Стабилизатор переменного напряжения

 

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в устройствах электропитания аппаратуры. Целью изобретения является повышение точности стабилизации действующего знамения несинусоидального выходного напряжения. Цель достигается за счет введения в стабилизатор делителя 10 частоты, перестраиваемого делителя 11 частоты и дополнительного счетчика 1:2, Точность стабилизации действующего значения выходного напряжения определяется точностью операции возведения в квадрат выходного напряжения . Эта операция разбита на два линейных процесса: линейного нарастания во времени значения кода на выходе счетчика 12 и линейной зависимости частоты импульсов на выходе перестраиваемого делителя 11 частоты от значения этого кода. 1 з.п. ф-лы, k ил. 3 (Л с

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

_#_N

- РЕСПУЬЛин

„9,Я0„„1 7.1 (gg)g С 05 F 1/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬ У

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОВ ЕТЕНИЯМ И О НРЫТИЯМ

ПРИ fHHT СССР (21) 4712082/07 (22) 27.06.89 (46) 29.02.92. Бюл. И 8 ф (71) Рыбинский завод приборостроения (72) В.В.Юдин, Л.Н.Наумов и Б.Б.Иалков: (53) 621 ° 316.722.1(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1233121, кл. G 05 F 1/20, 1984.

Авторское свидетельство СССР

Н 15839289 кл. С 05. F 1/20, 1988. (54) СТАБИЛИЗАТОР ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯ"

ЖЕНИЯ (57) Изобретение. относится к электротехнике и может найти применение в устройствах электропитания аппаратуры.

Целью изобретения является повышение точности стабилизации действующего

2 значения несинусоидального выходного напряжения. Цель достигается за счет введения в стабилизатор делителя 10 частоты, перестраиваемого делителя 11 частоты и дополнительного счетчика

12. Точность стабилизации действую" щего значения выходного напряжения определяется точностью операции возведения в квадрат выходного напряжения. Эта операция разбита на два линейных процесса: линейного нарастания во времени значения кода на выходе счетчика 12 и линейной зависимости частоты импульсов на выходе перестраиваемого делителя 11 частоты от значения этого кода. l з.п.. ф-лы, 4 ил.

1716496

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в устройствах электропитания аппаратуры.

Целью изобретения является повыше5 ие точности стабилизации действующего значения несинусоидального выходного напряжения.

На Фиг. 1 приведена блок-схема стабилизатора переменного напряжения; 10 на фиг. 2 - схема регулирующего органа дискретного действия; йа фиг.3схема измерения; на фиг. 4 - временные диаграммы, поясняющие принцип работы стабилизатора.

f5

Стабилизатор переменного напряжения (фиг. 1) содержит регулирующий орган 1 дискретного действия, включенный между входными и выходными выводами, генератор 2 тактовых импуль -20 сов, логический узел 3, выходы которого через реверсивный счетчик 4 подключены к управляющим: входам регу. лирующего органа I дискретного действия, первый и второй информационные 25 эходы логического узла 3 соединены соответственно с первым и .вторым выходами цифрового компаратора 5, а синхронизирующий вход через формирователь 6 импульсов " к входным вы" водам, выход формирователя 6 импульсов подключен также к синхронизирующему входу цифрового компаратора g u установочному нулевому входу двоичного счетчика 7 импульсов, выходы ко 35 торого подключены к информационным входам цифрового компаратора, а вход - к выходу ключа 8, соединенного управляющим входом через узел 9 сравнения с выходными выводами, дели- 4 тель 10 частоты, перестраиваемый делитель частоты 11 и дополнительный двоичный счетчик 12, нулевой установочный вход которого подключен к выходу Формирователя 6 синхроимпульсов, 45 счетный вход - к выходу делителя 10 частоты, а выходы — к цифровым входам узла 9 сравнения и управляющим входам перестраиваемого делителя ll частоты, счетный вход которого соединен с выходом генератора 2 такто50 вых импульсов, который подключен также к -входу делителя f0 частоты.

Регулирующий орган дискретного действия (фиг. 2) выполнен на трансформаторе с секционированной вторичной обмоткой, для чисел витков которой

Я,,И ...CD ñïðàBåäëèâbi соотношения (д„„=г(1 „(К=1,2,..., n-1) Секции вторичной обмотки объединены в общую схему посредством групп последовательных и групп параллельных ключей. Управляющие входы последовательной группы ключей непосредственно подсоединены к управляющим вхо-. дам регулирующего органа 1 дискретного действия. Управляющие входы параллельной группы подсоединены к ним посредством логических инверторов.

