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

ел

сп

;о Изобретение относится к электротехнике, а именно к применению стабилизаторов переменного напряжения, и может быть использовано в схемах автоматической регулировки усиления, генераторах-«алибраторах и других устройствах, гае применяются источники стабильного напряжения переменного тока, имеющие малый уровень нелинейных искажений и повышенную стабильность выходного напряжения. Известен стабилизированный источник периодического сигнала, содержащий задающий генератор и усилитель с управляемым коэффициентом передачи, к выхо ду которого подключена цепь стабилизац выходного напряжения, включающая в себ усилитель-ограничитель, блок сравнения, перемнсжитель, инерционное звено и усилитель постоянного тока, выход которого подключен к управляющему входу регулируемого усилителя Г1 } . Недостатком этого устройства я&ляется ограниченное быстродействие цепи стабилизации, делающее невозможным стабилизацию быстрых флуктуации выходного напряжения задающего генератора, а также больщие нелинейные искаж ния выходного сигнала, обусловленные наличием в управляющем напряжении на в| гходе перемножителя всех четных гармоник сигнала: остатка второй гармоники, четвертой, шестой и т.д., для подавления которых необходим фильтр с большой постоянной времени. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является стабилизатор переменного напряжения, содержащий последовательно соединенные задающий генератор, управляемый усилитель и усилитель мощности, выход которого сое динен с выходными клеммами и с входом измерительного преобразователя, сумматор, один вход которого соединен с источником опорного напряжения, второй вход через ограничитель - с выходом измерительного преобразователя, а выхо его подключен к входу усилителя-ограничителя и к входу дополнительного сумматора, второй вход которого соединен с выходомусилителя-ограничителя, а выход - с входом интегратора, выход последнего подключен к управляющему входу управляемого усилителя 23. Однако известное устройство обладае недостаточной стабильностью выходного напряжения погрещности, вносимой нестабильностью уровня ограничения 1 49 ограничителя, включенного на выходе измерительного преобразователя до уст ройства сравнения (сумматора) с опорным напряжением, а также иэ-за аддитивной погрешности усилителя-ограничителя. Цепью изобретения является повышение стабильности выходного напряжения стабилизатора за счет устранения аддитивной погрешности. Поставленная цель достигается тем, что в стабилизаторе напряжения переменного тока, содержащем последовательно соединенные задающий .генератор, управляемый усилитель.и усилитель мощности, выход которого соединен с выходными клеммами и с входом измерительного преобразователя, сумматор, один вход которого соединен с источником опорного напряжения, а выход подключен к первому входу дополнительного сумматора, въ9ход которого через интегратор соединен с управляющим входом управляемого усилителя, ограничитель иусилитель-ограничитель, ограничитель вьт.олнен двусторонним, .причем вход его подключен к выходу сумматора, а выход соединен с входом усилителя-ограничителя, выход которого через введенный конденсатор подключен к второму входу дополнительного сумма- тбра, при этом выход измерительного преобразователя соединен с другим входом сумматора. На фиг. 1 приведена блок-схема стабилизатора; на фиг. 2 - диаграммы напряжений. Устройство состоит из последовательно соединенных. задающего генератора 1, управляемого усилителя 2 и усилителя 3 мощности, к выходу которого подключена цепь стабилизации выходного напряжения, включающая измерительный преобразователь 4, соединенный с сумматором 5, к второму В.ХОДУ KOTopcff-o подключен источник 6 опорного напряжения, а выход его соединен с одним входом дополнительного сумматора 7 непосредственно, а с другим входом - через последовательно соединенные двусторонний ограничитель 8, усилитель-ограничитель 9 и конденсатор 10, регулирующее напряжение с- выхода сумматора 7 подается через интегратор. 