Стабилизатор переменного напряжения
Изобретение относится к области стабилизированных источников питания. Целью изобретения является упрощение и повьшение надежности стабилизатора переменного напряжения. Это достигается тем, что блок 6 обратной связи выполнен на выпрямителе 8, цифроаналоговом преобразоветеле 7 и запоминающем узле 9, а в блок 10 управления введены нуль-формирователь 12 и счетчик 11. В блоке 4 сравнения сравнивается опорное напряжение U с напряжением U с выхода блока 6. Если и UOP , то скважность выходных импульсов ключевого регулирующего органа 2 увеличивается, если Ug --U, скважность уменьщается. Это приводит к соответствующему уменьшению или увеличению выходного напряжения, которое таким образом поддерживается постоянным. 1 ил. с ю (Л (/тти /(накрузне
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (19) (11) 122 А1 (51) 4 G 05 F 1/44
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ
H Д ВТСРСНОМ,К СВИДЕТЕЛВСТВУ (21) 3812488/24-07 (22) 19. 11. 84 (46) 23.05.86. Бюл. Ф 19 (71) Научно-исследовательский инсти- тут автоматики и электромеханики при
Томском институте автоматизированных систем управления и радиоэлектроники (72) В.A.Ñêâîðöîâ и A.Â.Øàðàïoâ (53) 621.316.722.1(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
1(- 935898, кл. G 05 F 1/44, 1979 °
Авторское свидетельство СССР
N - 935899, кл. С 05 F 1/44, 1979. (54) СТАБИЛИЗАТОР ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к области стабилизированных источников питания.
Целью изобретения является упрощение и повышение надежности стабилизатора переменного напряжения. Это достигается тем, что блок 6 обратной связи выполнен на выпрямителе 8, цифроаналоговом преобразоветеле 7 и запоминающем узле 9, а в блок 10 управления введены нуль-формирователь 12 и счетчик 11. В блоке 4 сравнения сравнивается опорное напряжение U,ä с напряжением П с выхода блока 6. Если
U ) UÄ,, то скважность выходных импульсов ключевого регулирующего органа 2 увеличивается, если U U скважность уменьшается. Это приводит к соответствующему уменьшению или увеличению выходного напряжения, ко- Ж торое таким образом поддерживается постоянным. 1 ил. ьх Х
3 1 + т, 7
Кр К п
К а
Изобретение относится к электротехнике, в частности к стабилизаторам переменного напряжения с ключевым регулирующим органом, и может найти примекение там, где необходимо стабилизировать мгновенное значение переменного напряжения, т.е. поддерживать заданную величину и форму выходного напряжения при изменяющейся Величине и форме напряженения сети.
Цель изобретения — упрощение устройства и повышение надежкости. a чертеже приведена функциональная схема устройства.
Стабилизатор переменного напряжения межд зажимами сети и нагрузки содержит последовательно вктпоченные первый фильтр i,, ключевой регулирующий орган 2 и второй фильтр 3; К управляющему входу ключевого регулирующего органа 2 подключен ныход блока
4 сравнения, первый вход которого подключен к источнику 5 постоянного напряжения, а второй — к выходу блока 6 обратной связи, который вкгпочает в себя цифроаналоговый преобразователь 7, выпрямитель 8 и постоянный запоминающий узел 9. Блок 10 управления и синхронизации входом подкгпочен к зажимам сети и состоит из счетчика 11, нуль-формирователя 12 и умножителя 13 частоты сети. Вход нульформирователя 12 является входом блока 10 управления и синхронизации. ВыхОД нуль-фсрмирОВателя 12 непосредственно подключен к входу обнуления счетчика,1 и через умножитель 13 частоты к счетному входу этого счетчика. Выход счетчика 11 через посто— янный запоминающий узел 9 подключен к цифровому входу цифроаналогового преобразователя 7, аналоговый вход которого через выпрямитель 8 подключен к контролируемому напряжению (либо к нагрузке при регулировании по отклонению, либо к зажимам сети при регулировании по возмущению). Вьгход цифроаналогового преобразователя 7 является выходом блока 6 обратной сВязи и ПОдкл10чен к ОДНОму из входов блока сравнения.
Нуль-формирователь 12 может быть выполнен на основе микросхемы компаратора напряжения с формирователем коротких импульсов по обоим фронтам
e=o вьг сдного сигнала.
