SU650199A1

SU650199A1 - Device for control of pulse-width converter

Info

Publication number: SU650199A1
Application number: SU762345347A
Authority: SU
Inventors: Эдуард Никитович Гречко; Владимир Ефимович Тонкаль; Олег Павлович Алымов; Владимир Евдокимович Павленко
Original assignee: Институт Электродинамики Ан Украинской Сср
Priority date: 1976-04-12
Filing date: 1976-04-12
Publication date: 1979-02-28

Description

1one

Изобретение относитс К преобразовательной технике, в частности к устройствам управлени тиристорными широтноимпульсными преобразовател ми (ШИП).The invention relates to a converter technique, in particular, to control devices for thyristor pulse width transducers (SHIP).

Известны системы импульсно-фазового управлени тиристорным преобразователем , основанные на вертикальном принципе управлени , заключающемс в формировании и сравнении пилообразного и опорного напр жений , 2.Systems of pulse-phase control of a thyristor converter are known, based on the vertical principle of control, which consists in forming and comparing the sawtooth and reference voltages, 2.

К недостаткам этих устройств относ тс низкие точность и стабильность работы, особенно дл случа управлени многофазным тиристорным широтно-импульсным преобразователем.The disadvantages of these devices are low accuracy and stability of operation, especially for the case of controlling a multiphase thyristor pulse-width converter.

Наиболее близким техническим решением к изобретению вл етс устройство, которое содержит п каналов формировани импульсов управлени , каждый из которых Включает задаюш,ий генератор, тактовый счетчик импульсов, дешифратор, реверсивный счетчик управлени и блок управлени 3.The closest technical solution to the invention is a device that contains n control pulse forming channels, each of which includes a generator, a pulse counter, a decoder, a reversible control counter, and a control unit 3.

В основу работы данного устройства заложен принцип формировани по каждой фазе тиристорного ШИП двух сдвигаемых по фазе одной относительна другой последовательностей импульсов управлени ,.перва из которых поступает на осно1вной тиристор прерывател , а втора - на вспомотательныи , что приводит к выключению основного силового тиристора.The operation of this device is based on the principle of forming for each phase of a thyristor SHIP two sequences of control pulses shifted by one relative to another, the first of which is sent to the main interrupter thyristor and the second to the suppressor, which leads to the switching off of the main power thyristor.

Но при широких диапазонах регулировани выходного напр жени преобразовател фактически установленные мошности фильтруюш;их устройств определ ютс малыми длительност ми импульсов выходного напр жени , и в области средних и больших значений напр жени на нагрузкеBut with wide control ranges of the output voltage of the converter, the actual installed power of the filtering device is determined by the small duration of the output voltage pulses, and in the region of medium and large values of the voltage on the load

фильтрующие устройства недоиспользуюгс , что вл етс недостатком этого устройства .filtering devices are underused, which is a disadvantage of this device.

Целью изобретени вл етс улучшение энергетических показателей широтно-импульсного преобразовател в области больших и средних значений выходного напр жени , а также расширение функциональных возможностей. Дл этого в устройство дл управлени ,The aim of the invention is to improve the energy performance of a pulse-width converter in the region of large and medium values of the output voltage, as well as expansion of functionality. For this purpose, in the control device,

содержащее блок управлени , выходы которого соединены со входами реверсивного счетчика, блок сравнени , на входы которого поданы сигналы с выходов тактового счетчика импульсов со входом установкиcontaining a control unit, the outputs of which are connected to the inputs of the reversible counter, the comparison unit, to the inputs of which signals from the outputs of the pulse counter of the pulses are fed to the installation input

нул и счетным входом и указанного реверсивного счетчика и задающий генератор , введены формирователь частот с шестью выходами, блок выработки сигналов сопровождени с двум выходами, задатчик кодов, триггер со входом установкиzero and a counting input and a specified reversible counter and a master oscillator, a frequency driver with six outputs, a tracking signal generation unit with two outputs, a setpoint generator, a trigger with a setup input are entered

