Стабилизатор действующего значенияпеременного напряжения

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 07. 05. 79 (21) 2762289/24-07 (51) М. Кл. с присоединением заявки Н9 (23) Приоритет

G 05 F 1/44

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.316.

° 722 ° 1(088.8) Опубликовано 1506д1. бюллетень Йо 22

Дата опубликования описания 15. 06. 81 (72) Авторы изобретения

M.Ø. Шиманович, А.А. Берзиньш и .д. а

В „у 4 в:, ! ! е л

1 не

Гссуннпственныи проектно-кснс рукторснкйвн,: р унцисследовательский институт по автомаевизации у1 ольн и к рф промышленности "Гипроуглеавтоматизацйя";;.b (71) Заявитель (54) СТАБИЛИЗАТОР ДЕЙСТВУ!0ЦЕГО ЗНАЧЕНИЯ

ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯ)КЕНИЯ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в цепях питания различной радиотехнической аппаратуры.

Известен стабилизатор действующего значения переменного напряжения, содержащий регулирующий элемент и блок управления, состоящий из измерительного элемента действующего значения напряжения, эталонного «сточника и узла сравнения t1 ).

Недостатками этого устройства являются низкое быстродействие rIpeобразователей, использующих эффекты теплового воздействия, обусловленное тепловой инерцией чувствительного элемента, снижение надежности, вызванное усложнением электрических схем квадраторов при необходимости стабилизировать с удовлетворительной точностью (2-5Ъ) напряжение, изменяющееся в широких пределах (20%) в температурном диапазоне 1-40 С.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является стабилизатор, ключевой регулятор, включенный между входными и выходными клеммами, к выходу которого подключен вход датчика среднего значения пульсации выпрямленного выходного напряжения, выходом соединенного с первым входом суммирующего усилителя, второй вход котсрого подключен к источнику эталонного напряжения, а выход соединен с управляющим входом ключевого регулятора Р!.

Недостатком данного стабилизатора является низкая точность стаби10 л«зации действующего значения выходного напряжения при синусоидальной форме входного напряжения.

Цель изобретения — увеличение точности стабилизации действующего значения выходного напряжения при синусоидальной форме входного напряжения.

Поставленная цель достигается .тем,что в стабилизатор действующего значения переменного напряжения введен формирователь прямоугольных импульсов, амплитуда и длительность которых соответственно равны амплитуде и длительности импульсов выходного напряжения, вход которого соединен с выходом ключевого регулятора, а выход — с третьим входом ,суммирующего усилителя.

Возможность получения удовлетвор«тельного приближения к действую838669

5 (0

u„„= „, О„е+Всо5Е получим коэфХ ф

2Ч 2 1 2 47Т щему значению Ug вытекает из слецующих преобразований

1 где U амплитуда входного напряжения, В; угол включения регулирующего элемента, рад.

Так как (&-0,5sin29)/71 с1, то при разложении в ряд берем два члена

Uö (%-В О1-О561n2B)

Ug д-, 7ьВ этом выражении первый член проПорционален среднему значению напряжения 0с„л прямоугольных имПульсов с амплитудой Upp, и длительНостью 7Г- 9, т.е. длительности импульса напряжения на нагрузке. Вто- . рой член (2) можно записать иначе

UN, 8+op Ìè 29 Ом О 57пВсо59 / 2 . В 1Г2

Оценим погрешность замены s i и 9 на В в пределах 0 < 9 с 7Г/2.

ЗО

Разность

О,„Q+sihQco59 Ц, 0 9со56 Я 27Г

Uw Ми Всо5Q-icos 9 равна 0 при 9 = 0 и с = K/2 и не превосходит О, 016 0 /-/2 при

О(9< 7-/2.

Таким образом, можно заменить второй член в (2) выражением

U Ы + 9CO59

М2 2.

Среднее значение выпрямленного напряжения

0 = - -(1 + cosB) .

U ср 7г

Среднее значение пульсаций выпрямленного выходного напряжения опре,целяется ср и 7 > Осрйю - < (3 ((+со59)В55

1 о

Разделив это выражение на величину фициент пропорциональности

Следовательно, действующее значе— ние выходного напряжения можно заменить суммой 0д

0 =- Р" + — — 0

08 = + 4-Р 0срп

Диапазон изменения углов регулирования, требуемый для стабилизации действующего значения выходного напряжения, определяется величиной колебаний выходного напряжения (как правило, от +10 до -15% от номинальной величины входного напряжения) а также величиной падения напряжения в обмотках выходного трансформатора.

