Дискретный стабилизатор переменного напряжения

 

ДИСКРЕТНЬЙ СТАБИЛИЗАТОР ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий исполнительный орган, каждый управляющий вход которого соединен через Формирователь с выходом соответствующего элемента И, первые входы элементов И соединены сцепью синхронизации , а вторые входы соединены с соответствующим выходом реверсивного счетчика, вход вычитания которого соединен с вторым выходом блока управления , блок сравнения, первый вход которого соединен с цепью обратной связи, а второй вход соединен с цепью регулирования., о т л и ч ающ и и с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей 1 за счет мгновенного подъема выходноI го напряжения, в него введены преобразователь амплитуда-длительность, генератор, два элемента ИЛИ и ключ, а каждый элемент И снабжен третьим входом, причем третьи входа элементов И соединены с входом генератора и с выходом преобразователя амплитуда-длительность , вход которого соединен с.вторым входом блока сравнения, выход которого соединен с первым входом ключа, второй вход и выход которогосоединены соответственно с первым входом блока 1 сравнения и входом блока управления, первый выход блока управления соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, второй вход и выход которого соединен соответственно е выходом генератора и счетным входом реверсивного счетчика, третий выход блока управления соединен с первЕш входом второго элемента ИЛИ, второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом преобразователя амплитуда-длительность и суммйруняцим входом реверсивного счетчика.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К АВТОРСКОМУ СВЩ ЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21): 3618952/24-07 (22) 11.07.83 (46) 15.11.84. Бюл. И- 42 (72) E.Î.Псковитинов, В.И.Трубицин и В.Н.Чаморцев (53) 621.316.722.1(088.8) (56) 1. Келнер М.И., Полищук Я.Н.

Бесконтактные регуляторы напряжения для электропечей сопротивления. M., "Энергия", 1971, с. 57, рис. 28.

2. Гельман М.3., Лохов С.П.

Тиристорйые регуляторы переменного напряжения. M., "Энергия", 1975, с ° 97, рис. 39. (54) (57) ДИСКРЕТНО СТАБИЛИЗАТОР

IIEPEMEHH0I 0 НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий исполнительный орган, каждый управляющий вход которого соединен через формирователь с выходом соответствующего элемента И, первые входы элементов И соединены с- ° цепью синхронизации, а вторые входы соединены с соответствующим выходом реверсивного счетчика, вход вычитания которого соединен с вторым выходом блока управления, блок сравнения, первый вход которого соединен с цепью обратной связи, а второй вход соединен с цепью регулирования, о т л и ч а..SU.„1124269 ю шийся тем, что, с целью рас-ширения функциональных возможностей ,за счет мгновенного подъема выходно го напряжения, в него введены преобразователь амплитуда-длительность, генератор, два элемента ИЛИ н ключ, а каждый элемент И снабжен третьим входом, причем третьи входы элементов И соединены с входом генератора и с выходом преобразователя амплитуда-длительность, вход которого соединен с вторым входом блока сравнения, выход которого соединен с первым входом ключа, второй вход и выход которого соединены соответственно с первым входом блока g сравнения и входом блока управления, первый выход блока управления соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, второй вход и выход которого соединен соответственна с выходом генератора и счетным входом реверсивного счетчика, третий выход блока управления соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход и выход которого соединены ф, соответственна с выходом преобраэо- фр вателя амплитуда-длительность и суммйрующим входом реверсивного с че тч ива.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках питания газовых лазеров.

Известны стабилизаторы пере- 5 .менного напряжения, первые из них построены на тиристорных регуляторах переменного напряжения, использующих фазовый принцип, регулирования.

Такой регулятор содержит полупровод- 1О никовые ключи, включенные между источником переменного напряжения и нагрузкой, управляющие электроды ключей подключены к устройству управления Cl7.

Его недостатком является то, что использование фазового принципа регулирования искажает форму напряжения на выходе регулятора. Кроме того, регулирование и стабилизация выходно-2О го напряжения, регулятора осуществляется только по среднему значению этого напряжения, что ограничивает область применения регуляторов с фазовым принципом регулирования., особенно при питании газовых лазеров.

