Стабилизатор переменного напряжения

 

Изобретение относится к вторичным источникам электропитания. Цель изобретения - повышение экономичности стабилизатора при сохранении высокой точности стабилизации выходного напряжения. Цель достигается тем, что усилитель 1 мощности включен между входным и выходным выводами, а для его управления введены второй реверсивньй счетчик 7, узел 15 сброса, узел 8 объединения кодов, перемножающий цифроаналоговый преобразователь 9, делитель 10 напряжения, первый и второй ключи 12 и 13, инвертирующий усилитель 11. Причем первый выход кo mapaтopa 5 соединен с вырастающим входом первого 6 и суммирующим входом второго 7 реверсивных счетчиков, второй выход коьшаратора 5 соединен с сумм1-1рующим входом первого и вьнитающим входом второго реверсивных счетчиков, первый и второй выходы компаратора соединены также с первой и второй шинами запуска блока 14 управления. Выходы первого и второго реверсивных счетчиков соединены с первым и вторым входам узла 8 объединения кодов, а также с первым и вторым информационными входам блока 14 управления. Напряжение на выходе усилителя 1 мощности синфазпо или противофазно с напряжением на цыходе источника 2 переменного напряжения и изменяется в зависимости от стабилизируемого напряжегагя и напряжения на выходе источника 2, 3 нл. feJ ---0 и оз ч О) IHkUlTUI

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„3437843 д1 (51) 4 С 05 Р 1/44 (1 в

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4089857/24 — 07 (22) 04,06.86 (46) 15, 11.88. Бюл. № 42 (72) A.Ã.Øàëüíîâ и Е.В.Сафонов (53) 621.316. 722(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 976432, кл. С 05 F. 1/20, 1981.

Авторское свидетельство СССР

¹ 792230, кл. С 05 Р 1/44, 1978. (54) СТАБИЛИЗАТОР ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к вторичным источникам электропитания. Цель изобретения — повышение экономичнос— ти стабилизатора при сохранении высокой точности стабилизации выходного напряжения. Цель достигается тем, что усилитель 1 мощности включен между входным и выходным выводами, а для его управления введены второй реверсивный счетчик 7, узел 15 сброса, узел 8 объединения кодов, перемножающий цифроаналоговый преобразователь

9, делитель 10 напряжения, первый и второй ключи 12 и 13, инвертирующий усилитель 11. Причем первый выход компаратора 5 соединен с вычитающим входом первого 6 и суммирующим входом второго 7 реверсивных счетчиков, второй выход компаратора 5 соединен с суммнруюшим входом первого и вьгштаюшим входом второго реверсивных счетчиков, первый и второй выходы компаратора соединены также с пер— вой и второй шинами запуска блока

14 управления. Выходы первого и второго реверсивных счстчпков соединены с первым и вторым входами узла 8 объединения кодов, а также с первым и вторым информационными входами блока

14 управления, Напряжение на выходе усилителя 1 мощности синфазпо или противофазно с напряжением на выходе источника 2 переменного напряжения и изменяется в зависимости от стабилизируемого напряжения и напряжения на выходе источника 2 ° 3 ил.

143 7843

Изобретение относится к электротехнике и электроизмерительной технике и Может быть использовано в источ никах вторич ног о эл ектр опитания электронных устройств, в высокостабильных эталонных или регулируемых источниках переменного напряжения, а также для регулирования и стабилизации амплитуды выходного напряжения в преобразователях постоянного напряжения в переменное.

Цель изобретения — повышение экономичности стабилизатора при сохракении высокой точности стабилизации 15 выходного напряжения.

НА фиг. 1 приведена функциональная схема стабилизатора, на фиг. 2— функциональная схема блока управления, на фиг, 3 — схема узла объединения 20 кодов.

Стабилизатор переменного напряжения содержит усилитель l мощности выход которого включен последовательно с выходом источника 2 переменного напряжения, узел 3 измерения выходного напряжения, подключенный к выходным выходам стабилизатора, источник 4 опорного напряжения, компаратор 5, первый и второй реверсивный 30 счетчики 6 и 7, узел 8 объединения кодов, перемножающий ЦАП 9, делитель

10 напряжения, подключенный входом к выходу источника 2 переменного напряжения, инвертирующий усилитель 11, 35 первыи и второй ключи 12 и 13, блок

14 управления и узел 15 сброса. Компаратор 5 соединен первым входом с выходом узла 3 измерения выходного напряжения, вторым входом — с выходом источника 4 опорного напряжения.

