Стабилизатор переменного напряжения

 

Изобретение относится к стабилизированным источникам питания переменного тока. Целью изобретения является повьшение быстродействия. Цель достигается тем, что в стабилизатор введены два вычитателя 19 и 20, узел 25 вьщеления положительного напряжения, формирователь 17 времени измерения, элемент ШШ 26 и преобразователь 21 напряжения в число импульсов. При изменении выходного напряжения относительно допустимых уровней формирователь 16 стробирующих импульсов и формирователь 17 разрешают работу преобразователя 21. На выходе преобразователя 21 появляются импульсы, частота которых достаточна для такого переключения реверсивного счетчика 3, которое приведет к компенсации отклонения выходного напряжения. Если выходное напряжение находится между верхним и нижним допустимыми уровнями , ни один из пороговых элементов 4 и 5 не пропускает стробирующие импульсы на счетчик 3. Коэффициент передачи регулирукяцего органа 1 не меняется. На выходах вычитателей i СЛ fJtut tc О) О Од Ji

СО!ОЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ СПУБЛИН (504 G 0

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ HSOEiPETEHHA И ОТКРЫТИЙ (21) 3823021/24-07 (22) 13.12.84 (46) 23:07.86. Бюл. И 27 (7!) Институт электродинамики АН

УССР (72) Ю.В, Сидоренко, В.А. Халиков и А.Г. Можаровский (53) 621.316.722.1 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 976432, кл. G 05 F 1/20, 1982.

Авторское свидетельство СССР

В 1180858, кл. G 05 F I/30, 1984. (54) СТАБИЛИЗАТОР ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к стабилизированным источникам питания переменного тока. Целью изобретения является повышение быстродействия.

Цель достигается тем, что в стабилизатор введены два вычитателя 19 и 20, узел 25 выделения положитель„„SU„„1246064 А 1 ного напряжения, формирователь 17 времени измерения, элемент ИЛИ 26 и преобразователь 21 напряжения в число импульсов ° При изменении выходного напряжения относительно допустимых уровней формирователь !6 стробирующих импульсов и формирователь )7 разрешают работу преобразователя 21. На выходе преобразовате ля 21 появляются импульсы, частота которых достаточна для такого переключения реверсивного счетчика 3, которое приведет к компенса;:.ии отклонения выходного напряжения. Если выходное напряжение находится между верхним и нижним допустимыми уровня ми, ни один из пороговых элементов

4 н 5 не пропускает стробирующие импульсы на счетчик 3. Коэффициент передачи регулирующего органа 1 не меняется. На выходах вычитателей

1246064

10

11 ( зых ыХ. i

11, „, .1gыy т o.у, 40

19 и 20 †.отрицательное напряжение.

На выходе узла 25 напряжение равно, Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может быть использовано для построения высокоточных быстродействующих стабилизаторов переменного напряжения дискретного действия

Целью изобретения является повышение быстродействия стабилизатора переменного напряжения.

На фиг. 1 представлена функциональная схема стабилизатора; на фиг. 2-4 эпюры напряжений в основных точках схемы. устройство содержит регулирующий орган 1 дискретного действия, соединенный управляющими входами через усилители 2 управления с реверсивным счетчиком 3, пороговые элементы 4 и 5, каждый из которых состоит из стробируемого компаратора 6 и источника 7 опорного напряжения, выходами соединенные соответственно с входами прямого и обратного счета реверсивного счетчика 3, а также через элемент ИЛИ 8 и узел 9 блокировки с запрещающим входом усилителей 2 управления, измерительный трансформатор 10, подсоединенный первичной обмоткой к выходу. стабилизатора, а вторичной через выпрямитель 11 к параметрическому стабилизатору, вы— полненному на стабилитроне 12 и резисторе 13, интегратор 14 с ключом

15 сброса, подключенный входом к резистору 13 параметрического стабилизатора, куда также подсоединен вход формирователя 16 стробирующих .импульсов, а выходом — ко входам пороговьгх элементов 4 и 5, формирователи

17 и 18 времени изменения и импуль- . сов разряда интегратора,, причем первый из них соединен входом с выходом формирователя 16 стробирующих импульсов, а выходом — со входом второго, выход же формирователя 18 импульсов разряда интегратора подключен к управляющему входу ключа сброса интегратора 15, два вычитателя

19 и 20 напряжения,неинвертирующий

О, преобразователь 21 не работает.

