SU760437A1 - Power digital-analogue converter - Google Patents

Power digital-analogue converter Download PDF

Info

Publication number
SU760437A1
SU760437A1 SU762334824A SU2334824A SU760437A1 SU 760437 A1 SU760437 A1 SU 760437A1 SU 762334824 A SU762334824 A SU 762334824A SU 2334824 A SU2334824 A SU 2334824A SU 760437 A1 SU760437 A1 SU 760437A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
input
output
converter
code
power
Prior art date
Application number
SU762334824A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Tatyana A Glazenko
Gennadij S Ezdrin
Aleksandr N Piskarev
Original Assignee
Le I Tochnoj Mekhaniki Optiki
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Le I Tochnoj Mekhaniki Optiki filed Critical Le I Tochnoj Mekhaniki Optiki
Priority to SU762334824A priority Critical patent/SU760437A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU760437A1 publication Critical patent/SU760437A1/en

Links

Description

Изобретение относится к преобразовательной технике и может использоваться в регуляторах напряжения, в системах электропривода и следящих 5 системах постоянного и переменного тока.The invention relates to a converter technique and can be used in voltage regulators, in electric drive systems and tracking systems of direct and alternating current.

Известен силовой цифроаналоговый: преобразователь, содержащий цифровое задающее устройство, цифровое срав- ю нивагощее устройство, цифроаналоговый преобразователь, предварительный усилитель, выходной усилитель, двигатель, кодирующее устройство, схему ограничения уровня й схему'переключения питающего напряжения. Выходной усилитель одним входом подключен через предварительный усилитель к выходу цифроакалогового преобразователя, а вторым входом через последов ательно соединенные схему переключения питающего напряжения и схему ограничения уровня - к упомянутому выходу цифройналоГовОгд преобразователя, вход которого подключен к выходу 25 цифрового сравнивающего устройства. Первый вход сравнивающего цифрового устройства подключен к задающему устройству, а второй вход - к кодирующему устройству, установленному на ва2The power digital-to-analog converter is known: a converter containing a digital driver, a digital comparison nivage device, a digital-analog converter, a preamplifier, an output amplifier, a motor, an encoder, a circuit for limiting the level of the voltage switching circuit. The output amplifier is connected via a preamplifier to the output of a digital-to-analog converter through a preamplifier, and a second input through a sequentially connected supply voltage switching circuit and a level limiting circuit to the output of the digital input converter, whose input is connected to the output 25 of the digital comparator. The first input of the comparing digital device is connected to the master device, and the second input is connected to the encoder installed on ba2

лу двигателя, якоря обмотка которого подключена к выходному усилителю £1} .Lu motor, anchors winding which is connected to the output amplifier £ 1}.

Такой преобразователь обеспечивает уменьшение мощности рассеяния в выходном усилителе с уменьшением сигнала ошибки, но имеет следующие недостатки.Such a converter provides a reduction in power dissipation in the output amplifier with a decrease in the error signal, but has the following disadvantages.

Три независимых источника питания подключаются последовательно друг за другом, создавая только три уровня напряжения на входе усилителя, управление ими осуществляется не от цифрового кода, а от многоэлементной схемы ограничения уровня. При средних и больших сигналах рассогласования амплитуда пульсаций напряжения на якоре двигателя при широтно-импульсном регулировании равна величине питающего напряжения, вследствие чего увеличиваются потери мощности как в силовых транзисторах выходного усилителя, так и в двигателе.Three independent power sources are connected in series one after another, creating only three voltage levels at the amplifier input, they are controlled not from a digital code, but from a multi-element level limiting circuit. With medium and large error signals, the amplitude of the ripple voltage at the armature of the motor with pulse-width regulation is equal to the value of the supply voltage, as a result of which the power loss increases both in the power transistors of the output amplifier and in the motor.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является силовой цифроаналоговый преобразователь, содержащий вычислительное устройство, преобразователь "кодширотйо-импульсно-модулированный сигналу (преобразователь "код-ШИМ") сThe closest technical solution to the present invention is a power digital-to-analog converter containing a computing device, a converter “code-width-pulse-modulated signal (code-PWM converter) with