Первый выход компаратора 5 соединен с вычитающим входом первого и суммирующим входом второго реверсивных счетчиков 6 и 7, второй выход компаратора 5 соединен с суммирующим входом первого и вычитающим входом второго реверсивных счетчиков 6 и 7. Первый и второй входы узла 8 объединения кодов соединены соответственно с выходами первого и второго реверсивных счетчиков 6 и 7. Выход узла 8 объединения кодов соединен с цифровым входом перемножающего ЦАП 9, соединенного выходом с управляющим входом усилителя 1 мощности. Делитель 10 напряжения соединен выходом с входами первого и второго ключей 12 и 13. Выход первого ключа t2 через инвертирующий усилитель 11 и выход второго ключа 13 непосредственно соединены с аналоговым входом перемножающего

ЦАП 9. Блок 14 управления соединен первым и вторым информационными входами с выходами первого и второго реверсивных счетчиков 6 и 7, первой и второй шинами запуска с первым и вторым выходами компаратора 5, первым и вторым выходами со счетны ы входами соответственно первого и второго реверсивных счетчиков 6 и 7, первым и вторым переключающими выходами с управляющими входами первого и второго ключей 12 и 13. Узел

15 сброса соединен выходом с шинами сброса первого и второго реверсивных счетчиков 6 и 7.

Блок 14 управления (фиг, 2) содержит генератор 16 импульсов, первый— четвертый элементы И 17-20, первый и второй элементы И-НЕ 21 и 22, первый и второй дифференцирующий элементы 23 и 24, первый и второй триггеры 25 и 26.

Узел 8 объединения кодов можно выполнить на двухнходовых элементах

ИЛИ, количество которых нужно взять равным числу разрядов перемножающего

ЦАП 9. Первый входы элементов ИЛИ при этом образует первый вход, вторые входы — второй вход, а выходы— выход узла 8 объединения кодов.

Устройство работает следующим образом.

Выходное напряжение стабилизатора ЦВ„Х равно су ме напряже я 09ст снимаемого с выхода источника 2 переменного напряжения, и напряжения, добавки Uq, снимаемого с выхода усилителя 1 мощности.

Амплитуды выходного напряжения стабилизатора 0 ы„ преобразуются уз— лом 3 измерения в постоянное напряжение, величина которого пропорциональна U><„ . Компаратор 5 сравнивает напряжение на выходе узла 3 измерения с постоянным напряжением U источника 4 опорного напряжения.

При включении стабилизатора узел

15 сброса кратковременным импульсом устанавливает первый и второй реверсивные счетчики 6 и 7 в нулевое состояние. На выходах первого и второго элементов И-HE 21 и 22 появляется "1", которая через первый и второй дифференцируюд и элементы 23

1437843 и 24 сбрасывает первый и второй триггеры 25 и 26.

Если амплитуда выходного напряжения стабилизатора меньше заданной, то уровень "1" с первого выхода компаратора 5 поступит на суммирующий вход второго реверсивного счетчика

7 и на вход второго триггера 26 . На выходе второго триггера 26 устанавливается "1", открывающая второй ключ

13 и разрешающая прохождение импуль— сов от генератора 16 импульсов через второй элемент И 18 на счетный вход второго счетчика 7. Состояние второго счетчика 7 будет изменяться и двоичный код с его выхода через узел 8 объединения кодов будет поступать на цифровой вход перемножаюшего ЦАП 9.

На аналоговый вход перемножающего

ЦАП 9 через второй ключ 13 будет поступать неинвертированное напряжение с делителя 10, Амплитуда переменного напряжения на выходе перемножающего

ЦАП пропорциональна произведению амплитуды переменного напряжения на

его аналоговом входе на двоичное число, подаваемое на его цифровой вход.

Переменное напряжение с выхода перемножающего ЦАП 9 подается на вход усилителя 1 мощности, создающего добавочное напряжение, синфазное с напряжением стабилизируемого источника 2. В результате амплитуда выходного напряжения стабилизатора будет нарастать, пока не сравняется с заданной.

Состояние первого реверсивного счетчика 6 при этом будет оставаться неизменным, так как "0" на выходах первого триггера 25 и второй схемы

И-НЕ 22 запрещают прохождением импульсов с выхода генератора 16 импульсов через элемент И 17 на счетный вход первого реверсивного счетчика 6. Первый ключ 12 будет закрыт

"0" на его управляющем входе.

Пусть при включении стабилизатора на выходе усилителя 1 мощности установилось некоторое добавочное напряжение, синфазное с выходным напряжением источника 2. При внезапном увеличении напряжения источника 2, уровень "1" с второго выхода компарато-. ра 5 поступит на суммирующий вход первого реверсивного счетчика 6, на вычитающий вход второго реверсивного счетчика 7 и на вход первого триггера 25. На выходе первого триггера 25

55 появится "1", подготавливающая третий. элемент И 19 к формированию сигнала включения первого ключа 12 и первого реверсивного счетчика 6 ° Однако их включение производится при наличии также на выходе второго элемента И-HE 22, т.е,при установке вто-. рого реверсивного счетчика 7 в нулевое состояние. Поскольку на вычитающий вход второго реверсивного счетчика 7 подается "1", с второго выхода компаратора 5, а "1" на выходах второго триггера 26 и первого элемента

j4-HE 2 t разрешают прохождение им— пульсов с выхода генератора 16 мульсов на счетный вход второго реверсивного счетчика 7, то состояние счетчика изменяется так, что двоичное число на его выходе уменьшается. Это приводит к уменьшению амплитуды напряжения на выходе умножающего ЦАП 9 и следовательно, к уменьшению добавочного напряжения на выходе усилителя

1 мощности. Как только второй реверсивный счетчик 7 установится в нулевое состояние, уровень "1" с выхода второго элемента И-HE 22 сбрасывает второй триггер 26. На выходе четвертого элемента И 20 формируется "0" запрещающий поступление импульсов на счетный вход второго реверсивного счетчика 7 и выключающий второй ключ

13. Одновременно появление "1" на выходе второго элемента И-НЕ 22 формирует сигнал включения первого ключа l2 и разрешает поступление импульсов с выхода генератора 16 импульсов на счетный вход первого реверсивного счетчика 6, на суммирующий вход которого подается "1" со второго выхода компаратора 5. Логическое число на выходе первого реверсивного счетчика 6 начинает увеличиваться.

