Стабилизатор переменного напряжения

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах вторичного электропитания различной аппаратуры. Целью изобретения является расширение допустимого диапазона изменения входного напряжения. Цель достигается путем обеспечения возможности изменения скважности управляющих сигналов от нуля до единицы. Сигналы на выходе компаратора 8, осуществляющего функцию широтно-импульсного модулятора, с помощью логического узла 14 и триггера 13 преобразуются в соответствующие вспомогательные сигналы, которые подаются на входы усилителей блока 16 дешифрации. Блок 16 дешифрации преобразует вспомогательные сигналы, восстанавливает на своих выводах сигналы, получаемые на выходе компаратора 8 и инвертора 15, и осуществляет гальваническую развязку регулирующего органа (РО) 1 и блока 6 управления. Длительность сигналов на управляющем входе РО 1 определяется только фазовым сдвигом вспомогательных сигналов , что делает возможным изменение величины скважности управляющих сигналов от 0 до 1. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) А1 (g))5 G 05 F 1/2О

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг. 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4461550/24-07 (22) 15.07.88 (46) 30.07.90. Бюл. 28 (71) Уфимский авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (72) О.Л.Рыжиков, А.В.Никитин, В.Ю.Карпов и В,И.Иарабыров (53) 621.3 16.722 ° 1(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР п" 924680, кл. G 05 F 1/20, 1980.

Авторское свидетельство СССР

N 792233, wn. (: 05 F 1/44, 1978, (54) СТАБИЛИЗАТОР ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах вторичного электропитания различной аппаратуры. Целью изобретения является расширение допустимого диапазона изменения вход2 ного напряжения, Цель достигается путем обеспечения возможности изменения скважности управляющих сигналов от нуля до единицы. Сигналы на выхо" де компаратора 8, осуществляющего функцию широтно-импульсного модулятора, с помощью логического узла 14 и триггера 13 преобразуются в сост" ветствующие вспомогательные сигналы, которые подаются на входы усилителей блока 16 дешифрации. Блок 16 дешифрации преобразует вспомогательные сигналы, восстанавливает на своих выходах сигналы, получаемые на выходе компаратора 8 и инвертора 15, и осуществляет гальваническую развязку регулирующего органа (PO) 1 и блока

6 управления. Длительность сигналов на управляющем входе PO 1 определяется только фазовым сдвигом вспомогательных сигналов, что делает возможным изменение величины скважности управляющих сигналов от 0 до 1. 3 ил.

1582180

Изобретение относится к электро технике и может быть использовано в устройствах вторичного электропиf ãàHèÿ различной аппаратуры.

Цель изобретения - расширение допустимого диапазона изменения входного напряжения за счет обеспечения возможности изменения скважности уп равляющих сигналов от нуля до едини- !О цы.

На фиг. 1 представлена структурая схема стабилизатора переменного напряжения; на фиг. 2 - схема дешиф° ° ° ° ации, на фиг. 3 — диафрагмы, поясня- !5 щие работу устройства.

If устройство содержит регулирующий

Ьрган 1, включающий автотрансформа ор 2 с отводами. Первый отвод высшей ступени регулирования автотрансформа- 20

1ора 2 подключен к входу первого полностью управляемого ключа 3 переменного тока, второй отвод повышающей ступени - к входу регулирующего органа 1, соединенному с входным вы- 25 водом, третий отвод низшей ступени к входу второго полностью управляемого ключа 4 переменного тока. Выход регулирующего органа 1, образованный выходами ключей 3 и 4, через интегри- у0

-рующий Фильтр 5, подключен к выходным выводам. Управляющие входы регулирующего органа 1, образованные управляющими входами ключей 3 и 4, подключены к выходам блока 6 управления. З5

В состав блока 6 управления входит узел 7 сравнения, входом подключенный к входу блока 6 управления, соединен ного с выходными выводами. Компаратор

8 первым входом подключен к выходу узла 7 сравнения, вторым входом к выходу генератора 9 пилообразного напряжения, который подключен та кже к одному из входов компаратора 10, другим входом соединенного с источни- 45 ком 11 опорного напряжения. Выход компаратора 10 подключен к входу генератора 12 коротких импульсов, выход которого соединен со счетным входом триггера 13 и входом генератора 9. Первый и второй входы логического узла 14 подключены к выходу компаратора 8 соответственно через инвертор 15 и непосредственно, а третий и четвертый входы — соответственно к инверсному и прямому выходам триггера 13. Первый и второй входы блока 16 дешиФрации подключены соответственно к первому и второму выхоqlc qK

В то we время в зависимости от величины входного напряжения с узла

7 сравнения поступает сигнал рассогласования на первый вход компаратора 8, на второй вход которого поступает сигнал с генератора 9 пилообразного напряжения. При этом появление положительного потенциала на выходе компаратора 2 свидетельствует о превышении сигналом управления пилообразного напряжения (фиг. Зг): О, при U„ <

03. (2) дам логического узла 14, третий и четвертый входы - соответственно к прямому и инверсному выходам триггера,1 3.