Логический узел 3 реализует систему функций, p=z3, m=Z f где Š— сигнал на выходе формирователя 6 синхроимпульсов;

3 и — сигналы соответственно на первом и втором выходах цифрового компаратора 5.

Реализуемая цифровым компаратором . функция описывается системой уравнений 1Е при L>R (О при L< R

jZ при . R> Н

10 при R6H где L и Н - коды соответственно нижнего и верхнего уровней диапазона стабилизации; .R — код на информационных входах цифрового компара тора 5.

Период обнуления дополнительного двоичного счетчика 12 в и раз меньше полупериода входного напряжения, где и — целое число

Частота сигнала на выходе перестраиваемого делителя 11 частоты прямо пропорциональна значению кода на его управляющих входах.

Стабилизатор работает следующим образом.

Входное напряжение U поступает на регулирующий орган 1 дискретного действия,-коэффициент передачи К которого определяется скалярным произведением вектора управления Х= Х,Х

Хв и вектора коваеициеита передачи

В результате формируется выходное напряжение

U=K» U

17164

Генератором 2 тактовых импульсов формируется последовательность импульсов (, период которой составляет

Т . Делителем 10 частоты из этой последовательности формируют последова" тельность импульсов q, период которых, определяемый кратностью,$ деления частоты, устанавливает такт ка; чания частоты ь нч =$ ° Тт. и

В начале каждого полупериода входного напряжения формирователем 6 синхроимпульсов формируются импульсы

Z, осуществляющие установку в начальное нулевое состояние двоичного счет- 15 чика 7 импульсов и дополнительного счетчика 12, а также синхронизацию работы цифрового компаратора 5 и ло= гического узла 3.

Счетчик 12 осуществляет подсчет числа импульсов q, прошедших с начала полупериода. При этом формируется код Q, управляющий частотой следования импульсов, поступающих на вход перестраиваемого делителя 11 частоты. 25

В результате формируется последовательность g, частота Е которой на . каждом такте оказывается пропорциональной номеру такта j:

30 где m — разрядность счетчика 12;

Последовательность g является. периодической. За время периода качения Т„ц =2 ° I-н происходит изменение

mi частоты от нулевого значения до частоты 1/Тг. В соответствии с этим зависимость частоты от времейи может быть представлена в виде

1 1 кч г 2 $ тг

Узел 9 сравнения осуществляет сравнение кода, пропорционального, 45 уровню выходного, сигнала V, с кодом

О счетчика 12. В результате формйруется последовательность управляющих сигналов

50 при ц ъЧ .р. Ч,йЧ где через q .обозначена. дискретно изменяющаяся величина

55 о 3 1rIl-I V q =(2 q<+2 q2+ ° ° е2 q ) i °

Величина U предс тавляет собой макси6 мальное значение выходного напряжения.

На фиг. 4 для упрощения вместо дискретной величины изображена непрерывная функция

Л

Ь у е

2 ST

Длительность импульсов последова" тельности С определяется уровнем выходного сигнала

N л 2. S-тг

I. = — — -т- Ч

Ключом 8 из последовательности g формируется модулированная по длительности управляющими сигналами С последовательность импульсов r. При этом количество импульсов, происходящееся на один такт качания частоты, составляет

Л

2 ° S

n=S fdt= -% — -- = — — V

° $ T V2

Общее количество импульсов в последовательности r за полупериод выходного напряжения, составляет

2 P 2

N=- — — - - V

2 ° ф

I оно пропорционально сумме квадратов мгновенных значений выходного напряжения. Подсчитанное счетчиком 7 число импульсов преобразуется в код R, пропорциональный действующему значению выходного напряжения.

Код Р сравнивается с кодами L и Н нижнего и верхнего предельных значений выходного напряжения. При этом формируются сигналы управления о и, поступающие на информационные входы логического узла 3; Из этих сигналов образуют сигналы m u P управления реверсивным счетчиком 4, определяю" щим величину коэффициента передачи регулирующего органа 1 дискретного действия.

Реализуемые логическим узлом 3 функции обеспечивают неизменность состояния счетчике 4 в случае выполнения условия L< R «< H, положительного счета при выполнении условия R(L u реверсивного счета при выполнении ус-ловия К> Н. Это обеспечивает поддер", жание уровня выходного напряжения в заданных кодами L и Н пределах.

