Стабилизатор переменного напряжения Советский патент 1984 года по МПК G05F1/20 

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в устройствах электропитания различной аппаратуры. Известен стабилизатор переменного напряжения, содержащий трансфо маторный регулирующий орган дискрет ного действия и схему управления С 1 Наиболее близким к изобретению является стабилизатор переменного Напряжения, содержащий регулирующий орган дискретного действия, включенный между входными и выходными вьшодами, реверсивный счетчик, .соединенный выходами через уси лители управления с управляющими входами регулирующего органа дискветного действия, вычитающим входом через узел совпадения и пороговый элемент, а суммирующим входом через узел совпадения, выход которого соединен с выходными вьшодами стабилизатора, генератор импульсов и инверторы C2J . Однако напряжение.на выходе изменяется скачкообразно, т.е. имеет неудовлетворительную форму. Кроме т го, во время скачкообразного изменения выходного напряжения (переклю чения обмоток.)- в первичную сеть наводится помеха. Цель изобретения - улучшение фор мы выходного напряжения и уменьшение уровня создаваемых помех. Поставленная цель достигается тем, что стабилизатор переменного напряжения, содержащий регулирзгющий орган дискретного действия, входом подключенный к входным выводам, реверсивный счётчик, выходами соединенный через усилители управления с управляющими входами регулирующего органа дискретного действия, измерительный орган, входом соединенный с выходными выводами, а выходом - со входами двух пороговых элементов, причем выход первого пор гового элемента соединен со входом инвертора, первый узел совпадения, первый вход которого подключен к выходу генератора импульсов, и трансформатор, вторичная, обмотка которого включена в одну из силовых шин, снабжен двумя генераторами линейно изменяющегося напряжения, двумя аналоговыми ключами и вторым узлом совпадения, причем первичная обмотка трансформатора вьтолнена со средним выводом, KOTOt biu соеди2 J . неп с первым входом регулирующего органа дискретного действия, а крайние выводы первичной обмотки через соответствующие аналоговые ключи подключены ко второму входу указанного регулирующего органа, выход инвертора соединен-со вторым входом первого узла совпадения, выход которого подключен к суммирующему входу реверсивного счетчика, вычитающий вход которого соединен с выходом второго узла совпадения, первь1Й вход которого подключен к выходу генератора импульсов а второй вход - к выходу второго порогового элемента, при этом управляющие входы аналоговых ключей.через соответствующие генераторы линейно изменяющегося напряжения подсоединены к выходам соответствующих узлов совпадения. На фиг.1 изображена схема стабилизатора переменного напряжения; на фиг.2 - схема одного из возможных вариантов реализации аналоговых кАючей. Стабилизатор переменного напряжения (фиг.П содержит регулирующий орган 1 дискретного действия, измерительный орган 2, пороговые элементы 3 и 4, инвертор 5, генера-, тор импульсов 6, узлы совпадения 7 и 8, реверсивный счетчик 9, усилители управления 10, генераторы линейно изменяющегося напряжения 11 и 12, аналоговые ключи 13 и 14.и трансформатор 15. Регулирующий орган дискретного действия 1 подключен ко входным выводам стабилизатора, реверсивный счетчик 9 соединен выходами через усилители управления 10 с управляющими входами регулирующего органа 1, вычитающим входом через узел совпадения 8 и пороговый элемент 4, а суммирующим входом через узел совпадения 7, инвертор 5 и пороговый элемент 3, подсоединен к выходу измерительного органа 2, вход которого соединен с выходными выводами стабилизатора переменного напряжения. Генератор . импульсов 6 подключен ко входам узлов совпадения 7 и 8. Вторичная обмотка трансформатора 15 соединена последовательно с выходными выводами стабилизатора, средний вывод первичной.обмотки соединен с первым входом, а крайние выв.оды первичной обмотки через аналоговые клю чи 13 и 14 - со вторыми входами регулирующего органа 1. Управляющие входы аналоговых ключей 13 и 14 через генераторы линейно изменяющегося напряжения П и 12 соединены с выходами узлов совпадения 7 и 8. Регулирующий орган 1 содержит вольтодобавочные трансформаторы, обмотки которых коммутируются ключами. Измерительньш орган 2 представляет собой вьшрямитель с фильтром. Пороговые элементы 3 и 4 выполнены на компараторах типа К521САЗ. Логические элементы и счетчик выполнены на микросхемах К155ЛАЗ и KJ55HE7 . Аналоговый ключ содержит-два тран зисторно-диодных ключа, включенных всуречно-параллельно. Один из них пропускает положительную полуволну переменного напряжения, другой отрицательную. Стабилизатор переменного напряжения работает следующим образом. При напряжении на выходе /2 , превышающем верхний пороговый уровень, сигнал Логическая 1 с выхода порогового элемента 4 поступает на вход узла совпадения 8. импульсы с генератора 6 проходят на вычитаю щий вход счетчика 9. Под действием, этих импульсов состояние счетчика изменяется. Это изменение передается усилителями управления 10 регулирующему органу 1 дискретного действия, осуществляя уменьшение коэффициента.его передачи до тех пор, пока выходное г.апряжение U ста нет меньше порогового уровня, установленного пороговым элементом 4, Далее процесс уменьшения коэффициента передачи регулирующего орга.на прекращается, так как сигнал Логический О с выхода порогового эле мента 4 запрещает прохозкдение импульсов с генератора 6 на реверсииный счетчик 9. Если напряжение на выходе стабилизатора переменного напряжения ниже некоторого порогового уровня, определенного пороговым элементом 3, сигнал Логичес- кая 1 с выхода инвертора 5 разрешает прохождения импульсов с генера тора 6 на суммирующий вход реверсивного счетчика 9. Состояние счетчика 9 изменяется, при этом возрастает коэффициент передачи регулирую щего органа I. Это изменениепроисходит до тех пор, пока входное напр жение не превысит нижний пороговый уровень, установленный элементом 3, Состояние реверсивного счетчика 9 остается неизменным до тех пор, пока, на его суммирующий (вьтитающий) вход не поступят импульсы, т.е. пока выходное напряжение не превысит верхний граничный уровень (станет меньше нижнего граничного- уровня). Генераторы линейно изменяющегося напряжения П и J 2 работают в ждущем рехшме. При прохождении импульса на вычитающий вход счетчика 9 запускается генератор 12. При этом в момент прихода импульса на выходе генератора 12 происходит скачок напряжения от нуля до определенного значения, при которог аналоговый ключ J4 полностью открыт, В этот момент времени на половине входной обмотки трансформатора 15 течёт ток. В выходной обмотке трансформатора 15 наводится напряжение. Это напряжение имеет одинаковую фазу с выходным напряжением регулирующего органа 1. Два напряжения складываются, и в момент переЛлючения счетчика на выходе стабилизатора не происходит какого-либо изменения амплитуды напряжения, Затем напряжение на выходе генератора 12 линейно спадет до нуля, При этом аналоговый ключ 14 плавно закрьшается и напряжение на выходе трансформатора 15-плавно уменьшается. В результате такой работы генератора 12,; аналогового ключа 14 и трансформатора 15 напряжение на выходе стабилизатора изменяется при уменьшении коэффициента передачи регулирующего органа 1 не Скачкообразно, а постепенно. Аналогично работают генератор 11 и аналоговый ключ 13. При прохождении импульса на суммирующий вход счетчика 9 ток течет по второй половине первичной обмотки трансформатора 15, На его выходе образуется напряжение в противофазе с выходным напряжением регулирующего органа 1, Из выходного напряжения стабилизатора вьгчитыется выходное напряжение трансформатора 5. В момент переключения обмоток.регулирующего органа 1 на выходе стабилизатора не происходит изменение напряжения. Далее за счет линейного уменьшения напряжения генератора П