нул и счетным входом, два логических элемента ИЛИ, две грунны логических элементов И, кажда рунна которой состоит из двух двухвходовых элементов И и одного т.рехвходового элемента И, два входа которого реверсивные, и отдельного двухвходового элемента li, нричем выход задающего генератора нодключен к входу формировател частот, выходы которого соответственно подключены к первым входам логических элементов И обеих групп логических элементов И, вторые входы первых двухвходовых логических элементов и первые реверсивные входы трехвходовых логических элементов И подключены к первому выходу блока выработки сигналов сопровождени , а вторые входы вторых двухвходовых логических элементов И и вторые реверсивные -входы трехвходовых логических элементов И подключены ко второму выходу блока выработки сигналов сопровождени , выходы первой группы логических элементов И подключены к входам первого логпческого элемента ИЛИ, а выходы второй группы логических элементов И - к Входам второго логического элемента ИЛИ, выход первого логического элемента ИЛИ подключен к счетному входу триггера, выход второго логического элемента ИЛИ подключен ко второму входу логпческого элемента И, ко второму входу которого подключен выход триггера, а выход- к счетному входу тактового счетчи-ка импульсов, выходы которого тюдключены к входам блока сравнени , выход которого подключен к входу установки нул триггера , на вход блока выработки сигналов сонровождени и к выходу установки нул тактового счетчика импульсов, выход блока управлени -подключен к входу реверсивного счетчика, выход которого нодключен к Входам блока сравнени и блока выработки сигналов сопровождени , а задатчЕк кодов подключен к входам блока выработки сигналов сопровождени .zero and a counting input, two OR logical elements, two AND logical ground elements, each rune of which consists of two two-input AND elements and one three-input AND element, whose two inputs are reversible, and a separate two-input li element, but the output of the master oscillator is not connected to the input of the frequency former, the outputs of which are respectively connected to the first inputs of logic elements AND of both groups of logical elements AND, the second inputs of the first two-input logic elements and the first reversing inputs of the three-input new logical elements And are connected to the first output of the signal generation unit, and the second inputs of the second two-input logic elements And and the second reversal inputs of the three-input logic elements And are connected to the second output of the signal generation unit And connected to the inputs of the first logic element the OR element, and the outputs of the second group of logical elements AND to the inputs of the second logical element OR, the output of the first logical element OR is connected to the counting the trigger input, the output of the second logic element OR is connected to the second input of the logic element AND, to the second input of which the trigger output is connected, and the output to the counting input of the pulse counter of the pulses, whose outputs are connected to the inputs of the comparison unit, the output of which is connected to the installation input the trigger zero, to the input of the signal generation unit and to the output of the zero clock pulse counter, the output of the control unit is connected to the input of the reversible counter, the output of which is connected to the inputs of the control unit Neny and block signal generation support, and zadatchEk codes connected to the inputs of the block generation accompanied signals.

Ка чертеже представлена функциональна схема )стройства управлени широтноимпульсным преобразователем.The drawing shows the functional diagram of the control device of the pulse-width converter.

Устройство дл управлени ШИП содержит блок управлени 1, задающий генератор 2, формирователь частот 3, реверсивный счетчик 4, схемы И 5-11, схемы ИЛИ 12, 13, блок выработки сигналов сопровождени 14, триггер 15, задатчик кодов 16, блок сравнени 17, тактовый счетчик импул зсов 18.The device for controlling the SHIP contains the control unit 1, the master oscillator 2, the frequency driver 3, the reversible counter 4, the AND 5-11 circuits, the OR circuit 12, 13, the tracking signal generation unit 14, the trigger 15, the setting unit 16, the comparison unit 17, clock pulse counter 18.

Рассмотрим принцип работы предлагаемого устройства управлени .Consider the principle of operation of the proposed control device.