Блок 16 дешифрации (Фиг. 2) состоит из двух усилителей, каждый из которых выполнен по двухтактной схеме с трансформатором, первичная обмотка которого имеет среднюю точку, и с двумя выходными обмотками.

Начало первой обмотки первого усилителя 17 соединено с концом вто" рой обмотки второго усилителя 18 а

) свободные выводы этих обмоток соединены с входами первого выпрямителя

19, выход которого подключен к первому выходу блока 16 дешифрации. Начало второй обмотки первого усилителя

17 соединено с началом первой обмотки второго усилителя 18 и концы этих обмоток соединены с входами второго выпрямителя ?О,выход которого подключен к второму выходу блока! 6 дешифрации. Выходы блока 16 дешифрации соединены с выходами блока 6 управления.

Устройство работает следующим образом.

Выходное напряжение на выходе генератора 9 линейно нарастает до величины опорного напряжения на выходе источника 11 (Фиг. 3а). В момент их равенства положительным потенциалом на выходе компаратора 10 запускается генератор 12 коротких импульсов, вы-. ходной импульс которого открывает разрешающий ключ генератора 9, после чего процесс повторяется (фиг.3б), Одновременно этот импульс переключает триггер 13 (Фиг. 3в). На диаграммах Фиг. 3 показаны только прямые сигналы О,, P х, Тк.

5 1 8 где U - напряжение рассогласования, 1 поступающее с узла 7 сравнения;

U — выходное напряжение генера3 тора 9 пилообразного напряжения.

Сигналы О„, О, Р„, Р„подаются на входы логйческого узла 14 с выходов триггера 13, компаратора 8 и инвертора 15 соответственно.

Логический узел 14 производит ло1 гические операции следующего вида:

2180

"0

Восстановление сигналов Р„и Рк обеспечи ва ется соот ветст вующими соединением выходных обмоток усилителей и попарнопоследовательным подключением их к выпрямителям 19 и 20 блока

16 дешифрации, где и осуществляются логические операции сложения по модулю 2 в следующем виде (фиг.2): т„,О О„= r«q«VZ«Q«Р„;

От „, = Т„ О„,ЧТ „= Р„.

Следовательно, величина выходно15 го напряжения U устройства зависит от длительности сигнала Р„ (фиг. 2е) .

Использование стабилизатора переменного напряжения позволяет получить после выходного фильтра стабилизированное напряжение и добиться расши.рения допустимого диапазона изменения входного напряжения, благодаря возможности изменения величины скважности управляющих сигналов от 0 до 1 повышения устойчивости устройства к воздействию внешних и внутренних flo мех за счет использования логическо30 го узла, управляемого инвертором, что автоматически ограничивает модуляцию пилообразного напряжения; рабо.тоспособности устройства при входных напряжениях, выходящих за пределы допускаемых значений (участки 4 и 5

35 фиг. 3); повышения надежности работы устройства, так как величина напряжений, подаваемых на ключи, значи" тельно меньше, чем амплитуда выходнс -. го синусоидального напряжения.

Формула изобретения.кк макк к = kpk QKP.

=Q„P чОР (3)

ОРЧ Р (0к при 11 Оз (4)

1О„,, при U, > U,.

Выражение (4) показывает, что изменение управляющего сигнала приводит к сдвигу фазы выходного напряжения первого усилителя 17 блока .16 дешифрации, причем если максимальное значение управляющего сигнала превышает максимальное значение пилообразного напряжения, то сигналы Я„ и Т„ противофаэны согласно (2) (фиг.3, участок 4), если -минимальное значение управляющего сигнала меньше минимального значения пилообразного напряжения, то сигналы синфазны (фиг. 3, участок 5) . В промежуточных случаях сдвиг зависит от уровня сигйала управления.