4four

760437760437

двумя входами и двумя' выходами, силовой реверсивный преобразователь, генератор импульсов, нуль-орган, триггер й два тиристорных ключа. Преобразователь "код-ШИМ" одним входом соединен с выходом генератора импульсов, ' а другим - с выходом вычислительного устройства. Выходы преобразователя "код-ШИМ"'Подключены к входам тиристорных ключей, управляющий работой тиристоров силового реверсивного преобразователя мостового типа, входы которых подключены к выходам триггера> входы которого соединены с выходом нуль-органа, питаемого от сети переменного тока [23 .two inputs and two outputs, a power reversing converter, a pulse generator, a zero-organ, a trigger, and two thyristor switches. Converter code-PWM one input connected to the output of the pulse generator, and the other with the output of the computing device. Transducer outputs “code-PWM” 'Connected to the inputs of the thyristor switches that control the operation of the thyristors of a power reversing converter of the bridge type, the inputs of which are connected to the outputs of the trigger > whose inputs are connected to the output of a null organ fed from an AC network [23.

Недостатками этого преобразователя являются большие пульсации выходного напряжения, амплитуда которыхThe disadvantages of this converter are large ripple output voltage, the amplitude of which

<0<0

1515

равна величине напряжения источника питания. Это вызывает существенные потери мощности в ключевых элементах 20 преобразователя и дополнительные потери мощности в нагрузке. Отсутствие компенсации падения напряжения в силовом источнике питания и силовом преобразователе приводят к нестабильности выходного напряжения.equal to the voltage value of the power source. This causes significant power losses in the key elements of the converter 20 and additional power losses in the load. The lack of compensation for the voltage drop in the power supply and the power converter leads to instability of the output voltage.

Цель изобретения - повышение стабильности выходного напряжения, уменьшение потерь мощности на переключение в силовых элементах преобразователя и дополнительных потерь мощности в нагрузке.The purpose of the invention is to increase the stability of the output voltage, reducing the power loss on switching in the power elements of the converter and additional power losses in the load.

Это достигается тем, что в сило1 вой цифроаналоговый преобразователь,This is achieved by the fact that in the silo 1 howl digital to analog converter,

содержащий вычислительное устройство, ~ задающий генератор импульсов, преобразователь "код-широтно-импульсно' ' модулированный сигнал” с двумя входами и двумя выходами; задающий генератор импульсов, подключенный к одному из входрв преобразователя "код- 40 широтно-импульсно-модулированный сигнал", триггер с двумя раздельными входами, силовой реверсивный преобразователь и устройство сравнения,введены измерительный преобразователь 45 "код-напряжение", генератор пилообразного напряжения, пороговое устройство и фильтр нижних частот, причем преобразователь "код-напряжение" выходом соединен с первым входом уст- зд ройства сравнения, вторым входом соединенного через фильтр нижних частотcontaining a computing device, an impulse generator, a code-width-pulse-modulated signal converter with two inputs and two outputs; a pulse generator connected to one of the code-40 pulse-width modulated signal input of the converter, a trigger with two separate inputs, a power reversing converter and a comparator, a 45 “code-voltage” measuring converter, a sawtooth voltage generator, a threshold device and a low-pass filter were introduced, reobrazovatel "code-voltage" output coupled to a first input zd roystva Device for comparison, a second input coupled through a low pass filter

. ВЫхОдОМ силового реверсивного преобразователя и выходом через усилитель и регулятор с первым входом порогового устройства, второй вход ко- 55 торого через генератор пилообразного напряжения соединен с первым выходом преобразователя "код-широтно-импульсно-модулированный сигнал", вторым выходом соединенного с первым входом 60 триггера, второй вход которого соединен с выходом порогового устройства, первый выход вычислительного устройства, содержащий щ старших разрядов двоичного кода, подключен к первому 65. YOU O D OM of a power reversing converter and an output through an amplifier and a regulator with the first input of a threshold device, the second input of which is connected via a sawtooth voltage generator to the first output of a code-width-pulse-modulated signal converter, the second output connected to the first input 60 of the trigger, the second input of which is connected to the output of the threshold device, the first output of the computing device, which contains the most significant bits of the binary code, is connected to the first 65