11 на управляемый усилитель 2., Стабилизатор напряжения работает следующим образом. Задающий генератор 1 вырабатывает Синусоидальные колебания, которые, пройдя через управляемый усилитель 2, усиливаются по мощности усилителем 3, выхоаное напряжение которого поцаегся на выхоаные клеммы и стабилизируется на уровне UQ, заданном опорным источ НИКОМ 6. Для сравнения выхооного напряжения с напряжением опорного источника 6 в схеме имеется измерительный преобразователь 4, который обеспечивает основные метрологические характеристики стабилизатора, и сумматор 5. Сигнал рассогласования с выхоца сумматора 5 (фиг. 26) подается через сумматор 7 н интегратор 11, который служит цля выпе ления и усиления постоянной составляющей и подавления гармонических составляющих сигнала рассогласования пропо{ ционалыю их частотам. Напряжение с выхода интегратора 11 подается на управляемый усилитель 2, изменяя его коэффициент передачи так, чтобы поддерживать неизменным выходное напряжение стабилизатора. Для увеличения быстродействия стабилизатора и уменьшения постоянной времени интегратора 11 в схеме имеется ограничитель 8 и усилитель-ограничитель 9, с помощью которых можно преобразо1вать спектр сигнала рассогласования и устранить из управляющего напряжения самые низкочастотные вторую и четвертую гармсшики. Однако включение ограничителя 8 в цепь сравнения с опорным напряжением l,j приводит к появлению дополнительной погрешности и нестабильности выходного напряжения за счет аддитивной погрешности ограничителя 8. Поэтому в предлагаемом устройстве для устранения этого влияния он выполнен двусторонним и подключен к выходу сумматора 5. Уровни ограничения его выбираются таким образом, чтобы обеспечить отсечку ,2° (фиг. 25). Далее сигнал подается на усилитель-ограничитель 9, уровни ограничения которого оди наковы и равны Uf),38i7(J, где ип - амплитуда выходного напряжения. Для устранения аддитивной погрешности усилителя-ограничителя 9 на выходе его включён конденсатор 1О, после чего напряжение приобретает вид, показанный на фиг. 2 в. Угол отсечки в 50,46 получается автоматически при суммировании выходных напряжений преобразователя 4 и опорного источника 6. Угол отсечки Ав и уровни ограничения U рассчитываются условиях равенства по модулю второй и четвертой гармоник в напряжениях Ug и (фиг. 25,в), после сложения котЪрых в сумматоре 7 получается сигнал рассогласования (фиг. 2г), в котором есть информация об изменении выходного напряжения и в спектре которого отсутствуют вторая и четвертая гармоники. Уровень остальных гармоник в данном случае остается примерно таки| « же как в разложении в ряд Фурье напряжения при двухполупериодном выпрямлении, т.е. сиг нала с выхода измерительного преобразователя 4. Таким образом, благодаря включению двустороннего ограничителя, вход которого соединен с выходом сумматора и конденсатора на выходе усилителя-ограничителя, удается дополнительно преобразовать спектр управляющего напряжения (т.е. при отсутствии второй и четвертой гармоник уменьшить уровень шестой и последующей гармоник),что увеличивает быстродействие цепи стабилизации. Эффект от использования предлагаемого устройства заключается в повышении производительности труда при проверочных и других работах, за счет более быстрого и точного установления выходного напряжения при изменении сигнала или частоты задающего генератора по сравнению с известным стабилизатором переменного напряжения, внедренного в составе генератора-калибратора ГК-Б.

СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, содержащий последовательно соединенные задающий генератор, управляемый усилитель и усилитель Мощности, выход которого соединен с выходными клеммами и с входом измеритель«ого преобразователя, сумматор, один вход которого соединен с источником опорного напряжения, а выход подключен к первому входу дополнитель- ного сумматора, выход которого через интегратор соединен с управляющим входом управляемого усилителя, ограничитель и усилитель-ограничитель, отличающийся тем, что, с целью повьшения стабильности выходного напряжения за счет устранения аддитивной погрешности, ограничитель выполнен двусторонним, причем вход его подключен к выходу сумматора, а выход соединен с входом усилителя-ограничителя, выход I которого через введенный конденсатор подключен к второму входу дополнитель(Л ного сумматора, при этом выход измерительного преобразователя соединен с другим входом сумматора.