Так как формирование кода P проис.ходит в каждом полупериоде, предлага«716496 емая схема стабилизатора обладает большим быстродействием. Она "отслеживает" изменения действующей величины выходного напряжения происхоУ

5 дящие в течение любого полупериода.

По сравнению с известным стабилизатором переменного напряжения предлагаемое техническое решение обеспечивает большую точность стабилизации действующих значений напряжений.

При одинаковом количестве уровней коэффициентов передачи регулирующего органа 1 дискретного действия стабильность- действующего значения выходного 5 напряжения определяется точностью определения его фактической величины.

В предлагаемом устройстве квадра.тичное суммирование обеспечивается за счет одновременного выполнения 0 двух встречных процессов- формирования линейной временной зависимости и линейного преобразования временной шкалы. При этом используется циф- . ровая реализация каждого из процес- 25

cos, линейная завИсимость формируется путем суммирования равномерно следующих тактов качания частоты, а линейное преобразование временной шкалыпутем изменения частоты следования тактовых импульсов.

Замена аналогового формирования параболического сигнала двумя одновременно выполненными цифровыми линейными преобразованиями обеспечивает повышение стабильности действующего

35 значения несинусоидального выходного напряжения. формула изобретения I. Стабилизатор переменного напряжения, содержащий регулирующий орган дискретного действия, включенный между входными и выходными выводами, реверсивный двоичный счетчик, вычитающий и суммирующий входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходами логического узла, а выходы реверсивного двоичного

50 счетчика подключены к управляющим входам регулирующего органа дискретного действия, узел сравнения, аналоговым входом подключенный к выходным выводам, а выходом - к управляющему входу ключа, цифровой компаратор, ин- 5 формационные входы которого подключе- . ны к выходам двоичного счетчика импульсов, входом соединенного с выходом ключа, первый и второй управляющие входы - к выводам для подключения источников задания соответственно верхнего и нижнего уровней диапазона стабилизации, а первый и второй выходы цифрового компаратора соединены соответственно с первым и вторым информационным входами логического узла, формирователь .синхроимпульсов, вход которого подключен к входным выводам, а выход - к синхронизирующему входу логического узла, к установочному нулевому входу двоичного счетчика импульсов и к синхронизирующему входу цифрового компаратора, и генератор тактовых импульсов, при этом цифровой компаратор соответственно на первом и втором выходах реализует функции

Z при L>R

0 при Ь р

«=(2 при R>H

0 при Rc 8 а логический узел соответственно на первом и втором выходах функции

P=Z 5, в= 2 f где R — - код на информационных входах цифрового компаратора;

Z — выходной сигнал формирователя синхроимпульсов

Н и L — коды соответственно верхнего и нижнего уровней диапазона стабилизации, поступающие от соответствующих источников задания, отличающийся тем, что, с целью повышения точности стабилизации действующего значения несинусоидального выходного напряжения, в него введены делитель частоты, перестраиваемый делитель частоты и дополнительный двоичный счетчик, период обнуления которого в и раз меньше полупериода входного напряжения, где п —целое число, причем нулевой устано- . вочный вход дополнительного двоичного счетчика подключен к выходу формирователя синхроимпульсов, счетный входк выходу делителя частоты, а выходы - к цифровым входам узла сравнения и к управляющим входам перестраиваемого делителя частоты, счетный вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, подключенного также к входу делителя частоты, а

9, 1716496

10 выход перестраиваемого делителя ча- . выпрямительный мост соединен с втостоты соединен с входом ключа, при. . Ричной обмоткой трансформатора, перэтом частота -сигнала йа выходе пере- вичная обмотка которого использована страиваемого делителя частоты прямо в качестве аналогового входа узла пропорциональна значению кода на его сравнения, и узле сравнения кодов, управляющих входах. первые входы которого подключены к выходам аналого-цифрового преобразовате2. Стабилизатор по и. 1, о т л и- ля, вторые входы использованы в кач а ю шийся тем, что узел срав-...10 честве цифровых входов узла сравненения выполнен на аналого-цифровом.. ния, а выход - в качестве выхода уw преобразователе, вход которого через сравнения °

1716496

Составитель А.Волкова

ТехРед А.Кравчку Корректор А.Обручар

Редактор Н.Горват

Заказ 612 Тираж Подписное .

ВНИИНИ Государственного кмытета по изобретениям и открытиям ири ГКНТ СССР

113035, 11 < ква, iK-35, Раушская наб., д. 4/5

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