Наиболее близкий дискретный стабилизатор переменного напряжения содержит исполнительный орган, каждый из управляющих входов которого соЗО единен через формирователь с выходом соответствующего элемента И, первые входы элементов И соединены с цепью синхронизации, а вторые входы соединены с соответствующим выходом реверсивного счетчика вход вычитания

Э, которого соединен со вторым входом блока управления, блок сравнения, первый вход которого соединен с цепью обратной связи, а второй вход соединен с цепью регулирования.

Выходное напряжение такого регулятора стабилизировано и не искажено (?).

его недостатком является то, что время, необходимое для установки заданного значения выходного напряжения, велико. Это происходит потому, что напряжение на выходе исполнительного органа изменяется с заданной дискретностью в моменты перехода переменного напряжения

50 через О. До тех пор, пока существует. сигнал рассогласования на выходе блока сравнения, что бывает при отсутствии равенства сигнала обратной связи и сигнала регулирования, сигналы с выходов блока управления будут управлять реверсивным счетчи,ком. С выхода счетчика сигналы поll24269

2 ступают на элементы И и в моменты, синхронизированные с частотой сети, будут воздействовать через формирователи на ключи исполнительного органа. При этом коэффициент трансформации трансформатора исполнительного органа будет меняться, и соответственно будет меняться выходное напряжение и сигнал обратной связи.

Когда напряжение обратной связи, станет равным напряжению регулирования, сигнал рассогласования на выходе блока сравнения станет равным О. Этот момент соответствует получен по заданного напряжения на выходе регулятора.

Это ограничивает функциональные возможности и область применения регулятора при повторно кратковременных включениях напряжения, Этот недостаток особенно проявляет себя при использовании такого регулятора в качестве источника питания газового лазера, предназначенного для работы в режиме кратковременной генерации, так как фронты импульса генерации получаются затянутыми.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей регуля-:ора-стабилизатора напряжения за счет мгновенного подъема напряжения.

Поставленная цель достигается тем, что s дискретный стабилизатор переменного напряжения, содержащий исполнительный орган,.кажцый из управляющих входов которого соединен через формирователь с выходом соответствующего элемента И, первые входы элементов И соединены с цепью синхронизации, а вторые входы соединены с соответствующим выходом реверсивного счетчика, вход вычитания которого соединен со вторым входом блока управления, блок сравнения, первый вход которого соединен с цепью обратной связи, а второй вход соединен с цепью регулирования,,введены преобразователь амплитудадлительность генератор, два элемента ИЛИ и ключ, а элементы И снабжены третьим входом, причем третьи входы элементов И соединены со входомгенератора и с выходом преобразователя амплитуда-длительность, вход которого соединен соответственно со вторым входом блока сравнения, выход которого соединен с первым входом ключа, второй вход и вью:од которого соединены соответственно с первым

1124269

3 входом блока сравнения и входом блока управления, первый вход блока управления соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом генератора и счет-. ным входом реверсивного счетчика, третий выход блока управления соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход и выход 1а которого соединены соответственно с выходом преобразователя аналогдлительность и суммирующим входом реверсивного счетчика.!

На чертеже приведена схема стабилизатора.

Дискретный стабилизатор переменного напряжения содержит исполнительный орган l,каждый управляющий вход которого соединен через формирователь 2 с выходом соответствующего элемента И 3-7, первые входы элементов И 3-7 соединены с цепью синхронизации, вторые входы элементов И 3-7 соединены с соответствующим выходом реверсивного счетчика 8, вход вычитания (-1 ) которого соединен со вторым выходом блока управления 9, блок сравнения 10, первый вход которого соединен с цепью обратной связи, а второй вход соединен с цепью регулирования, третьи входы элементов И

3-7 соединены со входом генератора

11 и с выкодом преобразователя амплитуда-длительность 12, вход которого соединен со вторым входом блока сравнения 10, выход которого соединен с первым входом ключа 13, второй вход и выход ключа соединены соответственно с первым входом блока сравнения IO и входом блока управления 9, первый выход блока управления 9 соединен с первым входом первого элемента ИЛИ 14, второй вход и выход которого соединены соответ- 45 ственно с выходом генератора 11 и; счетным входом (С)реверсивного счетчика 8, третий выход блока управления 9 соединен с первым входом второго элемента ИЛИ 15, второй вход и 50 выход которого соединены соответственно с выходом преобразователя амплитуда-длительность 12 и суммирующим входом (+11 реверсивного счетчика 8, 55

Дискретный стабилизатор переменного напряжения работает следующим образом.