4 ил. вход первого из них и инвертирующий второго подсоединен к вьгходу интегратора 14„ а другими входами они соответственно подключены к выходам источников 7 большего и меньшего опорных напряжений пороговых элементов

4 и 5, преобразователь 21 .напряжения в число импульсов, состоящий иэ -енератора 22 пилообразного напряжения, компаратора 23 и генератора 24 импульсов., причем выход генератора 22 пилообраз»oro напряжения соединен с неинвертирующим входом компаратора 23, второй вход которого соединен через узел 25 выделения положительного напряжения с выходами вычитателей 19 и 20, а выход — управляющим входом генератора 24 импульсов, выход же генератора 24 через элемент ИЛИ 26 соединен со стробирующими входами пороговых элементов 4 и 5, второй вход элемента 26 соединен с выходом формирователя 16 стробирующих импульсов, куда также подключен вход разряда пилообразного напряжения.

В работе стабилизатора дискретного действия (фиг. 2) можно выделить трн возможных режима: - 1 ы, min "алых - ьыХ «

}1а фиг. 2g показан отрицательный полупериод напряжения 27, снимаемого со вторичной обмотки измерительного трансформатора 10 при первом режиме работы, После вычитания из напряжения 27 напряжения 28 на стабилитроне 12 и резисторе 13 выделит< ..я напряжение 29 (фиг. 2 8 ) которое подается на вход интегратора 14.

На фиг. 2,г,g показаны импульсы; стробирующий 30,, времени измерения

31, сброса интегратора 32, запрета

33, вырабатываемые соответственно формироват елями стробирующих импуль— сов 16, времени измерения 17, сброса интегратора 18 и узлом 9 блокировки, причем импульс запрета 33 вырабатывается только в первых двух режимах работы стабилизатора, а все остальные импульсы — при всех трех.

На фиг. 2 е показана форма напряжения на выходе интегратора 34 в первом режиме, а также опорные U „ è

U -,„,срабатывания пороговых элементов 4 и 5 соответственно, определяемые их источниками 7 опорных напряжений, причем пороговый элемент 4 пропускает стробирующий импульс 30 на вход прямого счета реверсивного счетчика 3 при условии, что напряжение на выходе интегратора 1 4 превьппает уровень U „ 35, а пороговый элемент 5.пропускает . стробирующий импульс 30 на вход обратного счета реверсивного счетчика 3 при условии, что напряжение

34 на выходе интегратора 14 меньше

U ;„36.

На фиг. 2), показаны напряжения

37 и 38 на выходах вычитателей соответственно 19 и 20, величины которых во время прохождения импульса времени измерения 31 равны разности между напряжением 34 на выходе интегратора и напряжениями опорных уровней 35 и 36. То из напряжений . 37 и 38 которое положительно в этот момент, пропорционально величине отклонения выходного напряжения за границы допустимой зоны нестабильности и передается на выход узла 25 выделения положительного напряжения.

В первом режиме работы устройства с выхода узла 25 снимается напряжение 38, которое сравнивается компаратором 23 преобразователя 21 напря жения в число импульсов с пилообразным напряжением 39, вырабатываемым генератором 22 пилообразного напряжения, который запускается стробирующими импульсами 30.

На фиг. 2к показано выходное напряжение 40 компаратора 23, работу которого разрешает импульс напряже- . ния 31 формирователя 17 времени измерения, подаваемый на стробирующий вход компаратора 23., Иьатульс напряжения 40 длительностью t запускает.. генератор 24, частота которого выбирается таким образом, чтобы число . выработанных им импульсов за время было достаточно для такого переклю-. чения реверсивного счетчика 3, с учетом того, что одно переключение уже

1246064 произведено стробирующим импульсом

30, которое привело к компенсации от" ключения выходного напряжения устройства. На фиг. 2л показаны импульсы напряжения 41 на выходе генератора

24, которые через элемент 26 и стробирующий вход компаратора 6 порогового элемента 5 поступают на вход обратного счета счетчика 3. Импульс !

О запрета 33 снимает управляющее напряжение с тиристоров регулирующего органа 1 до их естественного запи" рания, что предохраняет регулирующий орган от возможных коротких замыканий внутри его структуры во время переключения реверсивного счетчика Э.

