Стабилизатор переменного напряжения Советский патент 1983 года по МПК G05F1/44 

(54) СТАБИЛИЗАТОР ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для питания различной радиотехнической аппаратуры. Известное устройство, содержащее колебательное звено, связанное с выходными клеммами, к основному выходу которого присоединен детектор отклонения амплитуды перюме ного напряжения, выход которого соединен ч рез усилитель рассогл:асования с регулирующим элементом колебательного звена, к допо нительному выходу подключен формирователь прямоугольного напряжения 1 . Однако при реализации зтого устройства обнаружены длительные переходные процессы при коммутации частоты и изменение амплиту ды колебаний. Наиболее близким к предлагаемому является стабилизатор переменного напряжения, содержащий задающий генератор, выход которого подключен к выходной клемме, ко входу усилителя-ограничителя и к первому входу сумматора, второй вход которого соединен с выходом усилителя-ограничителя 2. Недостатком известного устройства является низкое быстродействие из-за длительных переходных процессов. Цель изобретения - повышение быстродействия устройства. Поставленная цель достигается тем, что в стабилизатор переменного напряжения введены формирователь импульсов, электронный ключ и запоминающий элемент, причем выход сумматора соединен с первым входом электрюнного ключа, второй вход которого подключен к выходу формирователя импульсов, входом соединенного с дополнительным выходом задающего генератора, при этом выход электронного ключа через запоминающий элемент подключен ко входу задающего генератора. На чертеже представлена схема устройства. Стабилизатор содержит задающий генератор, Выполненный на колебательном звене 1, состоящем, например, из последовательно соединеннык инвертора 2 и двух интеграторов 3 и 4, и имеет основной выход 5 и дополнительный 6. Усилитель-ограничитель подключен к основному выходу колебательного звена, формирователь 7 импульсов малой длительности подключен к основному и дополнительному выходу. Электронный ключ 8 последовательно соединен с запоминающим элементом 9. К выходу усилителя-ограничителя 10 подключен сумматор 11, выход которого соединен с ключом 8.

Работа стабилизатора происходит следующим образом.

При выполнении условий возбуждения в колебательном звене 1 возникают колебания с небольшой амплитудой. Эти синусоидальные колебания в формирователе 7 импульсов создают короткие импульсы в моменты прохождения синусоидального напряжения на дополнительном выходе через ноль. Одновременно в усилителеограничителе 10, соединенном с основным выходом, происходит формирование прямоугольного напряжения со скважностью, равной двум,2р в соответствии со знаком полуволн синусоидального напряжения. Это прямоугольное напряжение вместе с синусоидальным напряжением с основного выхода поступает на входы сумматора 11, где они вычитаются. В момент появления колебаний, когда их амплитуда мала, на выходе сумматора действует практически только прямоугольное колебание, которое поступает на сигнальный вход ключа 8, управляющий вход которого соединен с выходом формирователя 7 коротких импульсов. В моменты действия импульсов ключ 8 открывается и запоминающий элемент 9, например конденсатор, заряжается до напряжения, соответствующего амплитуде положительной прямоугольного напряжения с выхода сумматора 11. Очередной короткий импульс открывает ключ 8 в момент действия отрицательной полуволны прямоугольного напряжения, поэтому конденсатор практически мгновенно перезаряжается до напряжения, соответствующего амплитуде отрицательной Полуволны. В результате на выходе запоминающего элемента 9 формируется прямоугольное напряжение со скважностью два, с большой амплитудой, которое далее поступает на вход колебательного звена в ввде напряжения положитель ной обратной связи и формирует нарастание колебаний. Колебания практически за один - два периода нарастают до стационарного зна.че кия. Суммарное напряжение, действую1цее в м менты отпирания ключа, уменьщается. Нарастание колебаний прекращается. В стационарном режиме амплитуда синусоидального напряжения равна амплитуде прямоугольного напряжения скважности два при условии, что коэффициенты передачи по входам сумматора равны. Поэтому в моменты отпирания ключа на запоминающий конденсатор действует напряжение, равное нулю, и амплитуда прямоугольного напряжения на его выходе равна нулю, т.е. в колебательное звено в стационарном режиме не поступает прямоугольное напряжение, следовательно, нелинейные искажения выходного синусоидального напряжения практически отсутствуют.

Если в момент коммутации частоты возникнет возмущение колебаний, которое приведет к увеличению амплитуды синусоидального напряжения, то фаза колебаний на выходе запоминающего элемента изменится и в схеме начнет действовать отрицательная обратная связь, которая резко уменьщает амплитуду синусоидальных колебаний до стационарного значения. Так происходит стабилизация амплитуды колебаний и уменьщение длительности переходных процессов при наличии возмущений, что повышает быстродействие схемы. Фор м у ла изобретения Стабилизатор переменного напряжения, содержащий задающий генератор, выход которого подключен к выходной клемме, к входу усилителя-ограничителя и к первому входу сумматора, второй вход которого соединен с выходом усилителя-ограничителя, отличающийся тем, что, с целью повыщения быстродействия, в него введены формирователь импульсов, элекгронный ключ и запоминающий элемент, причем выход сумматора соединен с первым входом электронного ключа, второй вход которого подключен к выходу формирователя импульсов, входом соединенного с основным и дополнительным выходом задающего генератора, при этом выход электронного ключа через запоминающий элемент подключен к входу задающего генератора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США № 3800241,321-45, 1974. 2. Авторское свидетельство СССР №431497, кл. G 05 F J/44, 1972.