Преобразователь переменного напряжения в постоянное

 

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ, содержащий первый выпрямитель, выход которого подключен к входу сглаживающего фильтра, подключенного выходом к первому входу первого сумматора и к входу усилителя, дифференциатор и второй сумматор, один вход которого подключен к выходу, а другой - . к входу дифференциатора и к вьтходу первого сумматора, о т л и ч аю1ц и и с я тем, что, с целью повышения быстродействия, дополнительно введены ключ и блок управления ш, включающий в себя последовательно соединенные формирователь прямоугольных импульсов, второй вьтрямитель, расширитель импульсов, элемент задержки , логический элемент НЕ и по первому входу двухвходовый логический элемент И, причем второй вход сл логического элемента И соединен с выходом расширителя импульсов, ключ присоединен к выходу-усилителя и второму входу первого сумматора, а блок управления входом подключен к выходу усилителя, а выходом - к управляющему ь входу ключа. о сд

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (t9) (II1

4(511 Н 02 М 7/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

llO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbfTHA (21) 3653749/24-07 (22) 17. 1 О. 83 (46) 07.06.85. Бюл. hÔ 21 (72) Е.П. Королев (71) Горьковское отделение Ордена

Октябрьской Революции всесоюзного государственного проектно-изыскательского и научно-исследовательского института энергетических систем и электрических сетей "Энергосетьпроект" (53) 621.3.14.6(088.8) (56) Ермаков В.Ф., Теребаев В..В.

Быстродействующий преобразователь переменного напряжения в постоянное;

"Изв. вузов СССР. Электромеханика", 1981, 1(8, с. 934-935.

Авторское свидетельство СССР

Р 1081764, кл. Н 02 M 7/04, 1982. (54) (57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ, содержащий первый выпрямитель, выход которого подключен к входу сглаживающего фильтра, подключенного выходом к первому входу первого сумматора и к входу усилителя, дифференциатор и второй сумматор, один вход которого подключен к выходу, а другой— к входу дифференциатора и к выходу первого сумматора, о т л и ч а ю3ц и и с я тем, что, с целью повышения быстродействия, дополнительно введены ключ и блок управления им, вклочающий в себя последовательно соединенные формирователь прямоугольных импульсов, второй выпрямитель, расширитель импульсов, элемент за держки, логический элемент НЕ и по первому входу двухвходовый логический элемент И, причем второй вход логического элемента И соединен с выходом расширителя импульсов, ключ присоединен к выходу .усилителя и второму входу первого суммАтора, а блок управления входом подключен к выходу усилителя, а выходом — к управляющему входу ключа.

1160511

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в выпрямительных устройствах, к которым предъявляются высокие требования по стабилизации и быстродействию.

Ф

Цель изобретения — повьппение быстродействия.

На фиг, 1 приведена блок-схема преобразователя; на фиг. 2 — диаграмма его работы. 10

Преобразователь переменного напряжения в постоянное содержит выпрямитель 1, выход которого подключен к входу сглаживающего фильтра 2, выходом подключенного к первому входу 15 первого сумматора 3 и к входу усилителя 4, дифференциатор 5, второй. сумматор 6, один вход которого подключен к выходу, а другой — к входу дифференциатора 5 и к выходу первого 20 сумматора 3, ключ 7 и блок 8 управления. Последний содержит последовательно соединенные формирователь 9 прямоугольных импульсов, второй выпрямитель 10, расширитель 11 импуль- 2$ сов, элемент 12 задержки, логический элемент НЕ 13 и двухвходовый логический элемент И 14. 1, Второй вход логического элемента И 14 соединен с выходом расшири- ЗО теля 11 импульсов: Ключ 7 присоединен к выходу усилителя 4 и второму входу сумматора 3. Блок 8 управления входом подключен к выходу усилителя 4, а выходом — к управляющему входу ключа 7.

Устройство работает следующим образом.

В установившемся режиме пульсирующее напряжение с выхода выпрямителя 1 поступает на сглаживающий фильтр 2, в котором осуществляется первый этап поглощения переменной составляющей напряжения. Напряжение с выхода фильтра 2 поступает на вход 4 усилителя 4 и на второй вход первого сумматора 3, Выход блока 8 управления находит- ся в состоянии (логический "0" на выходе), при котором ключ 7 замкнут Я и объединяет выход усилителя 4 с вторым входом сумматора 3. Выделяемое усилителем 4 напряжение пульсации не содержит постоянной составляющей и находится в противофазе с пуль-$5 сациями напряжения на его входе, поступающего на первый вход сумматора 3, в котором осуществляется окончательная компенсация пульсаций.

