Стабилизатор среднего значения напряжения

 

СТАБШШЗАТОР СРЕДНЕГО ЗНАЧЕНИЯ НАВРЯЯШНИЯ, содержа1ЩЙ регулируюооий элемент, включенный между входными и выходньши -вьшодами, инвертор , первый и второй ключи, узел сравнения, сщин вход которого подключен к выходным выводам, другой .-3 соединен с источником опорного напряжения , а выход через первый ключ подключен к входу интегратора, и широтно-иьшульсн модулятор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности стабилизации , надежности работы и качества переходного процесса, в него введен логический элемент. ШШ,выход широтно-импульсного модулятора соединен с первым входом логического элемента ИШ, управляющим входом первого ключа и входом инвертора, выход которого подключен к управляющему входу второго ключа, включенного между выходными выводами и входом интегратора, выход которого соединен с вторым входсш логического элемента ИЛИ, выходом подключенного к управлякпцому входу регулирующего элемента.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

Х УУУУ

PECflYSJlHH

А (1% (И)

gag G 05 Р 1/56

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

t

4Ь в

ГОСУДАРСТНЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

fO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПЪЙ

Н *ВТОРСНОМУ СВИДЕТЮЬСТВУ (21) 2737381/24-07 (22) 19. 03. 79 (46) 23.64.84. Бюп. У 15 (72) Т.А.Глазенко, Б.Ф.Дмитриев, А.И.Игнатченко и А.Н.Пискарев (71)-Ленинградский институт точной механики и оптики (53) б21.316.722.1 (088.8) (56) 1; Авторское свидетельство СССР

Ф 265255 ° кл. Н 02 И 5/00, 1970.

2. Авторское. свидетельство СССР

Ф 716128, кл. Н 02 P 13/16, H 02 N 1/08, 1978 (протот}. (54) (57) СТАБИЛИЗАТОР СРЕДНЕГО ЗНАЧИИЩ ИАПРЯКЕНИЯ, содержащий регули-, рующий элемент, включенный между щнщными и выходными .выводами, инвертор, первый и второй ключи, узел сравнения, один вход которого под«лючен к выходным выводам, другой соединен с источником опорного напряжения, а выход через первый ключ . подключен к входу интегратора, и широтно-импульсный модулятор, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности стабилизации, надежности работы и качества переходного процесса, в него введен логический элемент ИЛИ,выход широтно-импульсного модулятора соединен с первым входом логического элемента ИЗЖ, управляющим входом первоFo ключа и входом инвертора, выход которого подключен к управляющему входу второго ключа, включенного между выходньяи выводами и входом интегратора, выход которого соединен с вторьи входом логического элемента ИЛИ, выходом подключенного к управляющему входу регулирующего элемента.

1022

Изобретение относится к области импульсного регулирования напряжения и может быть использовано для стабилизации выходного напряжения широтно-импульсных преобразователей

5 инверторов и импульсных регуляторов со стабилизированным напряжением на выходе.

Известны стабилизаторы среднего значения напряжения. 10

Известен стабилизатор, содеожащий задающий генератор, силовой вентиль, интегрирующее устройство, нуль-индикатор, управляемый генератор и нагрузку Г1-3.

Недостатком известного стабилизатора среднего значения является низкая точность стабилизации выходного напряжения, обусловленная значительным диапазоном изменения напряжения

4. на выходе интегратора, и невозможность реализации в реверсивных преобразователях. с импульсной опто-электронной развязкой.

Наиболее близким по технической

25 сущности к изобретению является стабилизатор среднего значения напряжения, содержащий регулирующий элемент, включенный между входными и выход-, ными выводами, инвертор, первый и

30 второй ключи, узел сравнения, один вход которого подключен к выходным выводам, другой соединен с источником опорного напряжения, а выход через первый ключ подключен к входу интегратора, и широтно-импульсныи

35 модулятор j 2 g.

Недостатком такого стабилизатора являются низкие точность стабилизации, надежность и качество переходного процесса. Это связано с тем, 40 в стабилизаторе реализуется имлульсно-фазовый способ управления, когда невысокая точность стабилизации обус-. ловлена большим диапазоном изменения ,45 опорного напряжения — напряжения на входе интегратора. Способ не может быть реализован в реверсивных преобразователях из-за невозможности оптоэлектронной развязки, так как сигналы обратной связи передаются с переменной 0 амплитудой.

Целью изобретения является повышение точности стабилизации среднего значения, надежности работы и качест5 i ва переходного процесса.