При стабильной частоте сети и достаточно большом P (Н =- 1ОО-200) умно312
2 житель 13 частоты сети может быть выполнен по схеме мультивизатора с частотой К/Т, где Т вЂ” полупериод сетевого напряжения. При изменяющейся частоте сети умкожитель 13 частоты может быть выполнен, например, на управляемом делителе частоты, в котором частота высокочастотного генератора тактовых импульсов f,делится ка переО fT менпый код K - — --, формируемыи в управляющем счетчике через каждый полупериод частоты сети путем заполнения еГО импульсами частОты р/И
15 где &1 — коээфициент деления неуправляемого делителя. Тогда на выходе управляемого целителя частоты формируется частота i 1/T., пропорциональная частоте сети, 20 Узлы 11, 9 и 7 легко выполняются на типовых микросхемах двоичных счетчикон, постоянных запоминающих устройств и умножающих пифроаналоговых преобразователей.
Принцип работы стабилизатора переменного напряжения состоит н следующем.
Циам 11ао > скВажность ВыхОд ных импульсов ключевого регулирующе—
30 го органа увеличивается, если (; c иan -П„, скнажность уменьшается, привоця соответственно к уменьшению или увеличению выходного напряжения, которое таким образом поддерживается постоянным.
При ОтклОнении фОрмы ВыхОднОГО напряжения от синусоидальной напряжение П „ в течение полулеоиода сети непостоянно. Сигнал ошибки, возникаю40 щий при его сравнении с U, изменяет cl
УстанОВившееся значенис статичес кой Ошибки Х цля замкнутой системы стабилизации определяется через ошибку ЛХ р разомкнутой системы регулирования как
>," о
КозффИЦИЕНТ ГF IÇFÄß×È разомкнутой системы; коэффициент передачи регулирующего органа совмест.,о с фичьт3;
1233
К = К $1П
П ао жения сети.
Коэффициент передачи ЦАП равен
U 9 К
Wan о
К
Я цап л
2 2 Sin
Таким образом, коэффициент передачи разомкнутой системы
20 @
w--Ê.К
Р g р ипп
Составитель С.Чернышева
Редактор H.Áoáêoâà . Техред В. Кадар Корректор А.Тяско
Заказ 2769/49 Тираж 836 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113Q35 Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4
К вЂ” коэффициент передачи цап
ЦАП от аналогового входа к выходу.
Если ключевой регулирующий орган работает с частотой, в М раз превышающей частоту сети, его коэффициент передачи на, — м интервале равен где К вЂ” некоторый постоянный
Р3 коэффициент;
1=1,2,..., N- номер интервала, отсчитываемый от нуля напряпостоянен и не зависит от номера интервала 1 = 1,2,...,N. Значит и точность стабилизации замкнутой системы постоянна и может быть сделана как угодно высокой с помощью увеличения w.
В режиме управления по возмущению вход блока 6 обратной связи подключается к зажимам сети. И в этом случае в результате сравнения U „ U „ формируется сигнал, изменяющий скважность ймпульсов на выходе регулирующего органа 2 таким образом, что
35 мгновенное значение напряжения на выходе стабилизатора поддерживается стабильным и заданной формы. Причем форма выходного напряжения обратно
40 пропорциональна функции, таблица значений которой записана в ячейках памяти узла 9. Необходимо только, чтобы это напряжение переходило через нуль. синхронно с напряжением сети.
122 4 Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я
Стабилизатор переменного напряжения, содержащий первый фильтр, входом соединенный с входным выводом, а выходом через ключевой регулирующий орган — с входом второго фильтра, выход которого подключен к выходному выводу и к первому входу блока обратной связи, выход которого соединен с первым входом блока сравнения, второй вход которого подключен к источнику постоянного напряжения, а выход — к управляющему входу ключевого регулирующего органа, блок управления и синхронизации, вклЮчающий умножитель частоты сети, входом соединенный с входным выводом, а выходом с вторым входом блока обратной связи, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью упрощения и повышения надежности, блок обратной связи выполнен на выпрямителе, цифроаналоговом преобразователе и постоянном запоминающем узле, а в блок управления и синхронизации введены нуль-формирователь и счетчик, причем первый вход блока обратной связи соединен с входом выпрямителя, выход которого подключен к аналоговому входу цифроаналогового преобразователя, цифровой вход которого соединен с выходом постоянного запоминающего узла, вход которого подключен к второму входу блока обратной связи, а выход цифроаналогового преобразователя соединен с выходом блока обратной связи, при этом вход нуль-формирователя, подключен к входу блока управления и синхронизации, а выход — к входу обнуления счетчика непосредственно и к счетному входу счетчика через умножитель частоты сети, выход счетчика соединен с выходом блока управления и синхронизации.