входу силового преосоазователя и'к перво’му входу измерительного преобразователя "код-налрчженин", второй выход вычислительного устройства ч-.щ младших разрядов соединен с вторым входом измерительного преобразователя и с первым входом преобразователя "код-широтно-импульсно-модулированный сигнал", второй вход которого соединен с выходом задающего генератора, а третий выход вычислительного устройства, служащий знаковым разрядом кода, подключен к второму входу силового преобразователя, третий вход которого соединен с выходом упомянутого триггера.the input of the power pre-amplifier and the first input of the code-converter converter, the second output of the computing device h -... low-order bits, is connected to the second input of the measuring converter and to the first input of the converter code-width-pulse-modulated signal, the second input of which is connected to the output of the master oscillator, and the third output of the computing device, which serves as a sign bit of code, is connected to the second input of the power converter, the third input of which is connected to the output mentioned th trigger.

На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого преобразователя1, на фиг. 2 - временные диаграммы переключения основных элементов преобразователя.FIG. 1 is a block diagram of the proposed converter 1 ; FIG. 2 - timing diagrams of switching the main elements of the converter.

Преобразователь содержит вычислительное устройство 1 с тремя выходами, измерительный преобразователь "код-напряжение" 2, силовой реверсивный преобразователь 3, фильтр нижних частот 4, устройство сравнения 5 с двумя входами и одним выходом, усилитель 6, регулятор 7, пороговое устройство 8 с двумя входами и одним выходом, генератор пилообразного напряжения 9, преобразователь "код-широтно-импульсно-модулированный сигнал" 10 с двумя входами и двумя выходами, триггер 11 с двумя'раздельными входами и задающий генератор импульсов 12.The converter contains a computing device 1 with three outputs, a code-voltage measuring transducer 2, a power reversing converter 3, a low-pass filter 4, a comparison device 5 with two inputs and one output, an amplifier 6, a regulator 7, a threshold device 8 with two inputs and one output, a sawtooth voltage generator 9, a code-width-pulse-modulated signal converter 10 with two inputs and two outputs, a trigger 11 with two split inputs and a master pulse generator 12.

Первый выход 13 вычислительного устройства 1, содержащий т старших разрядов двоичного кода, подключен к первому входу силового преобразователя 3 и к первому входу измерительного преобразователя 2, второй выход 14, содержащий η-νη младших разрядов, соединен с вторым входом 15 измерительного преобразователя 2, и с первым входом преобразователя "код-ШИМ", а третий выход 16, служащий знаковым разрядом кода, подключен к второму входу силового преобразователя 3. Устройство сравнения 5 первым входом 17 подключено к выходу измерительного преобразователя 2, вторым входом 18 через фильтр нижних частот 4 - к выходу силового преобразователя 3, а выходом - к усилителю 6. Выход усилителя 6 через регулятор 7 подключен к первому входу 19 порогового устройства 8, второй вход 20 которого подключен к выходу генератора пилообразного напряжения 9. Преобразователь "кодШИМ" 10 вторым входом подключен к задающему генератору импульсов 12, первым выходом 21 - к входу генератора пилообразного напряжения 9, вторым выходом22к первому входу триггера 11. Второй вход 23 триггера 11 подключей к выходу порогового устройства 8. Выход триггера 11 подключен кThe first output 13 of the computing device 1, containing t high bits of the binary code, is connected to the first input of the power converter 3 and to the first input of the measuring converter 2, the second output 14, containing η-νη low-order bits, is connected to the second input 15 of the measuring converter 2, and with the first input of the code-PWM converter, and the third output 16, which serves as a significant code discharge, is connected to the second input of the power converter 3. The comparator 5 with the first input 17 is connected to the output of the measuring converter 2, the second input 18 through the low-pass filter 4 to the output of the power converter 3, and the output to the amplifier 6. The output of the amplifier 6 through the regulator 7 is connected to the first input 19 of the threshold device 8, the second input 20 of which is connected to the output of the sawtooth voltage generator 9 Converter "KODSHIM" 10 second input connected to the master pulse generator 12, the first output 21 to the input of the sawtooth generator 9, the second output 22 to the first input of the trigger 11. The second input 23 of the trigger 11 is connected to the output of the threshold device 8. Out Trigger 11 is connected to

5five

760437760437

66

третьему входу 24 силового преобразователя 3.the third input 24 of the power Converter 3.

