Устройство для регулирования переменного напряжения

 

Изобретение относится к вторичным источникам питания радиоаппаратуры. Целью изобретения является обеспечение защиты при аварийном понижении частоты напряжения питающей сети. Цель достигается благодаря введению дополнительных выпрямителя и блока управления. Блок управления выполнен таким образом, что при частоте сети, превышающей наименьшее допустимое значение, он не влияет на работу устройства. Если частота питающей сети становится меньше допустимой, блок управления срабатывает так, что трансформатор 1 и нагрузка 6 обесточиваются. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СО!.!ИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 05 F 1/14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Сель

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР! (6!) 1103212 (2 .) 4460457/24-07 (22) 07. 06. 88 (46) 30. 01. 90. Бюл. !! 4 (72) В. С. Уманский (53) 621.316.722.1(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 1103212, кл. G 05 Р 1/14, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПЕРЕИЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к вторичным источникам питания радиоаппаратуры. Цель изобретения — обеспечение

ЛФ 1 ЫЫЫ1 А 2

? защиты при аварийном понижении частоты напряжения питающей сети. Цель достигается благодаря введению дополнительных выпрямителя и блока управления. Блок управления выполнен таким образом, что при частоте сети, превышающей наименьшее допустимое значе ние, он не влияет на работу устройства. Если частота питающей сети становится меньше допустимой, блок управ ления срабатывает так, что трансформатор 1 и нагрузка 6 обесточиваются.

2 ил.

1539741

Изобретение относится к электротехнике, может быть использовано для питания различной радноэлек тронной аппаратуры, размещенной преимущест4 венно на летательных аппаратах (само. летах, вертолетах и др.) и является усовершенствованием известного устройства по основному авт. св °

Ф !103212. !0

Цель изобретения — о б еспеч ение з ащиты при аварийном понижении частоты питающей сети.

На фиг. 1 показана принципиальная электрическая схема устройства для .!5 регулирования переменного напряжения; на фиг. 2 — временные диаграммы напряжений .

Устройство для регулирования переменного напряжения (фиг. 1) содержит 2р трансформатор I первичная обмотка 2 которого имеет М отводов 3.1 — Ç.M силовые управляемые ключи 4.1 — 4.М, вторичную обмотку 5, нагрузку 6, основной блок 7 управления и измеритель-25 ный блок 8. Последний содержит M+I пороговых (измерительных) элементов

9,1 — 9(М+1), например компараторов.

Основной блок 7 управления содержит

М логических элементов H-HE 10.1 — 3p

1О.М, М логических элементов И 11,1

11.М и М логических элементов HE

12,1 — 12.M. Имеются также 2М развязывающих диодов 13 ° 1 — 13.М, вспомогательный источник 14 питания, основной выпрямитель 15 дополнительные управляемые ключи 16.1 — 16.М и входные выводы 17 и 18.

В устройство введены также дополнительный выпрямитель 19 без фильтра. дополнительный блок 20 управления,. содержащий генератор 21 прямоугольных импульсов, счетчик 22 импульсов, интегрирующая 23 и дифференцирующая 24 цепи,,инвертор 25 полярности импуль- 45 сов, М-триггер 26, пиковый детектор

27, компаратор 28, источник 29 опорного напряжения, ключевой транзистор

30, дополнительные логический элемент HE 31 и логический элемент И 32 и два диода 33 и 34.

Логические элементы И 11.1 — 11.M в основном блоке 7 управления снабжены четвертыми входами, а катоды диодов ЗЗ и 34 соединены между собой и подключены к коллектору транзистора

30. Его эмиттер соединен с отрицатель. нь!м полюсом источника 29 опорного напряжения, а база подключена к выходу инвертора 25 полярности и к R-входу сброса счетчика 22. Вход инвертора 25 соединен с выходом днфференцнрующей цепи 24, вход которой соединен с входом интегрирующей цепи 23, с выходом генератора 2! прямоугольных импульсов, входом разрешения счета счетчика 22, а также с первым входом логического элемента И 32, второй вход которого соединен с выходом счетчика 22 и с входом пикового детектора 27. При этом выход интегрирующей цепи 23 соединен с анодом диода 33 и с неинвертирующим входом компаратора 28, инвертирующий вход которого соединен с положительным полюсом источника 29. Выход пикового детектора 27 соединен непосредственно с анодом диода 34 и через логический элемент НЕ 31 - c входом стробирования компаратора 28.