На реверсивный счетчик 4 с управл ющего устройства 1 по двум входным шинам поступают управл ющие сигналы, при этом на счетчике фиксируетс двоичный код, соответствующий глубине регулировани выходного напр жени преобразовател Y- Код с реверсивного -счетчика 4 поступает на блок сравнени 17 и на вход блока выработки сигналов сопровожденп трех диапазонов регулировани выходного напр жени 14 (количество диапазонов в общем случае может выбиратьс произвольным целым числом).The reversible counter 4 of the control device 1 receives control signals via two input buses, while the binary code is fixed on the counter corresponding to the depth of adjustment of the output voltage of the converter Y- The code from the reversible counter 4 goes to the comparison unit 17 and to the input of the block signal generation is accompanied by three ranges of adjustment of the output voltage 14 (the number of ranges in general can be chosen with an arbitrary integer).

Частота задающего генератора 2 используетс в формирователе частот 3, состо щем из двух идентичных делителей частоты , каждый из которых имеет основной и промежуточный выводы, при этом первый делитель подключен неносредственно к задающему генератору 2, а второй делитель через дополнительный делитель с коэффициентом делени т, где m - число разбиений глубины регулировани выходного на1 пр жени , т. е. - есть шаг квантовани The frequency of the master oscillator 2 is used in the frequency driver 3, consisting of two identical frequency dividers, each of which has main and intermediate outputs, the first divider being connected directly to the master oscillator 2, and the second divider through an additional divider with the division factor t, where m is the number of partitions of the depth of regulation of the output voltage on the single strand, i.e. is the quantization step

/ глубины регулировани выходного напр женин Y. Таким образом, на выходе формировател частот 3 получаем набор синхронизированных между собой частот 4/-т, 2}-т, f-m, 4/, 2/, /. При этом, в зависимости от дианазона регулировани выходного/ adjustment depths of the output voltage Y. Thus, at the output of frequency generator 3, we obtain a set of frequencies synchronized with each other 4 / -t, 2} -t, f-m, 4 /, 2 /, /. At the same time, depending on the dianazone control of the output

напр жени (в данном случае имеем три диапазона регулировани ), первые три частоты 4/-т, 2/-ОТ и f-m определ ют частоту заполнени тактового счетчика им-пульсов 18, т. е. глубину регулировани выходиого напр жени преобразовател , а вторые три частоты 4/, 2/ и f - несущую частоту модул ции выходного напр жени преобразовател , т. с. частоту переключени триггера 15.voltages (in this case, we have three adjustment ranges), the first three frequencies 4 / -t, 2 / -OT and fm determine the frequency of filling the pulse counter of pulses 18, i.e. the depth of adjustment of the output voltage of the converter, and the second Three frequencies 4 /, 2 / and f - carrier frequency of modulation of the output voltage of the converter, t. trigger switching frequency 15.

В области больших у на вход установки нул триггера 15 через схему ИЛИ 12 и схему И 7 с формировател частот 3 поступают узкие импульсы с частотой / и взвод т триггер 15. При этом на вход счетчика 18 через схему И И, схему Р1ЛИ 13, схему И 10 с формировател частот 3 начнут поступать импульсы с частотой f-m и подсчитыватьс им. В момент равенства кода реверсивного счетчика управлени 4 иIn the region of large y, the input of the zero setting of the trigger 15 through the circuit OR 12 and the circuit AND 7 from the frequency generator 3 receives narrow pulses with a frequency / and the trigger 15 is turned on. At the same time, the input of the counter 18 through the circuit AND AND, the circuit P1LI 13, the circuit And 10, frequency generator 3 will begin to receive pulses with frequency fm and be counted by them. At the moment of equality of the code of the reverse control counter 4 and