выходное напряжение стабилизатора постепенио увеличивается.

Таким образом, выходное напряжение стабилизатора переменного напряжения является стабильным по амплитуде и при его регулировании .в заданных пределах изменяется . . плавно. Отсюда форма выходного напряжения зиачительно улучшается и практически исключается помеха при переключении, так как отсутствуют скачки выходного напряжения

Использование новых элементов генераторов линейно изменяющее ося напряженияу аналоговых ключей и трансформатора - позволяет устранить скачки выходного напряжения. При этом улучшается форма выходноногр напряжения и устраияются помехи, создаваемь(е стабилизатором, что исключает необходимость применения сложных громоздких фильтров. Это приносит реальную пользу народHoigiy хозяйству.

СТАБИЛИЗАТОР ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий регулирующий орган дискретного действия, входом подключённьй к в}(одным выводам, реверсивный счетчик, выходами соединенный через усилители управления с управляющими входами регулирующего органа дискретного действия, измерительный орган, входом соеди-.: ненный с выходными вывoдaмиj а выходом - со входами двух пороговых элементов, причем выход первого порогового элемента соединен со входом инвертора, первый узел совладения , первый вход которого подключен к выходу генератора шшулвсов, ; и трансформатор, вторичная обмотка которого включена в одну из силовых шин, отличающийся тем, что, с целью улучшения формы выходного напряжения и уменьшения уровня создаваемых помех, он снабжен двумя генераторами линейно изменяющегося напряжения, двумя аналоговыми ключами и вторым узлом совпадения, причем первичная обмотка трансформатора выполнена со средним выводом, который соед1шен с первым входом регулирующего органа дискретного действия, а крайние выводы первичной обмотки через соответствующие аналоговые ключи подключены ко второму входу указанного регулирующего органа выход инвертора соединен со вторым входом первого узла совпадения , выход которого подключен (Л к суммирующему входу реверсивного с счетчика, вычитающий вход которого соединен с выходом второго узла g совпадения, первый вход кот.орого подключен к выходу генератора импульсов, а второй вход - к выходу второго порогового элемента, при 00 О) этом управляющие входы аналоговых ключей через соответствующие генераторы линейно изменяющегося напряжения подсоединены к выходам соот э ветствующих узлов совпадения.

VD1 Упр.&(од

УП 2

--кн