4</sub>+£,<sub>и</sub>+Т<sub>п</sub>, совпадающие с фронтом 1/0 поступающих с выхода формирователя 7 на вход синхронизации регистра 12 тактовых импульсов (эпюра ц) производится запись низких уровней напряжений в первый разряд (эпюра и) и высоких уровней напряжений во второй разряд (эпюра &). Так как период следования тактовых импульсов на выходе форми7</p>
<p>1183949</p>
<p>8</p>
<p>рователя 7 равен Τή (эпюра и), то на N выходах регистра 12 присутствуют ί высокие уровни напряжений длительностью Т<sub>п</sub>, начиная с моментов времени, на выходе первого разряда с Ч<sup>+е</sup>и > <sup>ь</sup>-1<sup>+С</sup>ц’ ···» (эпюра к) на выходе второго разряда с С<sub>й</sub><sup>+</sup>Ь<sub>м</sub>+Т<sub>п</sub>,</p>
<p>+Ё +Т<sub>Л</sub>,..., (эпюра л), на выходе . Ν-го разряда с С<sub>й</sub>+С<sub>Й</sub>+(Ν-1)Т<sub>П</sub>,...,</p>
<p>+£<sub>ц</sub>+(Ν-1)Т„, (эпюра,м); Фронтом 0/1 сигнала с выходов первого, второго, ..., N-го разрядов регистра 12 (эпюры к, л, м) производится переключение к входу синхронизации С триггеров 17 управления. Поскольку на входах Б триггеров 17 присутствуют^ высокие уровни напряжений,</p>
<p>'то на их выходах О, вместо низкого уровня появляется высокий уровень напряжения, на выходах β вместо высоких уровней напряжений - низкие соответственно у первого триггера 17 управления в моменты времени С<sub>0</sub>+£<sub>и</sub>, (эпюра о) второго</p>
<p>триггера 17 в моменты времени</p>
<p><sup>с</sup>о<sup>+г</sup>и <sup>+т<sub></sup>п</sub> » <sup>+</sup>Ч<sup>+Т</sup>л »· · ·» эпюра л )</p>
<p>М-го триггера 17 в моменты времени С<sub>О</sub>+Ц+(Ы-1)Т<sub>П</sub>, ϋ<sub>1+</sub>ϋ<sub>Μ</sub>+(Ν-1)Τ (эпюра р).</p>
<p>Формирователи (счетчики) 6 и 7 имеют одинаковую разрядность, равную · го·, Это обеспечивает формирование ими тактовых импульсов с ,равным периодом Т<sub>п</sub>, но сдвинутых (в общем случае) по фазе, так как начальное состояние формирователя 7 синхронизируется в моменты времени, совпадающие с перепадом 1/0 широтно-модулированного сигнала модуля— тора 11, длительность которого цежит в интервале 0 £ ί<sub>η</sub> ί Т.Поэтому, и передний (задний) фронт (перепад 0/1) и задний (передний) фронт (перепад 1/0) широтно-модулированного сигнала (эпюра 5) воспроизводятся в цепях управления триггеров 17 с равным временным сдвигом Τ<sub>η</sub>=Τ/Ν. Передний (задний) фронт воспроизводится на входах К триггеров 17 управления, а задний (переднйй) фронт (эпюры л и.-м) “ на входах синхронизации С. В результате на выходах триггеров 1/ управления получаются широтно-модулированные импульсы (эпюры о, п и р) равномерно сдвинутые на время Т<sub>п</sub>. и равные по длительности сигналу на выходе модулятора 11 (эпюра б). Указанные сигналы используются для управления соответствующих преобразовательных фаз 2. Сдвиг во времени на величину Τ<sub>Π</sub>~Τ/Ν данных сигналов управления обеспечивает равномерный сдвиг во времени электрических процессов в силовых преобразовательных фазах 2,,</p>
<p>Изменение напряжения на нагрузке 3 при воздействии какого-либо возмущающего воздействия приводит к изменениям уровня напряжения и<sub>ус</sub>(с) на выходе узла сравнения сигнала на выходе широтно-импульсного модулятора 11, а также к изменениям (сдвигу) во времени сигналов на выходах регистра 12 сдвига, воспроизводящего перепад 1/0 широтно-модулированного сигнала, длительности сигналов на выходе триггеров 17 управления, энергии, передаваемой каждой силовой преобразовательной фазой 2 в нагрузке 3. Указанные изменения за счет использования отрицательной обратной связи направлены'на компенсацию возмущающих воздействий и установлению с заданной точностью напряжения на нагрузке 3.</p>
<p>Таким -образом, основными техничес кими преимуществами предлагаемого устройства по сравнению с известным являются увеличение точности воспроизведения широтно-импульсного сигнала с равномерным временным сдвигом и улучшение процесса регулирования, уменьшение объема и массы всего преобразователя, поскольку в известном устройстве увеличение точности воспроизведения широтномодулированного сигнала достигается увеличением числа N преобразовательных фаз. Кроме того, синхронизация формирователя пилообразного напряжения с выхода первого логического элемента 2И-НЕ позволяет исключить формирователь коротких импульсов.</p>
<p>П83949</p>
<p>ВНИКЛИ</p>