Ключевой стабилизатор действующего значения напряжения

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к ввт. свид-ву(22) Заявлено 1?11J9 {21) 2840200/24-07 (51) М, КЛ. с присоединением заявки М— (23) Приоритет—

G 05 F 1/56

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий

Опубликовано 070981. 6юллетеиь 8933

Дата:опубликования описания 070981 (53) УДК 621. 316. . 722. 1 (088. 8) (72) Авторы изобретения

Б.A. Багинский и В.Н. Макаревич

Томский ордена Октябрьской Революции и ордена Трудов6го

Красного Знамени политехнический институт им. С.И. Кирова (71) Заявитель (54 ) КЛЮЧЕВОЙ СТАБИЛИЗАТОР ДЕЙСТВУЮЩЕГО

ЗНАЧЕНИЯ HAIIPRWÅÍÈß

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для питания нагрузок, предъявляющих высокое требование к стабильности температурного режима нагрузки.

Известен стабилизатор напряжения переменного тока, содержащий ключевой регулятор, включенный последовательно с нагрузкой, и оргай управления с нелинейным элементом в цепи обратной связи Г13 .

Недостатком ст-.áèëèýàòoðà является низкое быстродействие, так как измерительный элемент действующего значения напряжения обладает относи- 15 тельно большой инерционностью, что является принципиальным недостатком данной замкнутой системы стабилизации действующего значения напряжения.

26

Наиболее близким к заявленному является устройство для стабилизации действующего значения напряжения, содержащее подключенный входом к входным клеммам ключевой элемент, вы- > ходом соединенный с выходныьвт клеммами, квадратор, интегратор, выходом через орган сравнения связанный с управляющим входом ключевого элемента 1.2) . 39

Недостатком известного устройства является то, что его стабилизирующие свойства сохраняются лишь при питании нагрузки напряжением определенной. формы. Форма напряжения должна бить такой, чтобы удовлетворялось условие пропорциональности квадрата

его амплитуды действующему значению.

Этому условию удовлетворяет ограни.ченный класс питающих напряжений.

Например, искажения питающей сети, которые являются обычными при питании от .источников ограниченной мощности, приводят к снижению коэффициента стабилизации. Это же ограничение не нозволяет использовать устройство для стабилизации действующего значения напряжения инверторов и конверторов с ШИЯ. целью изббретения является повьыение стабильности выходного напряжения при произвольной форме входного.

Эта цель достигается тем, что вход квадратора подключен параллельно к выходным клеммам, а выход подключен к одному из входов введенного сумма- тора, другой вход которого соединен с введенным источником управляющего напряжения, выход: сумматора подключен ко. входу интегратора.

862125

Схема устройства приведена на фиг. 1; на фиг. 2 — диаграммы напряжения.

Последовательно с источником питания 1 соединен ключевой элемент

2 и нагрузка 3, подключенная к выходным клеммам. Параллельно нагрузке подключен вход квадратора 4, его выход подсоединен к первому входу сумматора 5, к второму входу которого присоединен источник управляющего, напряжения 6. Выход сумматора присоединен к входу интегратора 7, его выход объединен со входом органа сравнения 8. Выход органа сравнения связан со входом усилителя-формирователя 9, выход которого присоединен к управляющему входу ключевого элемента 2.

Устройство работает следующим образом. Предположим, что источник питания 1 выполнен в виде инвертора с прямоугольным выходным напряжением а ключевой элемент 2 с неполным управлением типа симистора, осуществляет ШИМ этого напряжения с целью стабилизации его действующего значения.

Пусть в момент времени t< (фиг.2) ключ 2 замкнулся, на. нагрузке появилось наПряжение U„(t). Напряжение на выходе квадратора

U+» (t) - U„(t) (1) Я

Из этого напряжения в блоке 5 вычитается напряжение управления Ugqp, а полученная разность поступает на вход интегратора 7. Выходное напряжение интегратора начинает возрастать. Закон его изменения

В момент С питающее напряжение меняет знак, ключевой элемент 2 запирается, напряжение иа нагрузке становится равным нулю. На вход интегратора теперь поступает только напряжение (-0 „ ), поэтому его выходной сигнал лйнейно падает и в момент t становится равным нулю.

В этот момент орган сравнения 8 вырабатывает сигнал на очередное отпирание ключевого элемента 2, который усиливается усилителем-формирователем 9. Далее процессы повторяются для другой полуволны питающего напряжения.

Так как в результате

3 (О @» (ф ) U ðj d t 0 (3 )

1., )p то, с учетом 0„„р = const, действующее значение напряжения на нагрузке:

= Col% (4)

Н.АЕй тв -УпР

tq

15 независимо от формы питающего напряжения.

Приведенные рассуждения справедливы и при питании от источника постоянного. напряжения. В этом случае

2О ключ 2 должен быть полностью управляемым (транзистор, запираемый тиристор). Его запирание, как и в предыдущем примере, необходимо осуществлять с постоянной частотой, сигнал отпирания формируется также аналогично описанному.

Формула изобретения

Ключевой стабилизатор действующего значения напряжения, содержащий подключенный входом к входным клеммам ключевой элемент„ выходом соединенный с выходными клеммами, квадратор, интегратор, выходом через орган сравнения связанный с управляющим входом ключевого элемента, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения стабильности при

4g произвольной форме входного напряжения, вход квадратора подключен параллельно к выходным клеммам, а выходк одному из входов введенного сумматора, другой вход которого соединен

4 с введенным источником управляющего напряжения, выход сумматора подключен ко входу интегратора..

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

® 9 596925, кл.. G 05 F 1/44, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

9 633002, кл. 0 05 Н 1/20, 1976.

862125

Составитель В. Соловьев

Редактор Н, Ахмедова Техред С. Иигунова

1 орректор А. Ференц

Филиал ППП " Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 6612/43 Тираж 949 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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