Если выходное напряжение 42 станет вьппе максимально допустимого U . напряжение 43 на выходе интегратора

2б .14 станет больше опорного уровня U к (фиг. 2н), что приведет к поступлению стробирующего импульса формирователя 16 через элемент 26 и пороговый элемент 4 на вход прямого счета

25 счетчика 3 и к снятию управляющих напряжений с регулирующего органа.

На фиг. 2>, показаны эпюры напряжений 44 и 45 на выходах вычитателей соответственно 19 и.20, первое из зо них через узел 25 выделения положительного напряжения поступает на компаратор 23, где сравнивается с пилообразным напряжением .46. Форма выходных напряжений компаратора 23 и генератора 24 показана соответст.венно на фиг. 2р,с. Импульсы с выхода генератора 24 поступают через эле" мент 26 и пороговый элемент 4 на .вход прямого счета реверсивного счетчика 3, что приводит к его переклю- . чению и в итоге к уменьшению в следующем полупериоде выходного напряжения на определенное число ступеней.

При работе стабилизатора в третьем

4 режиме (фиг.2 ш — is) напряжение 46 на выходе интегратора 14 находится

1 между опорными уровнями У, „„ и 11

При этом ни один из пороговйх элементов 4 и 5 не пропускает строби-.

50 рующие импульсы на входы счетчика

3, а следовательно, он остается s том же устойчивом состоянии, определяющем один из коэффициентов передачи регулирующего органа l. Вычитатели 19 и 20 в этом режиме в мо менты действия импульсов с формиро,вателя 17 времени измерения имеют

I отрицательное напряжение, а следо5

12 вательно, напряжение на выходе схемы 25 будет равно нулю. Напряжение

47 на выходе компаратора 23 при ,этом запрещает работу генератора 24 импульсов.

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает восстановление величины своего выходного напряже- . ния при любых изменениях входного в заданном диапазоне стабилизации, уже в следующем полупериоде после установления факта отклонения, при соблюдении высоких точностных характеристик.

Формула и з обретения

Стабилизатор переменного напря-. жения, содержащий регулирующий орган дискретного действия, соединенный входом и выходом соответственно с, входными и выходными зажимами, а управляющими входами через усили тели управления — с реверсивным счетчиком, входы прямого и обратного счета которого соединены соответственно с выходами первого .и второго стробируеьых пороговых элементов, включающих источники опорных напряжений, узел блокировки, подключенный входом через лервый элемент ИЛИ к. выходам пороговых элементов, а выходом — к запрещающему входу усилителей управления, измерительный трансформатор, подключенный первичной обмоткой к выходным зажимам, а вторичной через выпрямитель — к параметрическому стабилизатору, состоящему из стабилитрона и резистора, интегратор с ключом сброса, присоединенный входом к резистору параметрического стабилизатора, к которому также подключен вход формирователя

4еОе4 страбирующих импульсов, а выходом к входам пороговых элементов, форми. рователь импульсов сброса интегратора, соединенный выходом с управля5 ющим входом ключа сброса интеграто- . ра, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродейст- вия, в него введены первый и второй вычитатели напряжения, узел выделения положительного напряжения, формирователь времени измерения, второй элемент ИЛИ и преобразователь напряжения в число импульсов, состоящий из генератора пилообразного напряжения, стробируемого компаратора и генератора импульсов, причем неинвертирующий вход первого вычитателя и инвертирующий вход второго вычитателя соединены с выходом интегратора, другие

2п входы вычитателей соответственно подключены к выходам источников опорного напряжения первого и второго пороговых элементов, выходы вычитателей связаны через узел выделения

25 положительного напряжения с инвертирующим входом стробируемого компаратора, неинвертирующий вход которого соединен с выходом генератора пилообразного напряжения, выход — с входом генератора импульсов, а стробирующий вхоц — с выходом формирователя времени измерения, к которому также подключен вход формирователя кчпульсов сброса интегратора, вход

35 формирователя времени измерения сое динен с выходом формирователя стробирующих импульсов, к которому также подсоединены вход разряда генератора пилообразного напряжения и один из.входов второго элемента ИЛИ, другой вход которого соединен с выходом;

I генератора импульсов, а выход - co стробирующими входами пороговых элементов.! зс

y z

124бОб4

z j 8ь 4 пол

Ю

1246064

Составитель С. Чернышева

Техред М. Ходанич

Корректор Л. Пилипенко

Редактор Н. Егорова

Заказ 3998/40

Тираж 836

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предпринтие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4