Устройство для управления многофазным импульсным модулятором

 

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в устройствах для управления преобразователями напряжения, а также во вторичных источниках питания электрои радиоаппаратуры . Цель изобретения - улучшение гармонического состава выходного напряжения путем снижения его пульсаций. Устройство для управления содержит широтно-импульсные модуляторы 53-56. датчики работоспособности 48-51,распределитель 6 импульсов. генератор 5 импульсов и блок 11 логики. Введение дополнительных элементов в блок логики позволяет при возникновении аварии в одной из преобразовательных ячеек заменить ее исправной независимо от частоты генератора тактовых импульсов. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sI)s Н 02 M 7/48

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4789341/07 (22) 07.02.90 (46) 15.01.92. Бюл. М 2 (71) Специальное конструкторское бюро

flpH6oA (72) В.Н,Данилов и П.В.Петров (53) 621.316.727(088.8) (56) Авторское свидетельство

М 758468, кл. Н 02 М 7/48, 1979.

Авторское свидетельство СССР

М 957411. кл. Н 02 М 7/48, 1981, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

МНОГОФАЗНЫМ ИМПУЛЬСНЫМ РЕГУЛЯТОРОМ (57) Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано

„„Я2„„1705989 А1 в устройствах для управления преобразователями напряжения, а также во вторичных источниках питания электро- и радиоаппаратуры, Цель изобретения — улучшение гармонического состава выходного напряжения путем снижения его пульсаций. Устройство для управления содержит широтно-импульсные модуляторы 53-56. датчики работоспособности 48-51,распределитель 6 импульсов. генератор 5 импульсов и блок 11 логики. Введение дополнительных элементов в блок логики позволяет при возникновении аварии в одной из преобразовательных ячеек заменить ее исправной независимо от частоты генератора тактовых импульсов. 2 ил.

1705989

10

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в устройствах для управления преобразователями напряжения, а также во вторичных иСточниках питания электро- и радиоаппаратуры.

Целью изобретения является улучшение гармонического состава выходного напряжения и повышение быстродействия устройства для управления миогофаэным импульсным регулятором.

На фиг,1 приведена структурная электрическая схема устройства для управления многофазным импульсным регулятором; на фиг.2 — диаграммы напряжений блока логики при отказе работающей в данный момент ячейки.

В качестве примера рассмотрим работу устройства для управления импульсным регулятором из четырех преобразовательных ячеек, Устройство для управления четырехфазным импульсным регулятором из четырех преобразовательных ячеек 1-4 содержит генератор 5 тактовых импульсов, распределитель 6 тактовых импульсов с четырьмя выходами на основе кольцевой сдвигающей схемы, содержащей 0-триггеры 7-10, блок 11 логики, содержащий четыре ячейки 12-15 переключения.

Каждая ячейка переключения содержит два элемента ИЛИ вЂ” первый 16 (17-19) и второй 20 (21-23), элемент НЕ 24 (25-27), одновибратор 28 (29-31), четыре элемента И— первый 32 (33-35), второй 36 (37-39), третий

40 (41-43) и четвертый 44 (45-47) соответственно, Устройство включает также четыре датчика 48 (49-51) работоспособности, измерительный орган с усилителем 52 сигнала рассогласования и четыре широтно-импульсных модулятора 53-56.

Выход каждого D-триггера распределителя 6 подключен через один иэ выходов первого элемента ИЛИ последующей ячейки переключения к одному из входов первого и второго элементов И, другой вход каждого иэ которых подключен к выходу датчика работоспособности соответствующей ячейки, причем вход nepeoro элемента

И подключен непосредственно, а второй— через элемент НЕ, Выход первого элемента И соединен с информационным входом 0-триггера соответствующей ячейки, выход второго элемента И соединен с другим входом элемента

ИЛИ последующей ячейки переключения.

Входы третьего элемента И подключены к прямому выходу 0-триггера и элемента ME предыдущей ячейки, а выход — к одному из

55 входов второго элемента ИЛИ через одновибратор.

Второй вход второго элемента ИЛИ соединен с аналогичными входами других ячеек переключения, образуя тактовый вход распределителя, а выход второго элемента

ИЛИ подсоединен к тактовому входу 0-триггера соответствующей ячейки.

Инверсный выход 0-триггера соединен с третьим входом первого элемента И этой же ячейки. Четвертый элемент И подсоединен своим выходом к второму входу широтно-импульсного модулятора соответствующей ячейки, а входами — к выходу датчика работоспособности и прямому выходу

0-триггера соответственно этой же ячейки.