Выход последнего соединен с R-входом

RS-триггера 26, S-вход которого соединен с выходом логического элемента

И 32. Выход триггера 26 подключен к соединенным между собой четвертым входам логических элементов И 11.1

11.М в блоке 7. Информационный вход счетчика 22 соединен с выходом выпрямителя 19, вход которого подключен к входным выводам 17 и 18, Устройство (фиг. 1! работает следующим образом. о

При подаче переменного напряжения питания на входные выводы 17 и 18 и выпрямитель 19 без фильтра на выходе последнего образуется последовательность импульсов Г, с частотой, равной или вдвое большей частоты сети, в зависимости от вида выпрямителя— одно- или двухполупериодного (фиг. 2а).

Эти -импульсы поступают на С-вход счет чика 22.

В генераторе 21 вырабатывается прямоугольнын импульс Е с K RJIH6po» ванной длительностью Т« = (2 — 1), Т, = сопз г, где п — число двоичных разрядов счета, . Т19 — период следования импульсов Ещ (фиг. 2 а,б). Число и определяет требуемую погрешность.

Так, при n = 5 можно. получить погрешность около 3X. f единица младшего разряда). Импульс Е«подается на

СЕ-вход разрешения счета счетчика 22.

Если частота сети не ниже заданного минимально допустимого значения

F „то к концу интервала времени

Т в счетчике 22 вырабатывается импульс Е, поступающий на первый вход

15397 логического элемента И 32, на его второй вход подается калиброванный импульс Е (фиг. 2 б,е), поэтому на выходе элемента И 32 поянляется одновременно с импульсом Fzz импульс

Е, который поступает íà S-вход триггера 26 (фиг. 2е). Триггер этим импульсом удерживается в состоянии, когда на его неинвертирующем выходе существует напряжение Е 6 лог. "1" (фиг. 2к). Это напряжение поступает на введенные четвертые входы логических элементов И 11.1 — 11.И в блоке

7. Таким образом, при частоте сети, превьппающей наименьшее допустимое значение, дополнительный блок 20 не влияет на работу основного блока 7 управления и всего устройства регулирования. 20

Импульс Е от выхода счетчика 22 поступает на вход пикового детектора

27, на его выходе появляется положительный перепад напряжения Fz> (фиг. 2ж), который поступает на вход 25 логического элемента НЕ 31. В момент появления напряжения Е 7 напряжение

Е на выходе элемента НЕ 31 спадает от уровня лог. "1" до уровня лог. "0" (фиг. 2з). Напряжение F>< поступает на вход стробирования компаратора 28.

Поэтому компаратор запирается на нсе время существования импульса Е>,, независимо от величин напряжений на его информационных входах выходное напряжение Е компаратора 21 равно нулю.

Одновременно импульс F>, поступает на входы дифференцирующей 24 и интегрирующей 25 цепочек, на их выходах по являются соответственно пара разнополярных импульсов F>< (фиг. 2г) и пилообразный импульс Е (фиг. 2в). Отрицательный импульс Е, совпадающий во времени с моментом окбнчания импульса Е !, поступает на инвертор 25 4 полярности, на его выходе появляется положительный импульс F.< (Фиг. 2д) который поступает íà R-вход сброса счетчика 22 и обнуляет его. Одновременно импульсом. Fzg отпирается транзистор 30, благодаря чему через диод

33 разряжается конденсатор в интегрирующей цепи 23 и пилообразное напряжение F.<> обращается в нуль (фиг. 2 в,д). Одновременно через диод 34 и транзистор 30 происходит разряд конденсатора в пиковом детекторе

27, благодаря чему напряжение Е обращается в нуль, а напряжение F>, на

4! 6 выходе элемента !, Е 3! вновь возвращается к уровню лог. "1" (фиг, 2 ж„з) °

Пилообразный импульс Е поступает на неиннертирующий вход компаратора

28, где сравнивается с опорным напряжением Fz> поступающим от источника

29 на иннертируюг,ий вход компаратора

28. В момент Т равенства этих напряжений, который выбирается близким к моменту Т, окончания импульса F. 1 калиброванной длительности, н компараторе 28 вырабатывается положительный импульс Fgg (фиг. 2и, штриховые линии). Однако н это время напряжение

F>, на входе стробирования компаратора 28 имеет уровень лог. "0". Этим обеспечивается запирание компаратора во всех случаях, когда частота питающей сети превышает минимальное допустимое значение F„„„.. Поэтому импульс

F. в этих условиях не гоступает на выход компаратора и íà R-вход сброса триггера 26. Триггер, таким образом, сохраняет напряжение EZ лог.

