Стабилизатор переменного напряжения

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

А1 (19) (11) (ю40 05 F 1/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4172510/24-07 (22) 30.12.86 (46) 30,09.88, Бюл. Р 36 (71) Андроповский авиационный технологический институт (72) В.В.Юдин, Б.Б. Малков и А.И.Фавстов (53) 621.316.722.1 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 628475, кл. G 05 F 1/20, 1978.

Авторское свидетельство СССР

У 976432, кл. Г 05 F 1/20, 1981, (54) СТАБИЛИЗАТОР ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к вторичным источникам питания радиоаппаратуры. Целью изобретения является увеличение быстродействия и повышение точности стабилизации. Выходное напряжение стабилизатора, прошедшее компаратор 11, разрешает счет импульсов мультивибратора 14 счетчиком 13 импульсов. Число накопленных импульсов сравнивается узлами 15 и 16 сравнения со значениями, соответствующими нижнему и верхнему пределам стабилизации. Полученные сигналы записываются в регистр 19 с одновременным обнулением счетчика 13. С выхода регистра 19 импульсы поступают через конъюнкторы 6 и 7 на входы реверсивного счетчика 2. Регулирующий орган

1, управляемый сигналом с реверсивного счетчика ?, изменяет свой ко.эффициент передачи и устанавливает выходное напряжение на заданный уровень. Амплитуда выходного напряжения измеряется и корре.:тируется каждые полпериода выходного напряжения.

2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1427350

25 "

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в системах электропитания радиоэлектронной и вычислительной аппаратуры, Цель изобретения — увеличение быстродействия и повышение точности стабилизации.

На фиг.1 дана схема стабилизатора переменного напряжения; на фиг.2 диаграммы, поясняющие работу стабилизатора переменного напряжения.

Стабилизатор переменного напряжения (фиг.1) содержит регулирующий орган дискретного действия 1, реверсивный счетчик 2, первый и второй дешифраторы 3 и 4, усилители управления 5, первый и второй коньюнкторы

6 и 7, датчик тока 8, формирователь импульсов синхронизации 9, выпрями- 20 тель 10, компаратор 11, источник . опорного напряжения 12, счетчик импульсов 13, задающий генератор на мультивибраторе 14, первая и вторая схемы сравнения 15 и 16, первый и второй задатчики кодов 17 и 18, регистр 19.

Регулирующий орган 1 включен между входными и выходными выводами стабилизатора переменного напряжения. 30

Реверсивный счетчик 2 выходами подключен к входам первого и второго дешифраторов 3 и 4 и усилители управления 5. Усилители управления 5 выходами соединены с управляющими 35 входами регулирующего органа дискретного действия 1. Выход первого дешифратора 3 соединен с первым входом первого коньюнктора 6, выход второго дешифратора 4 соединен с входом 40 второго коньюнктора 7. Датчик тока 8 включен между одним из входных выводов и регулирующим органом дискретного действия 1, а выходом через формирователь импульсов синхронизации 9 45 с коньюнкторами 6 и 7. Выпрямитель 10 входом соединен с выходными выводами стабилизатора напряжения. Компаратор

11 инвертирующим входом подключен к выходу выпрямителя 10, а неинвертиру- 50 ющим входом — к источнику опорного напряжения 12. Счетчик импульсов 13 счетным входом соединен с мультивибратором 14, выходы счетчика 13 соединены с одной частью входов схем срав- 55 нения 15 и 16. Другая часть входов схем сравнения 15 и 16 подключена соответственно к задатчикам кодов 17 и 18. Выходы регистра 1» соединены с коньюнкторами 6 и 7, а входы с выходами схем сравнения 15 и 16. Синхронизирующий вход регистра 19 и вход установки в "0" счетчика импульсов 13 подключены к выходу компаратора 11.

Стабилизатор переменного напряжения работает следующим образом.

Сетевое синусоидальное напряжение

U „ подается на входные выводы устройства и без искажений формы передается регулирующим органом 1 на его выход. После выпрямителя 10 (фиг.2а) оно сравнивается компаратором 11 с опорным напряжением U источника 12.

Сигнал компаратора 11 (фиг.2б) разрешает счет импульсов мультивибратора 14:(фиг.2в) счетчиком импульсов 13 (фиг.2г), Число накопленных счетчиков

13 импульсов N сравнивается узлами сравнения 15 и 16 с установленными задатчиками кодов 17 и 18 значениями

И, и М, которые соответствуют нижнему и верхнему пределам стабилизации выходного напряжения. Узлом сравнения 15 формируется функция N,> N (фиг.2д), а узлом 16 функция ИтЫ

1 (фиг.2е) . Эти сигналы по фронту импульса компаратора 11 записываются в регистр 19 (фнг.2ж,э) с одновременным обнулением значения счетчика !3. В зависимости от состояния регистра 19 импульсы с формирователя 9, соответствующие моментам перехода входного тока через "0" поступают через коньюнкторы 6 и 7 на входы реверсивного счетчика 2 (фиг.2и,к). Регулирующий орган ll управляемый от реверсивного счетчика 2, изменяет свой коэффициент передачи и устанавливает выходное напряжение. стабилизатора на задачный уровень.