Работа устройства рассматривается в режиме запуска работы с исправными ячейками; работы с отказом неработающей в данный момент ячейки, работы с отказом нескольких неработающих в данный момент ячеек, работы при отказе работающей в данный момент ячейки.

В режиме запуска устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии при исправных ячейках датчики работоспособности всех ячеек находятся в единичном состоянии, При этом элементы И 36-39 характеризуются нулевым состоянием выходов, Напряжение на выходах элементов И 32-35 равно также напряжению "0" (предварительно 0триггеры 7-10 обнулены), Схема в таком состоянии готова к работе.

Запуск осуществляется переводом одного из D-триггеров 7-10 в единичное сос ояние по установочному входу.

Предположим. что запуск происходит по ячейке 11 (D-триггер 7 устанавливается по входу в единичное состояние). При этом на выходе элемента И 17 ячейки 13 появляется напряжение "1". С появлением последнего на втором входе элеме ята И "3 напряжение на его выходе становится равным напряжению "1" (это возможно, т.к. 0-триггер 8 находится в нулевом состоянии и на инверсном выходе 0-триггера 8, а следовательно, и третьем входе элемента И 33 имеется напряжение "1").

Приход после момента окончания установочного импульса первого тактового импульса переводит 0-триггер 8 в единичное состояние, через элемент И 45 включаются

ШИМ 54 и преобразовательная ячейка 2.

Одновременно уровень "1" единицы поступает на один из входов элемента ИЛИ 18 ячейки 14 переключения, подготавливэ 0триггер 9 к переключению в момент сл jUющего тактового импульса, Режим работы с исправными я Р :1t.iи

1705989

20

Через время Тlп, где т — период работы распределителя, с; и — количество ячеек распределителя 6, на тактовые входы триггеров распределителя 6 поступает второй импульс, который переводит в нулевое состояние О-триггер 8 и в единичное D-триггер 9.

Происходит включение ШИМ 55 и преобразовательной ячейки 3 и одновременно осуществляется подготовка следующей ячейки переключения 15 к включению следующей преобразовательной ячейки и т.д.

Таким образом, работа устройства основывается на работе кольцевого сдвигового регистра, в котором сигнал "1" последовательно "обегает" все ячейки.

В режиме отказа неработающей в данный момент одной или нескольких преобразовательных ячеек устройство работает следующим образом.

Предположим, что в данный момент времени работает преобразовательная ячейка 1 (О-триггер 7 находится в единичном состоянии) и в это же время приходит сигнал неисправности (или сигнал оператора), предположим ячейки 2. Датчик 49 работоспособности переводится в нулевое состояние. Напряжение на входе элемента

И 33 равно напряжению "0", а на выходе элемента И 37 — напряжению "1". Тогда напряжение с выхода D-триггера 7 поступает через элемент ИЛИ 17, элемент И 37 ячейки

13 переключения, элемент MflM 18, элемент

И 34 на информационный вход D-триггера

9. На входе О-триггера 8 сохраняется нулевой уровень напряжения, и элементом И 45

ШИМ 54 будет отключен. Следовательно. очередной тактовый импульс переводит Dтриггер 9 в единичное состояние, и в нулевое О-триггер 7. При этом на третьем выходе распределителя 6 появляется импульс напряжения, затем при поступлении очередных тактовых импульсов — на четвертом и первом выходах. Далее цикл работы при отказе одной ячейки повторяется.

Таким образом, при отказе ячейки 2 соответствующий ей D-триггер 8 выводится из работы. а вместо него подключается следующий по порядку триггер 10.

Отказ ещв одной ячейки приводит к аналогично описанному выше выведению из работы соответствующего 0-триггера и передаче управления на следующую за неисправной ячейку переключения по приходу следующего тактового импульса, Рассмотренные выше режимы работы являются общими с прототипом. Подробнее остановимся на следующем режиме работы.

При отказе работающей в данный момент ячейки устройство работает следующим образом, 30

Предположим hara с приходсм оч:-оедного тактового импульса в момент времени

, (фиг.2) в единичное состояние переводится D-триггер 8, а в нулевое — D-триггер 7

При этом преобразовательная ячейка 1 выводится из работы, а преобразовательная ячейка 2 включается в работу. Допустим, что к моменту времени t =tp+ ht в преобразовательной ячейке 2 наступаетаварийная ситуация, Датчик 49 при этом переводится в нулевое состояние, На первом входе элемента И 45 появляется сигнал "0" и выходным сигналом "О." элемента M 45 произойдет отключение

ШИМ 54 и вывод ячейки 2 из работы. На выходе элемента И 33 появляется напряжение "0", а на выходе элемента НЕ 25 — "1".