Поставленная цель достигается тем, что в стабилизатор среднего значения напряжения, содержащий ре553

z гулирующий элемент, включенный между входными и выходными выводами, инвертор, первый и второй ключи, узел сравнения, один вход которого подключен к выходным выводам, другой соединен с источником опорного напряжения а выход через первый ключ подключен к входу интегратора, и широтно-импульсный модулятор, введен логический элемент ИЛИ, выход широтно-импульсного модулятора соединен с первым входом логического элемента ИЛИ, управляющим входом первого ключа и входом инвертора, выход которого подключен к управляющему входу второго ключа, включенного между выходными выводами и входом интегратора, выход которого соединен с вторым входом логического элемента ИЛИ, выходом подключенного к управляющему входу регулирующего элемента.

На фиг. 1 показана структурная схема предлагаемого стабилизатора; на фиг. 2 — диаграмма напряжений, поясняющая его работу.

Стабилизатор содержит широтно-импульсный модулятор ШИИ 1, . логический элемент 2 ИЛИ, регулирующий элемент 3, вывод 4 источника опорного напряжения Uä,ñóèìàòoð 5, первый и второй аналоговые ключи 6 и 7, инвертор 8, интегратор 9, вывод 10 источника питания и вывод 11 выходного напряжения регулирующего элемента 3 °

На фиг. 2 показаны следующие диаграммы: 12 . — напряжение на выходе

ШИН; 13 — напряжение на выходе регулирующего элемента 3; 14 — разность опорного напряжения на выходе 4 и напряжения на выводе 11 элемента 3;

15 — напряг ение на выходе интегратора 9; 16 — напряжение на выходе элемента ИЛИ и на выводе t1 элемента 3.

Вход ШИН подключен к источнику задающего напряжения, а выход— к первому входу элемента или к управляющему входу первого ключа 6 и через инвертор 8 — к управляющему входу второго ключа 7, включенного между выводом 11 элемента 3 и входом интегратора 9, выход которого соединен с вторым входом элемента

ИЛИ, Выход элемента ИЛИ подсоединен. к входу элемента 3, подключенному к выводу 10 источника питания. Выход элемента 3 подключен к одному входу сумматора 5 второй, вход которого подключен к выводу 4

10225 з источника опорного напряжения Uо .

Выход сумматора 5 подключен через управляемый ключ 6 к входу интегратора 9 °

Стабилизатор работает следующим образом.

Напряжение на выходе регулятора напряжения задается сигналом на входе ШИИ. При этом на выходе ШИИ формируются импульсы 12 с длительностью Фз — Ф, пропорциональной входному сигналу U> (Ь), и постоянным периодом следования Т. Выход-. ной импульс ШИИ через элемент ИЛИ поступает на вход элемента 3, на выводе 11 которого формируется напряжение. Мгновенное значение этого напряжения сравнивается в сумматоре 5 с неизменным опорным на пряжением 00 на выводе 4. Полу. ченная на выходе сумматора 5 разность напряжений 14 поступает через ключ 6 в течение интервала 1 - 1 на вход интегратора 9. К моменту времени напряжение 15 на выходе интегратора

9 будет соответствовать отклонению действительного напряжения от заданного среднего значения напряжения.

В момент времени 11 ключ 6 размыкается а ключ 7 замыкается, поступление сигнала с выхода сумматора 5 прекращается, и на вход интегратора начинает поступать с обратным знаком выходное напряжение 14 регулирующего элемента 3. С момента вре35 мени Ф начинается процесс обратного интегрирования, продолжающийся до момента времени 12, когда напряжение 15 на выходе интегратора станет

53 4 равным нулю. В этот момент времени

Ф2 прекращается поступление сигнала на второй вход элемента ИЛИ и заканчивается формирование напряжения 16 на выходе элемента 3. За время интегрирования на интервале +1- 1 напряжение на выходе элемента 3 увеличивается на величину, равную недос" тающей части напряжения до заданной величины на интервале 1 -1, .

Таким образом, заданное среднее значение напряжения на выходе стабилизатора не зависит от колебаний напряжения источника питания и изменений величины нагрузки.

В данном стабилизаторе реализуется такой способ стабилизации среднего значения напряжения, который позволяет осуществить широтно-импульсную обратную связь и безынерционную гальваническую развязку и за счет этого повысить помехозащищенность и надежность работы импульсного регулятора .напряжения, а также точность стабилизации среднего значения выходного напряжения за счет. высокой точности измерения отклонения выходного напряжения от постоянной, . величины заданного напряжения и за счет малого динамического диапазона изменения входного напряжения интегратора. Это позволяет повысить в импульсных регуляторах напряжения качество переходного процесса за счет выноса обратной связи по напряжению из главного канала управления в местный автономный контур безынерционной обратной связи по напряжению.

1022553

Составитель А.Колоколкин

Редактор Л.утехина Техред В.Далекорей- Корректор М.Шароши

Заказ 2497/6 Тираж 842 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4