Преобразователь работает следующим образом.The Converter operates as follows.

На первый вход устройства сравнения 5 поступает эталонное напряжение 5At the first input of the comparator 5 receives a reference voltage 5

, полученное с высокой точностью на выходе измерительного преобразователя 2, а на второй вход 18 - выходное напряжение 0^,^ фильтра нижних частот 4. Разность Λΐΐ = - Обых.^е- ^д, obtained with high accuracy at the output of the measuring transducer 2, and at the second input 18 - the output voltage 0 ^, ^ of the low-pass filter 4. Difference Λΐΐ = - Ob. ^ e- ^ d

рез усилитель 6 и регулятор 7 поступает на первый вход 19 порогового устройства 8, второй вход 20 которого через генератор пилообразного напряжения 9 соединен с выходом 21 преоб- .. раэователя "код-ШИМ". На выходе последнего продолжительность импульсов, следующих с частотой коммутации , пропорциональна значению кода п-тthe cut amplifier 6 and the regulator 7 are fed to the first input 19 of the threshold device 8, the second input 20 of which is connected to the output 21 of the code-PWM converter via the sawtooth voltage generator 9. At the output of the last, the duration of the pulses, following with the switching frequency, is proportional to the code value of the pt

. младших разрядов на выходе 14 вычислительного устройства 1. 20. low-order bits at the output 14 of the computing device 1. 20

Сигнал на выходе 22, соответствующий началу каждого импульса, поступает'.на первый вход триггера, а сигнал на выходе 21, соответствующий окончанию импульсов внутри периода 25 коммутации, запускает генератор пилообразного напряжения 9. В момент равенства выходного напряжения генератора пилообразного напряжения 9 и напряжения на выходе 19 регулятора 7 30The signal at output 22, corresponding to the beginning of each pulse, arrives at the first input of the trigger, and the signal at output 21, corresponding to the end of the pulses within the switching period 25, starts the sawtooth generator 9. At the same time, the output voltage of the sawtooth voltage generator 9 and the voltage at output 19 of the regulator 7 30

срабатывает пороговое устройство 8 и перекидывает по входу 23 триггер 11 в состояние, обеспечивающее формирование заднего фронта управляющего импульса. Величина относительной 35triggered device 8 is triggered and flips 11 trigger 11 on input 23 to the state ensuring the formation of the trailing edge of the control pulse. Relative value 35

длительности импульсов на выходе триггера 11 определяется суммой сигналов на входах 22 и 23. Управление работой силового реверсивного преобра* зователя 3 осуществляется по двум ^д каналам: цифровому (выходы 13 и 16) и и цифроаналоговому (вход 24).the pulse duration at the output of the trigger 11 is determined by the sum of the signals at inputs 22 and 23. The operation of the power reversing converter 3 is controlled by two ^ d channels: digital (outputs 13 and 16) and digital-analog (input 24).

Динамические характеристики цифроаналогового преобразователя определяются выбранным законом регулирования. В случае, когда регулятор 7 представляет собой интегратор или пропорционально-интегральное звено, длительность импульсов на выходе триггера 11 при постоянной частоте „ следования будет увеличиваться или уменьшаться в зависимости, от знака ЛИ. Изменения будут происходить до тех пор, пока ди не станет равным нулю. Таким образом, осуществляется стабилизация выходного напряжения на 55 уровне, заданном вычислительным устройством. Быстродействие силового реверсивного преобразователя в "большом" определяется быстродействием цифрового канала (входы 13 и 1Й), а 60 быстродействие "в малом" - цифроаналоговым каналом (вход 24) управлейия.The dynamic characteristics of the digital-to-analog converter are determined by the selected control law. In the case when regulator 7 is an integrator or a proportional-integral link, the duration of the pulses at the output of trigger 11 at a constant repetition frequency will increase or decrease depending on the sign of the LI. Changes will occur until di becomes zero. Thus, the output voltage is stabilized at the 55 level specified by the computing device. The speed of the power reversing converter in the “large” is determined by the speed of the digital channel (inputs 13 and 1Y), and the speed of 60 in the small channel is determined by the digital-analog channel (input 24) of the control.