При подаче напряжения сети на стабилизатор выходное напряжение отсутствует, и отсутствует напряжение обратной связи на первом входе блока сравнения 10 и втором входе ключа

13. Отсутствует также напряжение регулирования на входе преобразователя амплитуда-длительность 12 и втором входе блока сравнения 10.

При этом на выходе преобразователя

12 отсутствует импульс, на выходе блока сравнения 10 отсутствует сигнал рассогласования, ключ 13 закрыт, и на входе и вьг"одах блока управления 9 отсутствуют сигналы управления. Счетчик 8 находится в исходном состоянии, н на его выходах

I отсутствуют сигналы управления исполнительным органом I . Яа,выходе генератора 11 отсутствуют импульсы.

При подаче напряжения регулирования на вход преобразователя 12 и второй вход блока сравнения 10 на выходе блока сравнения появляется сигнал рассогласования, который поступает на первый вход ключа 13, но не проходит на вход блока управления 9, так как ключ 13 закрыт из-за отсутствия напряжения обратной связи на его втором входе. Преобразователь 12 вырабатывает импульс, длительность которого пропорциональна величине напряжения регулирования.

Этот импульс с выхода преобразователя 12 поступает на третьи входы элементов И 3-7 и блокирует их. Одновременно этот импульс через элемент

ИЛИ 15 поступает на суммирующий вход (+1 } счетчика 8 и подготавливает ceo к операции суммирования. Опновременно этот же импульс поступает на вход генератора 11. На выходе генератора появляются последовательность импульсов, которая через. элемент ИЛИ

14 проходит на,счетный вход (С)счетчика 8. Число импульсов на выходе генератора ll зависит от длительности импульса на его входе и пропорционально напряжению регулирования.

Счетчик 8, осуществив операцию суммирования, устанавливаются в определенном состоянии. При этом, на его выходах появляется комбинация сигналов, соответствующая заданному выходному напряжению стабилизатора.

В момент окончания импульса на выходе преобразователя 12 снимается управление со входа -генератора 11 и суммирующего входа (+I) счетчика 8.

1124269

Одновременно прекращается блокировка элементов И 3-7 по их третьим входам.

В момент прихода сигнала синхронизации на первые входы элементов И 3-7 сигналы управления с выхода счетчика 8 проходят на формирователь 2, который формирует сигналы управления исполнительным органом 1. Исполнительный орган вкщочается и на его выходе. мгновенно появляется заданное напряжение, пропорциональное напряжению регулирования. На первый вход блока сравнения 10 и второй вход ключа 13 приходит: напряжение обратной связи. При этом ключ 13 становится проводящим для сигнала рассогласования с выхода блока: сравнения 10. Но если в первый момент времени напряжение обратной связи равно напряжению регулирования, то сигнал рассогласования на выходе блока сравнения 10 будет отсутствовать, и блок управления 9 не будет управляться по его входу, и следовательно, выходное напряжение стабилизатора не изменится. Если в силу каких-либо дестабилизирующих факторов (например за счет изменения напряжения сети1 изменится выходное напряжение, то изменится и . напряжение обратной связи. При этом сигнал рассогласования с выхода блока сравнения 10 пройдет через про-. водящий ключ 13 на вход блока управления 9. С его первого выхода счетные импульсы поступят через элемент ИЛИ

14 на счетный вход счетчика. Одновременно, если выходное напряжение меньше заданного, то с третьего выхода блока управления 9 сигнал суммирования пройдет через элемент ИЛИ

15 на суммирующий вход (+!)счетчика

8, а если выходное напряжение стабилизатора больше заданного,, то с второго выхода блока управления 9 сигнал вычитания поступит на вычитающий вход (-1 )счетчика 8.

Таким образом, стабилизатор работает в двух режимах, автоматически следующих одйн за другим. Первый режим — режим мгновенной установки заданного напряжейия. Второй режим— режим стабилизации. Причем первый режим автоматически реализуется при подаче напряжения регулирования и отсутствии выходного напряжения регулятора-стабилизатора, а второй режим автоматически реализуется после окончания первого режима.

Т.е. в предложенном регуляторе-стабилизаторе реализован принцип, gg независимости управления исполнительным органом по двум различным каналам.

1124269

Рихдд

Составитель В.Москин

Редактор А.Долинич Техред Ж.Кастелевич Корректор В.Гирняк Заказ 8278/36 Тираж 841 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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