SU1302398A1 - Преобразователь однофазного напр жени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к преобразовательной технике и м.б. использовано при построении преобразователей частоты различного назначени . Целью  вл етс  повьшение быстродействи  . Устр-во содержит регулирующий орган 1 дискретного действи , к управл ющим входам Y(y ,y.j,. . У„} которого подсоединен преобразователь 2 кодов ,соединеннь1Й с Ъыходо аналого- цифрового преобразовател  3, вход которого соединен с выходом блока 4 делени  напр жений. Управл ющими сигналами y,yj ,. . . эУ обеспечиваетс  изменение коэффициента передачи тр-ра, вход щего в состав органа 1 дискретного действи , в процессе передачи через него напр жени . При этом возрастанию напр жению на выходе блока 4 соответствует возрастание коэффициента трансформации тр-ра. Выходное напр жение при этом преоб- ретает форму кусочно-синусоидального напр жени , близкого к эталонному. 2 з.п. ф-лы, 6 ил. i (Л Риг.1

Description

to

15

20

25

11302398

. Изобретение относитс  к преобра - зовательной технике и может быть использовано при построении преобразователей частоты различного назначени .

Целью изобретени   вл етс  повьше- ние быстродействи .

На фиг. 1 изображена электрическа  схема устройства дл  преобразовани  частоты; на фиг. 2 - временные диаграммы напр жений, по сн ющие его работу на примере удвоител  частоты; на фиг. 3 - электрическа  схема регулирующего органа дискретного действи ; на фиг. 4 - электрические схемы аналого-цифрового преобразовател  и преобразовател  кодов; на фиг. 5 - схема устройства делени  напр жений; на фиг. 6 - схема устройства умножени  напр жений.

Устройство дл  преобразовани  частоты (фиг. 1) содержит регулирующий орган 1 дискретного действи  1, к управл ющим входам ,,- - , которого подсоединен преобразователь 2 кодов. Входы преобразовател  кодов jXj ,. . . ,х I соединены с выходами аналого-цифрового преобразовател  3. Вход аналого-цифрового преобразовател  соединен с выходом блока

4делени  напр жений, вход делител 

5которого соединен с входом устройства дл  преобразовани  частоты, а вход делимого 6 через формирователь 7 эталонного напр жени  - к входу устройства дл  преобразовани  частоты .

Регулирующий орган дискретного действи  (фиг. 3) содержит трансформатор 8, вторична  обмотка которого снабжена центральным 9 и промежуточными 10-13 отводами. Промежуточные отводы совместно с крайними отводами 14 и 15 посредством двух групп управ емых ключей 16 и 17, выполненных на транзисторах, вкаченных в диапо- али выпр мительных мостов, подсоединены к выходу регулирующего органа искретного действи . Управл ющие ходы ключей соединены с вьпсодами вух групп коньюнкторов 18 и 19. Один з входов каждой группы соединен с оответствующим управл ющим входом егулирующего органа дискретного дей30 ж 35 л

40

45

50

55

стви  у. ,у ,.. . ,у. Другие входы объ

единены в узел. Один узел соединен с управл ющим входом у непосредственно , в другой - через инвертор 20.

o

5

0

5

Преобразователь 2 кодов выполнен на инверторах 21 и логических элементах 2И 22 совпадени , а аналого-цифровой преобразователь 3 - на компараторах 23 (фиг. 4). Kotmapaтор,.формирующий сигнал управлени  у, через трансформатор 24 подсоединен к входу аналого-цифрового преобразовател  3, причем один из входов этого компаратора заземлен. Остальные компараторы одним -из входов подсоединены к выходу выпр мительного моста 25, соединенного входом с вторичной обмоткой трансформатора 24, а другим входом - к выходам делител  26 напр жени , состо щего из последовательно соединенных резисторов, подключенных к источнику посто нного напр жени  Е.

Блок 7 делени  напр жени  выполнен (фиг. 5) на основании блока 27 умножени  напр жений и усилител  28, Блок 27 умножени  напр жений содержит резистивные оптроны 29 и 30, резисторы 31 и 32, которые совместно с фоторезисторами оптронов образуют мостовую схему, и дополнительные резисторы 33 и 34, подсоединенные к свето- диодам оптронов,а также усилитель 35.

Формирователь 7 эталонного напр - 0 жени  представл ет собой генератор гармонических колебаний с автоматической регулировкой усилени , синхронизированный входным напр жением сети , и выполнен на операционном уси- 5 лителе К 140УДА.

Все логические элементы устройства дл  преобразовани  частоты могут быть выполнены на интегральных микросхемах серии К155, усилители 28 и 24 блока делени  напр жени  - на .микросхемах серии К140.

Работа устройства дл  преобразовани  частоты происходит следующим образом .

0

50

Формирователь 7 эталонного напр жени  из входного напр жени  сети U, (фиг. 2а) формирует эталонное напр жение и заданной частоты (фиг. 2б).

55

Это напр жение поступает на вход делимого устройства 4 делени  напр жений , вход делител  которого соединен с входом устройства преобразовани  частоты. В результате делени  на входе аналого-цифрового преобразовател  формируетс  напр жение U, пропорциональное частному от делени  напр жени  5 на напр жение U (фиг.2в).

л , . . .