Быстродействие предложенного стабилизатора превышает быстродействие устройства, описанного в прототипе, поскольку при одинаковой высокой точности последний является инерционным из-за невысокого быстродействия измерительного органа. В предложенном устройстве величина амплитуды выходного напряжения измеряется и корректируется каждые полпериода выходного напряжения.

Измерительный орган при стабилизации действующего значения выходного напряжения выполняет возведение в квадрат измеряемого напряжения и последующее его интегрирование. Реализация этих функций в стабилиза1427350 торах но многом определяет их точность, быстродействие и сложность.

В предлагаемом стабилизаторе измерение действующего значения напря5 жения заменяется измерением угла ср при котором мгновенное значение напряжения превышает заданный пороговый уровень U„ (ôèr.2à). В этом случае при номинальном значении выходного 10 напряжения Uö,„ выполняется следующее равенство:

U„.„= 2К, (1) 15 где К вЂ” некоторый постоянный коэффициент преобразования, В/рад.

Измерение угла (производится его пересчетом в исло импульсов N цифровой схемой

Ц Рм

Fñ (2) где Ц вЂ” угол в радианах, Гм — частота мультивибратора 25

F — частота питающей сети.

Из фиг.2а для угла (Un (g = arccos(- — -)

Пном (3}

30 и с учетом (1) U = 2К arccos (— — ) . (4)

Un ном U ном

Для повышения точности выражения (4) в диапазоне стабилизируемых значений выходного напряжения, находят значение U при котором выполняется равенство производных его частей

40 (5) 2К U

1 гийом

Для величины К иэ (4}

К оном

Пп

2 arccos(— — ) Пном (6) 50

Подставляя (6) в (S), получают (— — ) 4

Пном (7) и

Un

1 — (- — -) arccos (— --)

Пном Пном 55

Ur

Решая (7) относительно †--, находят

Оном

Пч t 65 Пном К = 0 9 581 1 Пном В/рад.

Измеряемое действующее значение нап-. ряжения U 1 ном

3 для числа импульсов N с учетом этого

Г 2.И и Й

F,. . 2К

0,3874

Р,м U

Fc П ном

Задаваясь конкретными значениями F

F, Д„, определяют требуемые пороговые уровни N<, N и их кодовые эквиваленты задатчиков кодов.

Формула изобретения

2. Стабилизатор по п. 1, о т— л и ч а ю щ и Й с я тем, что в него введен датчик тока, включенный в од1. Стабилизатор переменного напряжения, содержащий регулирующий орган дискретного действия, включенный между входными и выходными выводами, реверсивный счетчик, выходами соеди. ненный с первым и вторым дешифраторами и через усилители управления — с управляющими входами регулирующего органа дискретного действия, а входами — с выходами первого и второго конъюнкторов, первые входы которых соединены с выходами первого и второго дешифраторов соответственно, выпрямитель, вход которого соединен с выходными выводами, два узла сравнения с разными пороговыми уровнями и задающий генератор, о т л и ч а ющ и Й с я тем, что, с целью увеличения быстродействия и повышения точности стабилизации, в него введены регистр, счетчик импульсов и компаратор с источником опорного напряжения, а узлы сравнения выполнены с эадатчиками кодов, причем выход выпрямителя соединен с инвертирующим входом компаратора, выход которого подключен к синхронизирующему входу регистра и входу установки в "0" счетчика импульсов, вход которого подключен к выходу задающего генератора, а выход — к входам узлов сравнения, выходы которых через регистр соединены соответственно с первым и вторым конъюнкторами.

5 ну из силовых шин, и формирователь импульсов синхронизации, входом соединенный с выходом датчика тока, а выходом — с соответствующими входа5 ми первого и второго конъюнкторов.

1427350

Составитель С.Чернышева

Техред Л.Сердюкова Корректор О.Кравцова

Редактор N.Òîâòèí

Заказ 4851/44

Тираж 866 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

ЬЙ

/КноМ си.

3. Стабилизатор по пп.1 и 2, о тл и ч а ю шийся тем, что уровень опорного напряжения равен 0,6521 от амплитуды номинального выходного нап+ ряжения.