Способ сдвига фазы прямоугольного напряжения для управления вентильными преобразователями

 

Изобретение относится к электротехнике , а именно к преобразовательной технике и может быть использовано при разработке систем импульсно-фазового управления, например, выпрямителями, инверторами, преобразователями со звеном повышенной частоты. Целью изобретения является расширение области использования за счет обеспечения возможности плавного регулирования фазового сдвига выходного напряжения . Способ сдвига фазы выходного напряжения заключается в том, что опорное и выходное прямоугольные напряжения делят по частоте, сравнивают фазы полученных сигналов и формируют прямоугольное напряжение удвоенной частоты, скважность которого обратно пропорциональна разности фаз упомянутых напряжений. Частоту выходного напряжения задают прямо пропорционально постоянной составляющей прямоугольного напряжения удвоенной частоты. В отличие от известного способа, частоту опорного и выходного напряжений делят на одинаковую величину, а постоянную составляющую прямоугольного напряжения удвоенной частоты регулируют по величине. Способ позволяет осуществить фазовый сдвиг до 180 эл. град., что позволяет использовать его в СИФУ преобразователей различных типов. 2 ил. ел С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК с (st)s Н 02 M 1/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ CCCP) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4782753/07 (22) 15.01.90 (46) 28.02.93, Бюл. М 8 (71) Хозрасчетное научно-и роизводственное объединение "Тест-Радио" (72) Е.В. Линник, В.С. Жилков, И.Н. Караева и А.Ю. Сергеев (56) Авторское свидетельство СССР

М 1072202, кл, Н 02 М 1/08, 1989.

Применение интегральных схем. Практическое руководство, пер. с англ. под ред.

А, Уильямса, М.: Мир, 1987. (54) СПОСОБ СДВИГА ФАЗЫ ПРЯМОУГОЛЬНОГО НАПРЯЖЕНИЯ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

В ЕНТИЛЬНЫМИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯМИ (57) Изобретение относится к электротехнике, а именно к преобразовательной технике и может быть использовано при разработке систем импульсно-фазового управления, например, выпрямителями, инверторами, преобразователями со звеном повышенной частоты. Целью изобретения является расПредлагаемое техническое решение относится к области импульсной техники и может быть использовано при построении сйстем импульсно-фазового регулирования выпрямителей, инверторов. дискретных формирователей напряжения, преобразователей с суммированием выходных напряжений со звеном повышенной частоты и других устройств.

Целью предлагаемого изобретения яв- . ляется расширение области применения известного способа благодаря обеспечению

„.,5U 1798868 А1 ширение области использования за счет обеспечения воэможности плавного регулирования фазового сдвига выходного напряжения. Способ сдвига фазы выходного напряжения заключается в том, что опорное и выходное прямоугольные напряжения делят по частоте, сравнивают фазы полученных сигналов и формируют прямоугольное напряжение удвоенной частоты, скважность которого обратно пропорциональна разности фаз упомянутых напряжений. Частоту выходного напряжения задают прямо пропорционально постоянной составляющей прямоугольного. напряжения удвоенной частоты. В отличие от известного способа, частоту опорного и выходного напряжений делят на одинаковую величину. а постоянную составляющую прямоугольного напряжения удвоенной частоты регулируют по величине. Способ. позволяет осуществить фазовый сдвиг до 180 зл. град., что р позволяет использовать его в СИФУ преобразователей различных типов. 2 ил. возможности плавного регулирования в широких пределах фазового сдвига, между прямоугольными опорными и выходными напряжениями.

На фиг. 1 показана блок-схема устройства, реализующего способ: на фиг. 2 — зпюры сигналов, поясняющих его работу, где: а) опорное напряжение; б) опорное напряжение с частотой, поделенной на 8; в) выходное напряжение с частотой, поделенной на 8;

1798868

r) выходное напряжение; д), ж), з) сигналы на выходе фазового детектора и их постоянные составляющие в процессе регулирования фазового сдвига.

Устройство, реализующее предлагаемый способ, содержит соединенные последовательно источник прямоугольного напряжения (ИПН) 1, первый делитель частоты на 8 (ДЧ) 2, фазовый детектор (ФД) 3, фильтр. низкой частоты (ФНЧ) 4, регулятор напряжения (PH) 5, генератор, управляемый напряжением, (ГУН) 6. Выход последнего является выходом устройства, и соединен . через второй делитель частоты на 8 ДЧ7 со вторым входом фазового детектора.