тел ем

Аналого-цифровой преобразователь 3 (фиг. 4) в результате Сравнени  компараторами 23 мгноьенных значений напр жени  Uj с нулевым уровнем, а модул  его мгновенных значений U с различными уровн ми напр жений, заданными делителем 26 (на диаграмме 2.Д дл  примера показаны три уровн ), формирует управл ющие сигналы х, ,. Эти сигналы преобразова- кодов (фиг. 4) преобразуютс  в сигналы Уд ,у,,...,у управл ющего кода Y. При этом сигнал у (фиг. 2г) принимает значение Лог.1 в том случае, если пол рность напр  жений U;, и и противоположна (т.е. , когда Uj iO). В противном случае сигнал у равен значению Лог.О.

Под действием управл ющего кода Y происходит изменение коэффициента пе редачи регулирующего органа I дискретного действи  1 (фиг. 3). При этом управл ющий сигнал у разрешает прохождение управл ющих сигналов у,

УЗ чей 16

входного напр жени  U, и эталонного напр жени  U,j совпадают, сигнал у принимает значение Лог.О и разрешает прохождение управл ющих сигналов на группу ключей 16. Когда пол рност

,у лишь на одну из групп клю- или 17. Когда пол рность

и, не

совнапр жени  и , и напр жени  падают, разрешаетс  прохождение управл ющих сигналов на группу ключей 17. Вследствие этого пол рность вы- ходного напр жени  совпадает с пол рностью эталонного напр жени .

Управл ющими сигналами у ,у ,...

...,у обеспечиваетс  изменение коэф фициента передачи трансформатора 8 в

процессе передачи напр жени  U, чере него (одновременно в провод щем сос то нии находитс  лишь один ключ 16 или 17 группы). При этом возрастанию напр жени  на выходе блока делени  напр жений U соответствует возрастание коэффициента трансформации трансформатора 8. Выходное напр жение U вследствие такого преобразовани  приобретает форму кусочно-синусоидаль- ного напр жени , близкого к эталонному напр жению (фиг. 2е).

При большом количестве уровней п

напр жени  в делителе 26 аналого-циф-55личающийс  тем, что блок,

рового преобразовател  3 можно собеспечивающий операцию арифметичесбольшой точностью считать, что Коэф-кого делени  знакопеременных напр жефициент трансформации трансформатораний выполнен на усилителе, один вход

8 измен етс  по законукоторого соединен с входом делимого,

.

L ц

где А - константа, завис ща  ОТ параметров элементов схемы. При этом дл  выходного напр жени  устройства получим

.

и.

f5 20

30

25

35

40

45 50

т.е. оно пропорционально эталонному напр жению U и не зависит от уровн  )0 входного напр жени  сети U .

В предложенном устройств е врем  установлени  необходимого управл ющего кода Y определ етс  лишь быстродействием аналого-цифрового преобразовател . Оно может быть очень малым, в частности, применение аналого-цифрового преобразовател , использующего метод считывани  (фиг. 4), позвол ет производить установку управл ющего кода практически мгновенно.

Claims (3)

1.Преобразователь однофазного напр жени , содержащий формирователь эталонного напр жени  и регулирующий оргчн дискретного действи , управл ющие входы которого подключены к схеме формировани  кода, отличающийс  тем, что, с целью повьш1е- ни  быстродействи , в него введен блок, обеспечивающий операцию арифметического делени  знакопеременных напр жений , вход делимого которого соединен с выходом формировател  эталонного напр жени , а вход делител  с входом регулирующего органа дискретного действи , причем схема формировани  кода выполнена на (п+О- разр дном аналого-цифровом преобразователе , знаковый разр днЕЯЙ выход которого соединен со знаковым разр дным входом регулирующего органа дискретного действи  непосредственно, а все последующие разр ды.соединены с соответствующими разр дами регулирующего органа дискретного действи  че- рез введеньш преобразователь кодов, осуществл ющий по каждому разр дному выходу функцию логического суммировани  сигнала такого же входа с инвертированным сигналом последующего разр дного входа.

2.Преобразователь по п. 1, о т а другой вход через блок, обеспечив вающий операцию арифметического умножени  знакопеременных напр жений, соединен с входом делител  и выходом блока, обеспечивающего операцию ариф- метического делени  знакопеременных напр жений, причем узел, обеспечивающий операцию арифметического умножени  знакопеременных напр жений, выполнен на резистивных оптронах, фо- торезисторы последних совместно с первым и вторым дополнительными резисторами соединены по мостовой схеме , перва  диагональ которой подключена через усилитель к выходу узла, втора  диагональ - к одному из его входов, а другой его вход соединен со средней точкой цепочки, образованной последовательно и согласно соединенными светодиодами и подключенной

к первой диагонали моста, узловые точки которой через третий и четвертый дополнительные резисторы соединены с выводами источников посто нного напр жени  соотвествующей пол рности

3. Преобразователь по п. 1, о т - личающийс  тем, что, упом нутый аналого-цифровой преобразователь выполнен на п+1 компараторах уровней напр жени , вычитающие входы которых соединены с выходами резис- тивного делител , подключенного к источнику посто нного напр жени , а суммирующие входы, объединенные в узел, - с выходом вьшр митёльного моста, вход которого подключен к одной вторичной обмотке трансформатора друга  вторична  обмотка которого подсоединена к входу компаратора знаков напр жени .

U8.2

фиг.З

Г

7

Vt ofJj

Ч)

Vi

15

t

фиг.5

i-E oJJ

Z}27

г/,

и.

J4 €

J/

J2

Составитель Г. Мыцык Редактор В. Данко Техред А.Кравчук Корректор А. Обручар

Заказ 1222/54 Тираж 661Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4