Работа силового реверсивного преобразователя поясняется временнымиThe operation of the power reversing converter is explained by temporary

диаграммами (фиг. 2) при изменении 65diagrams (fig. 2) at change 65

входного пятиразрядного двоичного кода по линейному закону при начальном значении кода - 00100. Ззштоихо-. ванные области на Фиг. 2 соответствуют единице в том или ином разряде кода.input five-bit binary code according to a linear law with the initial value of the code - 00100. Zzshtoiho-. The bath areas in FIG. 2 correspond to one in a particular code bit.

Уровень пульсаций выходного напряжения 11^, силового преобразователя 3 при любой кодовой комбинации на входе не превышает , вследствие чего значительно уменьшаются потери мощности на переключение силовых транзисторов. Уменьшение уровня пульсаций выходного напряжения приводит к уменьшению амплитуды пульсаций тока и значительному уменьшению дополнительных потерь мощности, обусловленных этими пульсациями тока.The ripple level of the output voltage 11 ^, the power converter 3 does not exceed any code combination at the input, as a result of which the power losses for switching the power transistors are significantly reduced. A decrease in the ripple level of the output voltage leads to a decrease in the amplitude of the current ripple and a significant reduction in the additional power loss due to these current ripple.

Спектр выходного напряжения состоит из постоянной составляющей и ряда высокочастотных гармоник. Однако амплитуда последних мала по сравнению с максимально требуемым напряжением на нагрузке (11 ) , чем и обеспечиваются лучшие условия работы Фильтра нижних частот.The output voltage spectrum consists of a constant component and a number of high-frequency harmonics. However, the amplitude of the latter is small compared to the maximum required voltage on the load (11), which ensures the best conditions for the operation of the Low-Pass Filter.

Силовой цифроаналоговый преобразователь , содержащий систему автоматического регулирования, замкнутую по напряжению, компенсирует возмещения и со стороны источников питания и со стороны нагрузки, обеспечивая тем самым стабилизацию среднего значения выходного напряжения с точностью младшего разряда.A power digital-to-analog converter containing an automatic control system closed in voltage compensates for the compensations from both the power sources and the load side, thereby ensuring the stabilization of the average value of the output voltage with the accuracy of the least significant bit.

Claims (1)