Если частота питающей сети становится меньше минимально допустимого значения Р „ (например, из-за аварийного снижения числа оборотов бортового турбогенератора), то на выходе счетчика 22 за время Т существования импульса Fz< импульс Ezz появиться не может. Импульс Г на выходе элемента И 32 в этих условиях отсутствует. Напряжение F. на выходе пикового детектора 27 остается равным нулю, а напряжение ЕЗ„ на выходе логического элемента HE 31 остается на уровне лог. "1" (фиг. 2 з, горизонтальная штриховая линия). Таким образом, компаратор 28 остается открытым.

В момент Т равенства пилообразного напряжения Ez и опорного напряжения

Е формируется импульс Е, который н этих условиях проходит на выход компаратора 28 и далее на R-вход сбро са триггера 26 (фиг. 2 в,з,и). В результате происходит обнуление неинвертирующего выхода триггера, его выходное напряжение F< поступающее на четвертые входи всех элементов И 11.)—

11.М, обращается в нуль (фиг. 2и, штриховые линии). В результате все элементы И 11.1 — 11.M запираются, а все силовые ключи 4.1 — 4.Г! и ключи

16.1 — 16.M переходят в разомкнутое состояние. Трансформатор 1 и нагрузка

6 оказываются обесточенными. Этим до- стигается их защита при аварийном по1539741 нижении частоты напряжения питающей сети.

Электропитание основного 7 и до" полнительного 20 блоков управления должно осуществляться от специального источника, рассчитанного на работу при резко пониженной частоте сети.

Этим же условием должны удовлетворять блоки 8. 14, 15, 19 и 29. 10

Положительный, технический эффек т от использования предлагаемого уст-,; ройства состоит в защите трансформа— тора и нагрузки при аварийном пониже- нии частоты питающей сети. 15

Формупа из обретения

Устройство для регулирования переменпого напряжения по авт. св. 20 № 1103212, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения защиты при аварийном понижении частоты на-. пряжения питающей сети, в него введены дополнительный выпрямитель и допол - 5 нительный блок управления, состоящий из генератора прямоугольных импульФ сов, с калиброванной длительностью, счетчика импульсов, интегрирующей и дифференцирующей цепей, инвертора по- 30 лярности импульсов, RS-триггера, пи" кового детектора, компаратора, источника опорного напряжения, ключевого транзистора, а также дополнительных логических элементов НЕ и И и двух 35 дополнительных диодов, причем логические элементы И в основном блоке управления снабжены четвертыми входами„ а катоды дополнительных диодов соединены между собой и подключены к

40 коллектору транзистора, эмиттер которого соединен с отрицательным полюсом источника опорного напряжения, а база подключена к выходу инвертора полярности импульсов и к входу сброса счетчи,ка импульсов, вход интегратора полярности импульсов соединен с выходом дифференцирующей цепи, вход которой соединен с входом интегрирующей цепи, с выходом генератора прямоугольных импульсов, входом разрешения счета счетчика импульсов, а также с первым входом дополнительного логического элемента И, второй вход которого сое" динен с выходом счетчика импульсов и с входом пикового детектора, при этом выход интегрирующей цепи соединен с анодом первого дополнительного диода и с неинвертйрующим входом компарато-.. ра, инвертирующий вход которого подключен к положительному полюсу источника опорного напряжения, выход пикового детектора соединен непосредственно с анодом второго дополнительного диода и через дополнительный логический элемент НŠ— с входом стробирования компаратора, выход которого соединен с установочным входом КЯтриггера, установочный S"âõîä которого соединен с выходом дополнительного логического элемента И, при этом выход RS-триггера подключен к соединенным между собой четвертым выходам логических элемейтов И основного блока управления, а.информационный вход счетчика импульсов соединен с выходом допоЛнительного выпрямителя, вход которого подключен к входным выводам устройства.

1539741 19

Ец î

8 23

О qq г

Ъ д 0

Ezz., Esz

27 a

Ец

Составитель С. Чернышова

Редактор М. Петрова Техред Л.Олийнык Корректор О. Ципле

Заказ 218 Тираж 637 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101