На чертеже представлена блок-схема стабилизатора.

Стабилизатор содержит ключевой регулятор 1, суммирующий усилитель

2, датчик 3 среднего значения пульсаций выпрямленного выходного напряжения стабилизатора, источник 4 эталонного напряжения, формирователь

5 прямоугольных импульсов с амплитудой и длительностью, равными соответственно амплитуде и длительности импульсов выходного напряжения стабилизатора.

Входное напряжение синусоидальной формы, например сетевое напряжение, подается на клеммы 6 и 7 стабилизатора. Выходное напряжение стабилизатора снимается с клемм 8 и 9. Для стабилизации выходного напряжения ключевым регулятором 1, например ти-, ристором, устанавливается угол включения напряжения на.нагрузке в каждом полупериоде входного напряжения.

Управляющее воздействие на ключевой регулятор формируется суммирующим усилителем 2, в котором алгебраически суммируются следующие напряжения: а) выходное напряжение датчика 3 среднего значения пульсаций выпрямленного выходного напряжения U с коэффициентом пропорциональности

K< = В/4- 2, подключенное к первому входу суммирующего усилителя (при этом датчик может быть выполнен, например, в виде диодного моста, выпрямляющего выходное напряжение стабилизатора, и другого диодного моста, соединенного с выходом первого через конденсатор, блокирующий постоянную составляющую напряжения); б) напряжение источника 4 эталонного напряжения, подключенного ко второму входу суммирующего усилителя; в) среднее значение напряжения

U cp л (c коэффициентом пропорциональности К = 1//2) прямоугольных импульсов формирователя 5, выполненного, например, с помощью триггера

Шмидта. Выход формирователя 5 соединен с третьим входом суммирующего усилителя.

838669

4 7l

О „+, — Осрп

Формула изобретения

U стоЕ. лг Ugg.

ВНИИПИ Заказ 4445/72 Тираж 940 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,4

Таким образом, суммирующий усили. тель вырабатывает сигнал рассогласования эталонного напряжения и напряжения

При подаче управляющего воздействия на ключевой регулятор замыкается цепь обратной связи по неличине U .

Стабилизатор настраивают таким образом, что при минимальной величине входного напряжения и максимальном токе в нагрузке угол включения ключевого регулятора близок к О,тогда в нагрузку передается напряжение, имеющее синусоидальную форму. По мере увеличения входного напряжения или уменьшения тока в нагрузке растет величина рассогласования 0э — U T

+ на выходе суммирующего усилителя.

Увеличение интенсивности сигнала рассогласования воздействует на ключевой регулятор таким образом, что угол включения последнего увеличивается, достигая величины В с,„ = 1,8 рад при максимальной величине входного напряжения и в режиме холостого хода. увеличением угла вКлючения ключевого регулятора компенсируется по действующему значению увеличение амплитуды входного сетевого напряжения. При этом выходное стабилизированное напряжение приобретает форму усеченной синусоиды.

В результате модуляции угла вклюФ чения 9 в функции от величины рассогласования эталонного напряжения и напряжения ОЭ сумма напряжений Ьф

% изменяется относительно мало при достаточно большом усилении в цепи обратной связи, тем самым стабилизируется действующее значение выходного напряжения на нагрузке.

Стабилизатор действующего значения переменного напряжения, содержащий. ключевой регулятор, включенныи между входными и выходными клеммами, к выходу которого подключен вход датчика среднего значения пульсации выпрямленного выходного напряжения, Выходом соединенного с первым входом суммирующего усилителя, второй вход которого подключен к источнику эталонного напряжения, а выход соединен с управляющим входом ключевого регу20 лятора, о т л и ч а ю ш и и с я тем; что, с целью увеличения точности стабилизации действующего значения выходного напряжения при синусоидальной форме входного напря25 жения, в него введен формирователь прямоугольных импульсов, амплитуда и длительность которых соответственно равны амплитуде и длительности импульсов выходного напряжения, вход которого соединен c вы."..ходом ключевого регулятора, а выход — с третьим .входом суммирующего усилителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Рудницкий Б.Л. Измерение неста35 бильности электрических напряжений.

N., "Советское радио", 1969, с. 62114.

2. Авторское свидетельство СССР

9 291189, кл. G 05 F 1/32, 1967.