Соответственно увеличивается напряжение, противофазное напряжению источника 2, на выходе перемножающего

ЦАП 9 и на выходе усилителя 1 мощности. На аналоговый вход перемножающего ЦАП 9 напряжение, противофазное напряжению источника 2, подается с выхода инвертирующего усилителя 11, В результате выходное напряжение стабилизатора будет уменьшаться, пока не станет равным заданному.

В данном устройстве точность стабилизации выходного напряжения стабилизатора определяется числом разрядов перемножающего ЦАП 9 и точнос143 78 тью стабилизации выходного напряжения источника 4 опорного напряжения.

Наряду с высокой точностью с табилизации амплитуды выходного напряже5 ния обеспечивается также высокое быстродействие цепи автоматической стабили з а ции, При частоте следования импульсов от генератора 16 импульсов, много большей частоты стабилизируемого переменного напряжения, быстродействие стабилизатора полностью определяется быстродействием узла 3 изменения выходного напряжения. 15

Устройство экономично, так как при соответствии выходного напряжения стабилизируемого источника 2 заданному напряжение добавки на выходе усилителя 1 мощности равно нулю и мощ- 2о ность, потребляемая стабилизатором, становится минимальной, Кроме того, выход усилителя мощности стабилизатора включен последовательно с выходом источника переменного напряже- 25 ния, Это позволяет максимально использовать выходную мощность источника переменного напряжения.

Блок управления и два реверсивных счетчика исключают резкие скачки ам- 30 плитуды и фазы напряжения добавки.

Формула изобретения

Стабилизатор переменного напряжения, содержащий включенный между входным и выходным выводами усилитель мощности, узел измерения выходного напряжения, подключенный к выходным выходам, источник опорного напряжения,1о компаратор, соединенный первым входом с выходом узла измерения, вторым входом — с выходом источника опорного напряжения, первый реверсивный счетчик, блок управления, о т л и ч а ю — p5 шийся тем, что, с целью повышения экономичности стабилизатора при .сохранении высокой точности стабилизации выходного напряжения, в него введены второй реверсивный счетчик, узел сброса, узел объединения кодов, перемножающий цифроаналоговый преобразователь, делитель напряжения, первый и второй ключи, инвертирующий усилитель, причем первый выход компаратора соединен с вычитающим вхо- дом первого и суммирующим входом второго реверсивных счетчиков, второй

43 6 выход компаратора соединен с суммирующим входом первого и вычитающим входом второго реверсивных счетчиков, первый и второй выходы компаратора соединены также с первой и второй шинами запуска блока управления, выходы первого и второго. реверсивных счетчиков соединены с первым и вторым входами узла объединения кодов, а также с первым и вторым информационными входами блока управления, выход узла сброса соединен с шинами сброса первого и второго ревеpcHBHbIx счетчиков, счетные входы которых соединены с первым и вторь.м выходами блока управления, выход узла объединения кодов соединен с цифровым входом перемножающего цифро-аналогового преобразователя, выход делителя напряжения, подключенного входами к входным выводам, соединен с входами первого и второго ключей, выход второго ключа непосредственно, а выход первого ключа — через инвертирующий усилитель соединены с аналоговым входом перемножающего цифроапалогового преобразователя, соединепного выходом с управляющим входом усилителя мощности, управляющие входы первого и второго ключей соединены с первым и вторым переключающими выходами блока управления, причем блок управления выполнен на генераторе импульсов, соединенном выходом с первым входом первого и второго элементов И, вторые входы которых соединены с выходами соответственно третьего и четвертого элементов И, первом и втором элементах И-НЕ, соединенных выходами с перBblM входом соответственно четвертого и третьего элементов И, а также через первый и второй дифференцирующие элементы — с шинами сброса первого и второго триггеров, выходы которых соединены с вторым входом соответственно третьего и четвертого элементов И, выходы первого и второго элементов И являются первым и вторым выходами блока управления, выходы третьего и четвертого элементов И вЂ” первым и вторым переключающими выходами блока управления, входы первого и втор or о эл ементов И-НŠ— и ер вым и вторым информационными входами блока управления, а входы первого и второго триггеров — первой и второй шинами запуска блока управления.

1437843

Составитель А.Колоколкин

Редактор О.Спесивых Техред А.Кравчук Корректор Э.Лончакова

Заказ 5893/48 Тираж 866 Подписное

ВПИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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