При этом (поскольку до прихода следующего тактового импульса на выходе D-триггера

8 напряжение "1") элемент И 42 ячейки переключения 1-4 переводится в единичное состояние, одновибратор 30 вырабатывает узкий импульс по переднему фронту выходного импульса элемента И 42.

Выходной сигнал одновибратора 30, проходя через элемент ИЛИ 22, воздействует на тактовый вход 0-триггера 9 ячейки переключения 14, i напряжение "1" с выхода D-триггера 8 ерез элемен .ы ИЛИ 1S. И

34 информационный вход D-триггера 9 в момент воемени ti появляется на его выходе, Появление "1 на выходе О-триггера 9 включает в рабогу .."од ющук преобразовательную ячейку 3, С появлением "1" ча прямом выходе 0-триггера 9 на инверсном входе этого же триггера появляется сигнал

"0", блокируя прохождение единичного сигнала с выхода 0-триггера 8 в момент tg прихода очередного тактового импульса. Если этого не сделать, то очередной тактовый импульс "перепишет" "1" в D-триггер 10, сохранив ее на выходе 0-триггера 9, и в дальнейшем ячейки будут работать по две, Одновременно с приходом очередного тактового импульса D-триггера 8 переводится в нулевое состояние и в дальнейшем будет выведен из работы, как было описано выше, Таким образом, введение дополнительных элементов И, ИЛИ и одновибратора позволяет переводить нагрузку при аварии на следующую ячейку не с приходом очередного тактового импульса, как в прототипе, а сразу же по сигналу датчика работоспособности. Длительность "провала" выходного напряжения по сравнению с прототипом уменьшается, что приводит к снижению уровня пульсаций и улучшению гармонического состава выходного напряжения.

1705989 йааерамиы напррн ениа блана no zulu на дынаде.

-генератора тантодау и пуласа0 о

-наноланого датрино

pa6onrocnocodноста 43

-зленента и с

-ьленента

ИС2

- 0днодибратора

60 т

1.А- траггера У

/прамой!

Фие 2

Составитель О.Парфенова

Техред М. Моргентал Корректор Н.Ревская

Редактор М.Циткина

Заказ 895 Тираж 271 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ГССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, ужгорсд, рл гд ар<н л 1

Как следует из описанного, дополнительно введенные элементы работают только при отказе работающей в данный момент ячейки, не изменяя по существу режимов работы, свойственных прототипу, Формула изобретения

Устройство для управления многофаэным импульсным модулятором с N параллельно соединенными преобразовательными ячейками, содержащее широтно-импульсные модуляторы (ШИМ) по числу преобразовательных ячеек, выход каждого иэ которых предназначен для присоединения к соответствующей преобразовательной ячейке, первые входы соединены соответственно с выходом измерительного элемента, предназначенного для подсоединения входом к выходам преобразовательных ячеек, датчики работоспособности по числу преобразовательных ячеек, предназначенные для подключения к их выходам, генератор тактовых импульсов и блок логики, выполненный на основе N ячеек переключения, каждая иэ которых содержит первый элемент ИЛИ, первый и второй элементы И и элемент НЕ, причем входы первого элемента ИЛИ подсоединены соответственно к выходу второго элемента И предыдущей ячейки переключения и к прямому выходу предыдущего D-триггера, выход первого элемента ИЛИ соединен с первыми входами первого и второго элементов И соответствующей ячейки переключения, вторые входы первого и второго элементов И подсоединены к выходу канального датчика работоспособности, 5 причем вход первого элемента И непосредственно и второго элемента И через элемент

НЕ. а выходы первого и второго элементов

И соединены соответственно с информационным входом соответствующего О-тригге10 ра и с первым входом элемента ИЛИ последующей ячейки переключения, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения гармонического состава выходного напряжения и повышения быстродействия рабо15 ты устройства, в каждую ячейку блока логики введены третий элемент И, входы которого соединены с прямым выходом Отриггера и выходом элемента НЕ предыдущей ячейки соответственно, второй элемент

20 ИЛИ, соединенный первым входом, с выходом третьего элемента И через одновибратор, вторым входом — с генератором тактовых импульсов, причем выход второго элемента ИЛИ соединен с тактовым входом

25 соответствующего О-триггера, инверсный выход которого соединен с третьим входом первого элемента И этой же ячейки, и четвертый элемент И, выход которого подключен к второму входу ШИМ соответствующей

30 ячейки и входы — к выходу датчика работоспособности и прямому выходу О-триггера соответственно,