В процессе работы устройства, представляющего собой систему фаэовой автоматической подстройки частоты (ФАПЧ), обеспечивается синхронизации прямоугольных напряжений на входах ФДЗ таким образом, что напряжение на втором входе . ФДЗ отстает от напряжения на его первом входе. на угол л/4 (фиг,.2,б, в). При этом фазы опорного (фиг, 2,а) и выходного нап ряжений (фиг. 2,г) совпадают, напряжение на выходе ФДЗ имеет удвоенную частоту по отношению ко входной и скважность, равную 0,5 (фиг. 2,д), постоянное напряжение

><а выходе сЬНЧ4равно половине напряжения источника питания (фиг. 2,д), а коэффициент:передачи PH 5 равен единице, Если с помощью.PH 5 попытаться увеличить напряжение, поступающее.ат ФНЧ 4, например, вдвое. то ситуация в контуре ФАПЧ изменится следующим образом; поскольку система ФАПЧ не выходит при этом за пределы диапазона удержания частоты, частота прямоугольного выходного напряжения ГУН 6 не изменяется; т. g. не изменится постоянное напряжение на входе ГУН 6, что означает уменьшение вдвое напряжения на входе

PH 5 или такое же уменьшение скважности сигналов на выходе ФД 3 (фиг, 2,е), а, следовательно, уменьшение фазового сдвига между напряжениями на входе ФД 3 на угол л/4 (фиг. 2, в — по стрелке влево). Сдвиг напряжения по фазе на выходе второго ДЧ .7 в сторону опережения на угол я/4(фиг. 2,в) соответствует сдвигу выходного напряжения относительно опорного на угол 2и (фиг.

2,г).. Если с помощью PH 5 попытаться уменьшить напряжение, поступающее от

ФНЧ 4, система ФАПЧ, поддерживая часто- ту в контуре неизменной; отреагирует соответствующим сдвйгом в сторону отставания по фазе напряжения на втором входе ФД 3 (фиг. 2,  — по стрелке вправо) так, чтобы увеличить скважность сигнала на выходе

ФДЗ (фиг. 2,ж), т. е. постоянное напряжение . на выходе ФНЧ 4, и сохранить неизменным напряжение на входе ГУН 6. Как показано на фиг. 2, при полном сдвиге по фазе напряжений на входе ФДЗ на угол x/2, выходное напряжение сдвигается относительно опорного на угол 4 л . Следовательно, изменяя

10 коэффициент передачи регулятора напряжения и выбирая соответствующие делители частоты, можно обеспечить плавное изменение фазового сдвига между опорным и выходным прямоугольными напряжения"5 ми в необходимых пределах.

Предлагаемый способ позволяет создать простое и надежное фаэосдвигающее устройство, обеспечивающее фазовый сдвиг до 180 эл. град. без риска срыва гене20 рации, что может найти широкое применение в СИФУ различных силовых преобразователей. Кроме того, воэмож. ность получения больших фазовых сдвигов . по предлагаемому способу позволяет про25 ектировать простые и надежные устройства для различных схем задержек, преобразователей частоты и т. и. Следовательно, область применения известного способа-прототипа существенно расшире30

Формула изобретения

Способ сдвига фазы прямоугольного напряжения для управления вентильными преобразователями, заключающийся в том, 35 что опорное и выходное прямоугольные напряжения делят по частоте. сравнивают фазы полученных сигналов, формируют прямоугольное напряжение удвоенной частоты, скважность которого обратно пропор40 циональна разности фаз упомянутых напряжений и выделяют постоянную составляющую прямоугольного напряжения удвоенной частоты, причем частоту выходного прямоугольного напряжения задают

45 прямо пропорционально постоянной составляющей прямоугольного напряжения удвоенной частоты, отличающийся тем, что, с целью расширения области исйольэования за счет обеспечения возмож50 ности плавного регулирования в широких пределах фазового сдвига между опорным и выходным напряжениями, частоту опорного и выходного напряжений делят на одинаковую величину, а постоянную составляющую

55 прямоугольного напряжения удвоенной частоты регулируют по величине, 1798868

Вых.

Фиг. „(Редактор Н.Коляда

Заказ 777 Тираж .. - Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва, Ж 35, Раушская наб., 4/б г

Производственно-издательский комбинат "Патент". г, Ужгород, yn,Гагарина, 101

o)

Ef

8)

z)

e) г) м) Составитель Е.Линник

Техред М.Моргентал Корректор С.Патрушева