Стабилизатор переменного напряжения

 

Изобретение относитсяк вторичным источникам питания радиоаппаратуры . Целью изобретения является повышение качества стабилизации при колебаниях частоты стабилиэируемого напряжения. Цель достигается введением в схему умножающего цифроаналогового преобразователя (ЦАП) 13, программируемого постоянного запоминающего устройства (ПИЗУ) 14, счетчика 15 и формирователя 17 импульсов. Изменение частоты выходного напряжения отслеживается формирователем 17 и счетчиком 5. В соответствии с определенной программой кодируе ся в ППЗУ 14 и перемножается в ЦАП 13 с сигналом обратной связи интегратора 10. Сигнал с выхода ЦАП преобразуется и подается на управление регулирующим органом 1. 2 ил. с (Л ч Од

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 С 05 F 1/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ / 3.

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ @@,. :„ -; l (54) СТАБИЛИЗАТОР ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к вторичным источникам питания радиоаппара(21) 3914018/24-07 (22) 24.06 ° 85 (46) 28.02.87. Бюл. Ф 8 (71) Институт электродинамики

АН УССР и Институт проблем моделирования в энергетике AH УССР (72) 10.В. Сидоренко, В.А. Халиков, К.И. Гищак и A.Ë. Шихутский (53) 621.316.722.1(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 935892, кл. G 05 F 1/12, 1981.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1107111, кл. G 05 F 1/12, 1983.

„„SU„„1293716 A 1 туры. Целью изобретения является повышение качества стабилизации при колебаниях частоты стабилизируемого напряжения. Цель достигается введением в схему умножающего цифроаналогового преобразователя (ЦАП) 13, программируемого постоянного запоминающего устройства (ППЗУ) 14, счетчика 15 и формирователя 17 импульсов

Изменение частоты выходного напряжения отслеживается формирователем

17 и счетчиком 5. В соответствии с определенной программой кодируеТся в ППЗУ 14 и перемножается в ЦАП 13 с сигналом обратной связи интегратора 10. Сигнал с выхода ЦАП преобразуется и подается на управление регулирующим органом 1. 2 ил.

1293716

Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может быть использовано для построения точных быстродействующих стабилизаторов переменного напряжения, работающих при больших изменениях частоты стабилизируемого напряжения °

Цель изобретения — повышение качества стабилизации при колебаниях частоты стабилизируемого напряжения.

На фиг. 1 представлена функциональная схема стабилизатора", на фиг, 2 — эпюры напряжений в некоторых характерных точках схемы. !.

15

Устройство содержит регулирующий орган 1, соединенный управляющим входом с выходом буферного усилителя 2 ячейки 3 памяти, состоящей, 20 кроме того, из включенных последовательно с входом усилителя 2 аналогового управляемого ключа 4, а параллельно входу — запоминающего конденсатора 5, измерительный тран- 25 сформатор 6, подключенный первичной обмоткой к выходу устройства, а вторичной — к входу выпрямителя 7, источник 8 опорного напряжения, выхо— дом подсоединенный к одному из вхо- 30 дов узла 9 сравнения, интегратор 10 с ключом 11 сброса, синхронизаторформирователь 12, подключенный входом к входу устройства, первым выходом — к управляющему входу ключа

4 ячейки 3 памяти, а вторым — к управляющему входу ключа 11 сброса интегратора 10, умножающий ЦАП 13, ППЗУ 14, счетчик 15, генератор 16 и формирователь 17 импульсов стабиль- 10 ной длительности, определяемой минимально допустимой длительностью полупериода, причем выход ЦАП 13 соединен с вторым входом узла 9 сравнения, выход которого подключен к входу аналогового ключа 4, выход выпрямителя 7 подсоединен к входу интегратора 10, выход которого соединен с входом опорного напряжения

ЦАП 13, каждый из цифровых входов которого начиная с входа младшего разряда соединен с одним соответствующим выходом ППЗУ 14х а на оставшиеся свободными цифровые входы старших раэряров подан уровень " 1", выход генератора 16 подключен к счетному входу счетчика 15, выходы соответствующих разрядов которого соединены с адресными входами ПНЗУ 14, выход формирователя 17 импульсов подключен к входу обнуления счетчика l5, а вход — к второму выходу синхронизатора — формирователя 12.