кода тактового счетчика импзльсов 18 блок сравнени 17 вырабатывает имнульс «Сброс, который поступает на счетный вход триггера и сбрасывает его. Па выхо-де триггера 15 формируетс частота /, длительность импульсов которой соответствует входному воздействию, т. е. -уВ области средних у на вход установки нул триггера 15 через схему ИЛИ 12 и схему И 6 с формировател частот 3 ноступают узкие импульсы с частотой 2/ и взвод т триггер 15. При этом на вход счетчика тактовых импульсов 18 через схему И 11, схему ИЛИ 13, схему И 9 с формировател частот 3 начнут поступать импульсы сThe code of the pulse counter impuls 18 unit of comparison 17 generates an impulse "Reset, which is fed to the counting input of the trigger and resets it. At the output of the flip-flop 15, the frequency / is formed, the pulse duration of which corresponds to the input action, i.e., the Y-region of the average y at the input of the zero setting of the trigger 15 through the OR circuit 12 and the AND 6 circuit of the frequency former 3 receive narrow pulses with a frequency of 2 / and the trigger 15 is turned on. At the same time, the input of the clock pulse counter 18 through the AND 11 circuit, the OR 13 circuit, the AND 9 circuit from the frequency generator 3 will start to receive pulses from

частотой 2/-т и подсчитыватьс им. В момент равенства кода реверсивного счетчика управлени 4 и кода тактового счетчика импульсов 18 блок сравнени 17 выработает импульс «Сброс, который поступаетfrequency 2 / -t and counted them. At the moment of equality of the code of the reversible control counter 4 and the code of the pulse counter pulse 18, the comparison unit 17 will generate a pulse "Reset", which is received

на счетный вход триггера и сбрасывает его.on the counting trigger input and resets it.

На выходе триггера 15 формируетс частота 2/, длительность импульсов которой соответствует входному воздействию, т. е. YВ области малых у на вход установки нул триггера 15 через схему ИЛИ 12 схему И 5 с формировател частот 3 поступают узкие импульсы с частотой 4/ и взвод т триггер 15. При этом на вход счетчика тактовых импульсов 18 через схему И 11, схему ИЛИ 13, схему И 8 с формировател частот 3 начн)т поступать импульсы с частотой 4/-т и подсчитыватьс им. В момент равенства кода реверсивного считчика управлени 4 и кода тактового счетчика импульсов 18 блок сравнени 17 выработает импульс «Сброс, который поступает на счетный вход триггера и сбрасывает его. На выходе триггера 15 формируетс частота 4f, длительность импульсов которой соответствует входному воздействию , т. е. Y.At the output of the trigger 15, a frequency 2 / is formed, the pulse duration of which corresponds to the input action, i.e., in the small y region, narrow pulses with a frequency of 4 / and a platoon arrive at the input of the zero setting of the trigger 15 via the circuit OR 12 circuit AND 5 T trigger 15. At the same time, the input of the counter of clock pulses 18 through the circuit AND 11, the circuit OR 13, the circuit AND 8 from the frequency generator 3 starts to receive pulses with a frequency of 4 / -t and be counted by them. At the moment of equality of the code of the reversible control reader 4 and the code of the pulse counter 18, the comparison unit 17 will generate a reset pulse, which is fed to the trigger input of the trigger and resets it. At the output of the trigger 15, a frequency 4f is formed, the pulse duration of which corresponds to the input action, i.e. Y.

о всех рассмотренных случа х в нулевое состо ние сбрасываетс и счетчик тактовых импульсов 18. Сигнал «Сброс используетс также дл синхронизации блока выработки сигналов сопровождени соответствующих диапазонов регулировани 14.all cases considered, the clock counter 18 is reset to the zero state. The "Reset" signal is also used to synchronize the tracking signal generation unit of the respective control ranges 14.

Данное устройство дает возможность переходить в зависимости от глубины регулировани выходного напр жени у к различным значени м несущей частоты модул ции выходного напр жени , что весьма существенно дл улучшени энергетических показателей преобразовател в области больших и средних значений выходного напр жени .Depending on the depth of regulation of the output voltage, y, this device makes it possible to switch to different values of the carrier frequency of modulation of the output voltage, which is very important for improving the energy performance of the converter in the high and medium output voltage range.

Claims

1. USSR Author's Certificate No. 385384, cl. H 02 P 13/16, 1970.

2.Avtorskoe testimony of the USSR № 437190, cl. H 02 P 13/16, 10.25.71.

3. USSR author's certificate number 424290, cl. H 02P 13/16, 01.02.71.