Так как выделенная на выходе первого сумматора 3 постоянная составляющая напряжения не изменяется во времени, то на выходе дифференциатора 5 напряжение равно нулю и второй сумматор 6 работает в режиме повторителя напряжения с выхода первого сумматора 3.

Формирователь 9 прямоугольных импульсов в блоке 8 управления выбирается таким образом, что его порог чувствительности выше наибольших пульсаций в напряжении на выходе усилителя 4 переменного напряжения в установившемся режиме. При этом все последующие элементы в блоке 8 управления не возбуждаются и на его выходе сохраняется логический ноль, при котором ключ 7 замкнут.

При скачкообразном увеличении напряжения на входе устройства, например при подключении источника переменного напряжения на вход выпрямителя 1., напряжение на выходе сглаживающего фильтра 2 быстро выходит на уровень установившегося значения, переходит его и совершает несколько быстро затухающих колебаний около линии установившегося значения (фив.2, Uj — напряжения на выходах блоков; — порядковый номер блока согласно фиг. 1). Начиная с момента включения на выходе усилителя 4 появляется напряжение, превышающее порог чувствительности формирователя 9 прямоугольных импульсов в блоке 8 управления. В формирователе 9 прямоугольных импульсов вырабатывается сигнум-функция от выделенной переменной составляющей. При этом второй двухполупериодный выпрямитель 10 формирует последовательность однополярных импульсов со скважностью, определяемой порогом чувствительности формирователя 9 прямоугольных импульсов. На выходе расширителя 11 импульсов имеет место сплошной сигнал в течение всего переходного процесса. Этот сигнал приходит в виде логической "1" на второй вход логического элемента И 14 и запускает элемент !2 задержки.

До срабатывания элемента 12 задержки на его выходе присутствует логический "0", следовательно, на выходе логического элемента НЕ 13, а значит, и на первом входе логического элемента И 14 — логическая "1". Поэтому

11605 з логическая "1" проходит на выход логического элемента И 14 и переводит ключ 7 в разомкнутое состояние, Это переключение осуществляется без задержки практически и в момент начала переходного процесса. Пока ключ 7 разомкнут процесс выхода усилителя 4 на рабочий участок не оказывает влия. ния на качество выходного напряжения устройства. При этом первый сумма- 10 тор 3 работает как повторитель

I напряжения с вь|хода фильтра 2. На втором сумматоре 6 осуществляется суммирование сигнала от первого сумматора 3 с его первой производной от дифференциатора 5, что позволяет существенно увеличить скорость достижения установившегося значения.

Через заданное время t< (фиг. 2), соответствующее моменту перссечения gp возрастающего напряжения на выходе фильтра 2 с уровнем установившегося значения, срабатывает элемент 12 задержки, на его выходе появляется логическая "1". После инверсии

25 в логическом элементе НЕ 13 сигнал логического "0" поступает на первый вход логического элемента И 14. На его выходе появляется логический "0",. что приводит к замыканию ключа 7 (возврат. в исходное. положение) .

С этого момента на выходе первого сумматора 3 выделяется постоянная составляющая на уровне установившегося значения.

Так как постоянная времени фильт35 ра.2 является параметром, который не зависит от значений входного сигнала, то можно считать, что всегда

A время от начала переходного, процесса (при включении) до момента первого пересечения возрастающего напряжения на выходе фильтра с линией установившегося значения неизменно и поддается вычислению по параметрам фильтра.

При скачкообразном снижении напряжения нз входе устройства (отключении) характер переходного процесса на выходе фильтра 2 низкой-частоты близок к описанному при включении.

Отличие состоит в том, что имеет место быстрое снижение напряжения до нуля с последующим быстро затухающим колебанием около нулевой линии.

В этом случае также имеет место в момент начала переходного процесса возбуждение блока 8 управления, без задержки отключается ключ 7 и через время t ключ возвращается в исходное положение.

От начала процесса до t снижающееся напряжение с выхода фильтра 2 (без компенсации) проходит на выход первого сумматора 3. Так как первая производная от снижающегося напряжения отрицательная, то во втором сумматоре 6 происходит вычитание входных сигналов, обуславливающее крутой фронт (высокую скорость) снижения выходного напряжения. Начиная с момента „ включается ключ, и продолжающиеся колебания напряжения с выхода фильтра 2 компенсируются в сум-., маторе 3.

1160511

ВЯИИПИ Заказ 3838/51 Тираж 646 . Подаисяое

Филиав Шй Чйиеит", г. Ужгород, уи.Нроектиая,4