Устройство работает следующим образом. !

Входное напряжение U „ поступает на вход регулирующего органа 1 и преобразуется в нем в выходное напряжение U (фиг. 2a), снимаемое с алых выходных зажимов устройства. Измерительный трансформатор 6 приводит выходное напряжение стабилизатора к величине, допустимой для последующей обработки. На фиг. 2 6 показана форма выходного напряжения 18 выпрямителя 7, поступающего на вход интегратора 10 ° Синхронизатор-формирователь 12 вырабатывает импульсы 19, периодически обнупяющие интегратор

10 в начале полупериода посредством ключа 11, и импульсы 20, которые непосредственно предшествуют во времени импульсам 19 и используются для считывания сигнала ошибки с узла 9 сравнения путем подключения к нему запоминающего конденсатора 5 через ключ 4. Формирователь 17 запускается по переднему фронту импульсов 19 и вырабатывает импульсы

3 1 стабильной .длительности, используемые для запрета работы счетчика 15 на время, определяющее, минимально допустимую длительность полупериода (т.е. верхнюю границу рабочего диапазона частот). С момента времени ! !!

t„(t,, t,,...), т.е. с момента окончания импульса 21, снимается запрет на работу счетчика 15 и каждый поступающий с этого момента импульс генератора 16 изменяет состояние счетчика. На фиг. 2 е показана форма напряжения 22 на одном из промежуточных разрядов счетчика 15. Так как до момента времени t, счетчик 15 находился в нулевом состоянии, то в мо- мент времени t значение двоичного кода на выходах соответствующих его

Е разрядов прямо пропорционально отклонению длительности полупериода от принятого его минимального значения Т „ . На фиг. 2, показана форма выходного напряжения 23 интегратора

10, величина которого в момент времени t при синусоидальной форме входного напряжения равна:

1293716

П Т

U вых. имт. где 1 — постоянная времени интегра- 5 тора 10.

Выходное напряжение умножающего

ЦАП 13, являющееся выходным напряжением измерительного органа, зависит от напряжения U,, поступающего на вход опорного напряжения, и значения цифрового сигнала S; на соответствующем 1 м цифровом входе:

U

h""! О

+S;2 +...+ S„2 ) 20

U Тмин ь — (2 — 1) .

U Т

- — — =U Т, о вых и т

U

+ 1Т\

1 » откуда где

aT(2 — 1) то

35 вых. U,яо

+S -2 +...+2 S ) КТ (2-1)

Е S

Тмин + К Т ен

Для программирования ППЗУ 14 необходимо.для каждого К определить

50 код поправки QS, вычесть его из максимально возможного значения кода на входах ЦАП, равного 2 — 1, и

1. перевести результат в двоичный код.

В результате получают выходной код

55 слова ППЗУ, используемый при программировании. При незначительных колебаниях частоты (+1-1,57) выводы соответствующих разрядов счетчика 15 возможно подключить через инверторы

U Тмин

Ill tl (2 -1)

U

Оых. 4<и

1 где n — число разрядов преобразования, причем разряд кода, обозначенный индексом i, является старшим, а индексом n — младшим.

Так как

U Т ьъ ь — 1 t 2 — (S 2 +S 2 +.

ll 1 2

ППЗУ 14 запрограммировано таким образом, что при нулевых логических уровнях на выходах счетчика 15 (до момента времени t„ ) на всех выходах

ППЗУ присутствует уровень " 1, обеспечивающий максимальный коэффициент передачи по входу опорного напряжения, т.е. выходное напряжение

ЦАП в момент времени

В интервале времени t -t каждое

2 из К изменений состояния счетчика

15 вызывает изменение кода выходноrom-разрядного слова ППЗУ 14 в сто. рону уменьшения, причем величина этого изменения при записи в общем виде имеет вид:

+S= S, 2 +5 2

+S; 2 " ....+Б 2, где S — инверсное значение цифрового сигнала на выходе ППЗУ.