Формула изобретенияClaim Силовой цифроаналоговый преобразователь, содержащий вычислительное устройство, преобразователь "кодширотно-импульсно-модулированкый сигнал" с двумя входами и двумя выходами, задающий генератор импульсов; подключенный к одному из входов преобразователя "код-широтно-импульсномодулированный сигнал", триггер с двумя раздельными входами, силовой реверсивный преобразователь и устройство сравнения, от л ичающийс я тем, что, с целью повышения стабильности выходного напряжения, уменьшения потерь мощности на переключение в силовых элементах преобразователя и дополнительных потерь мощности в нагрузке, в него введены измерительный преобразователь "коднапряжение", генератор пилообразного напряжения, пороговое устройство и фильтр нижних частот, причем преобразователь "код-напряжение" выходом соединен с первым входом устройства сравнения, вторым входом соединенного через фильтр нижних частот с выходом силового реверсивного преобразователя и выходом через усилитель и регулятор с первь^л входом порого·A power digital-to-analog converter containing a computing device, a "code-pulse-pulse-modulated signal" converter with two inputs and two outputs, which drives a pulse generator; connected to one of the converter inputs of a "code-pulse-modulated signal" trigger with two separate inputs, a power reversing converter and a comparator device, which is due to the fact that, in order to increase the stability of the output voltage, to reduce power losses for switching to power Transducer elements and additional power losses in the load, the code-voltage measuring converter, sawtooth generator, threshold device and low-pass filter are introduced into it, p When in use, transducer "code-voltage" output coupled to the first input of the comparator, a second input coupled through a low pass filter with the output of the power converter and the reverse output through an amplifier and a regulator to a first input porogo ^ l · 760437760437 вого устройства, второй вход которого через генератор пилообразного напряжения соединен с первым выходом преобразователя "код-широтно-импульсно-модулировэнныйсигнал", вторым · выходом соединенного с первым входом триггера, второй вход которого соединен с выходом порогового устройства, первый выход вычислительного устройства, содержащий т старших разрядов двоичного кода, подключен к первому входу сйлового преобразователя и к первому Входу измерительного преобразователя "код-напряжение", второй выход вычислительного устройства остальных л-ип младших разрядов соединен с вторым входом измерительногоdevice, the second input of which is connected via a sawtooth generator to the first output of a code-pulse width modulated signal converter, the second output connected to the first trigger input, the second input of which is connected to the output of the threshold device, the first output of the computing device containing higher bits of the binary code, connected to the first input of the SILOV transducer and to the first Input of the code-voltage transducer, the second output of the computing device remains GOVERNMENTAL L LSBs un-coupled to the second input of the measuring Вх.Vh. Х0&X0 & 0100101001 0100001000 0011100111 0011000110 0010100101 0010000100 0001000010 0000100001 Р-1P-1 фи». 1fi. " one оabout Р*3P * 3 оabout Р*'R*' оabout Р-0P-0 преобразователя и с первым входом преобразователя "код-широтно-импульсно-модулированный сигнал", второй вход которого соединен с выходом за- дающего генератора, а третий выход , вычислительного устройства, служащийthe converter and the first input of the code-width-pulse-modulated signal converter, the second input of which is connected to the output of the master oscillator, and the third output of the computing device serving знаковым разрядом кода, подключен к второму входу силового преобразователя, третий вход которого соединен с выходом упомянутого триггера.sign bit code connected to the second input of the power Converter, the third input of which is connected to the output of the above-mentioned trigger.
SU762334824A 1976-03-04 1976-03-04 Power digital-analogue converter SU760437A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU762334824A SU760437A1 (en) 1976-03-04 1976-03-04 Power digital-analogue converter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU762334824A SU760437A1 (en) 1976-03-04 1976-03-04 Power digital-analogue converter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU760437A1 true SU760437A1 (en) 1980-08-30

Family

ID=20652404

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU762334824A SU760437A1 (en) 1976-03-04 1976-03-04 Power digital-analogue converter

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU760437A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4587473A (en) Stepper motor control circuit
Steinke Switching frequency optimal PWM control of a three-level inverter
CA2152625C (en) Closed loop pulse width modulator inverter with volt-seconds feedback control
US4364109A (en) Control device of inverters
EP0121575A1 (en) Controller for motor
US10601343B1 (en) Power conversion system with PWM carrier transition smoothing and autotuning
KR950022005A (en) Power converter
US6671329B1 (en) Power amplifier
SU760437A1 (en) Power digital-analogue converter
US6043619A (en) Method and circuit arrangement for commutation of a multiple winding electric motor
SU970338A1 (en) Voltage adjustment method
SU279697A1 (en) Device for smooth starting of electric rail vehicles
EP0119381B1 (en) Commutation detection scheme
SU1746491A1 (en) Voltage converter
SU771634A1 (en) Pulsed dc voltage stabilizer
JP3268108B2 (en) Control device for vehicle power supply unit
SU970600A1 (en) Method of stabilizing output voltage of transistorized dc voltage converter
SU1107113A1 (en) Device for adjusting voltage
SU1467709A1 (en) Method of controlling a group of parallel-connected pulsed d.c. voltage converters
SU1121659A1 (en) Voltage pulse stabilizer
SU1450050A1 (en) Stabilized d.c. voltage converter
RU2046528C1 (en) Method for controlling follow-up pulsed converter
SU1246356A1 (en) Pulse-width amplifier
SU1458963A1 (en) Device for controlling stepping motor
SU1046869A1 (en) D.c.voltage stabilizer