Такии образом, сигналы Рк и Р„ с помощью логического узла 14 и триггера 13 преобразуются в соответствующие вспомогательные сигналы

Т„, Т„и Q Qк, которые подаются на соответствующие входы усилителей

17 и 18 блока 16 дешифрации. Казначение блока 16 дешифрации преобразование сигналов Т, Тк и О„, QK a переменное напряжение высокой частоты с постоянной длительностью, осуществление гальванической развязки и восстановление сигналов Рк и Рк.

Длительность сигналов P„, Р„ определяется только фазовым сдвигом вспомогательных сигналов, что делает возможным изменение величины скважности управляющих сигналов от 0 до 1.

0одста вляя (1) и (2) в выражение (3), получают сигнал, который формируется на выходе логического угла 14 (фиг. 3д):

l . Стабилизатор переменного напряжения, содержащий регулирующий орган, включающий индуктивный элемент и два полностью управляемых ключа переменного тока, входы которых соединены с отводами индуктивного элемента, причем вход регулирующего органа подключен к входным выводам, выход через интегрирующий фильтр - к выходным выводам, а управляющие вхо" ды, образованные управляющими входами первого и второго полностью управляемых ключей переменного тока, соответственно к первому и второму выходам блока управления, входом подключенного х выходным выводам и

1 582180 состоящего из узла сравнения, вход которого соединен с входом блока управления, а выход - с первым входом первого компаратора, и из генератора пилообразного напряжения, выходом подключенного к второму входу первого компаратора, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения .:допустимого диапазона изменения вход- 10 ного напряжения за счет обеспечения !

; возможности изменения скважности уп;.равляющих сигналов от нуля до едини,цы, в блок управления введены инвер. тор, источник опорного напряжения, .второй компаратор, генератор коротких .импульсов, триггер, логический узел и блок дешифрации, причем первый и второй входы логического узла подключены к выходу первого компаратора соответственно через,инвертор и не.посредственно, а третий и четвертый входы - соответственно к инверсному и прямому выходам триггера, счетный вход которого соединен с выходом генератора коротких импульсов, входом подключенного к выходу второго компаратора, входы которого соединены соответственно с выходом генератора пилообразного напряжения и:источни- З0 ком опорного напряжения, выход, генератора коротких импульсов подключен к входу генератора пилообразного напряжения, первый и второй входы блока дешифрации подключены соответственно к первому и второму выходам логического узла, третий и четвертый его входы - соответственно к прямому и инверсному выходам триггера, а первый и второй выходы соответствен40 но к первому и второму выходам блока управления, при этом логический узел реализует следующую функцию:

Тк = О Р„Ч О Р„, т = q,ЄV Q,Р„

45 где P„, Р, Q, Q к — сигналы соответственно на первом, втором, третьем и четвертом входах логического узла;

Т„ и Т„ - соответственно на первом и втором его выходах, а блок дешифрации снабжен двумя усилителями, каждый из которых выполнен по двухтактной схеме с. трансформатором, первичная обмотка которого имеет среднюю точку, и с двумя выходными обмотками, причем начало первой выходной обмотки первого усилителя соединено с концом второй выходной обмотки второго усилителя, а свобод" ные выводы этих обмоток подключены к входу введенного в блок дешифрации первого выпрямителя, выход которого соединен с первым выходом блока дешифрации, начало второй выходной -обмотки первого усилителя подключено к началу первой выходной обмотки второго усилителя, а концы этих обмоток соединены с входом введенного в блок дешифрации второго выпрямителя, выход которого подключен к второму выходу блока дешифрации, при этом входы первого и второго усилителей соединены соответственно с первым., вторым и третьим, четвертым входами блока дешифрации, кроме того, индуктивный элемент регулирующего органа выполнен в виде автотрансформатора, причем первый отвод высшей ступени регулирования которого подключен к входу первого полностью упрявляемого ключа переменного тока, второй отвод повьгшающей ступени - к входу регулирующего органа, третий отвод низшей ступени - к входу второго . полностью управляемого ключа перемЕнного тока, а четвертый отвод - к общей шине, выходы полностью управляемых ключей переменного тока соединены с выходом регулирующего органа.

Фие.1

Ur

У ие д

Фк е

Рм

Фие . Э

Составитель А.Волкова

Редактор Л.Пчолинская Техред Л.Олийнык Корректор И.Самборская

Заказ 2089 Тираж 655 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101