Значение кода выходного слова

ППЗУ, дающего соответствующую поправку в коэффициент передачи ЦАП и устраняющего несоответствие между средним значением входного напряжения интегратора и его выходным напряжением в конце полупериода, определяется из условия равенства выходного напряжения ЦАП как в случае Т Т, так и при T = T„„„+4T, т.е. при колебаниях длительности периода:

U (Тмин 4aT) (2 -1-ES)

С учетом того, что aT — К.Т где Т, „ — период напряжения генератора 16, а К вЂ” количество импульсов, поступивших на счетчик 15 за интервал времени t„ — t2, последнее выраже1 ние принимает вид:

5 129371 к соответствующим цифровым входам

ЦАП (т.е. применить прямолинейную аппроксимацию кривой). На фиг. 2 . показано напряжение 24 на выходе ЦАП 13 и опорное напряжение

25 на выходе источника 8. Напряжение рассогласования 26 (фиг. 2 и ), выде= ляемое на конденсаторе 5, используется в дальнейшем для управления регулирующим органом 1. 10

Предложенная система частотной коррекции напряжения измерительного органа достаточно стабильна как во времени, так и при колебаниях температуры за счет введения цифровых 15 элементов при условии, что частота генератора 16 и длительность импульса формирователя 17 стабилизированы кварцевым резонатором.

Это условие легко реализовать, 20 используя один кварцевый генератор, а в качестве генератора 16 и формирователя 17 — обычные счетчики с входом установки в "0".

Формула изобретения

Стабилизатор переменного напряжения, содержащий включенный между входными и выходными выводами pery- 30 лирующий орган, соединенный управляющим входом с выходом ячейки памяти, измерительный трансформатор, подключенный первичной обмоткой к

Выхо,,ным выводам«а Вторичной к 35 входу выпрямителя, источник опорного напряжения выходом подсоединенный ,к одному из входов узла сравнения, интегратор с ключом сброса, синхронизатор-формирователь подключенный входом к:входным выводам, первым выходом к управляющему входу ячейки памяти, а вторым — к управляющему входу ключа сброса интегратора, о т л и ч а ю щ,и и с я тем, что, 45 с целью повышения каче тва стабилизации при колебаниях частоты стабилизируемого напряжения, в него введены умножающий цифроаналоговый преобразователь« программируемое 50 постоянное запоминающее устройство, счетчик, генератор импульсов и формирователь импульсов стабильной длиКТ,, (2-1) +К Т

И ИН ГЕН инверсное значение цифрового сигнала .на выходе программируемого постоянного запоминающего устройства, количество импульсов, поступающих на счетчик, минимальное значение длительности периода входного напряжения; период напряжения генератора импульсов, число разрядов преобразования. где Ь

Т

МИН

Т

reu

6 о тельности, определяемой минимально допустимой длительностью полупериода, причем выход цифроаналогового преI образователя соединен с вторым входом узла сравнения, выход которого подключен к входу ячейки памяти, выход выпрямителя подключен к входу интегратора, выход которого соединен с входом опорного напряжения умножающего цифроаналогового преобразователя, каждый из цифровых входов которого, начиная с входа младшего разряда, соединен с одним соответствующим выходом программируемого постоянного запоминающего устройства, а оставшиеся цифровые входы старших разрядов подключены к источнику сигнала — логическая схема " 1", выход генератора импульсов подключен к счетному входу счетчика, выходы соответствующих разрядов которого соединены с адресными входами программируемого постоянного запоминающего устройства, выход формирователя импульсов стаб.альной длительности, определяемой минимально допустимой длительностью полупериода подключен к входу запрета работы счетчика, а вход — к второму выходу синхронизатора-формирователя, при этом постоянное запоминающее устройство запрограммировано в соответствии с следующим математическим выражением:

12937)6

Фиг. 2

Составитель С.Чернышева

Техред И.Попович Корректор В.Бутяга

«

Редактор Л.Пчелинская

Заказ 386/ 53

Тираж 864 Подп

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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