Измерительный орган среднего по модулю значения переменного напряжения стабилизатора дискретного действия Советский патент 1984 года по МПК G01R19/25 G05F1/14 

I1 Изобретение относится к электротехнике и, в частности, может быть использовано в устройствах электропитания радиоэлектронной аппаратуры 1ДЛЯ регулирования и стабилизации переменного напряжения без искажения его формы. Известен измерительныг орган стабилизатора переменного напряжения 1J состоящий из выпрямителя, интегратора с большой постоянной времени (по сравнению с периодом сетевого напряжения) и аналого-цифрового преобразователя (АЦП). Недостаток данного устройства заключается в значительных динамичес ких погрешностях за счет интегрирующих звеньев. Наиболее близким к изобретению является устройство, измерительный орган которого состоит из вьшрямителя с фильтром, сумматора напряжения, элемента сравнения, АЦП, преобразова теля кодов, синхронизатора, задающего генератора, датчика выходного нап ряжения, интегратора этого напряжения 2. Недостаток известного устройства состоит в на.пичиифильтра на выходе выпрямителя и интегратора, не обеспечивающих быстрой реакции измерительно го органа на броски сетевого напряжения в пределах одного-двух его полупериодов. Цель изобретения - повышение быст родействия и точности измерения сред него по модулю значения переменного напряжения. Цоставленная цель достигается тем что в измерительный орган среднего по модулю значения переменного напряжения стабилизатора дискретного дейс вия, содержащий выпрямитель, входом соединенный с входным выводом, а выходом - с входом синхронизатора, первый преобразователь кодов, выход которого подключен к выходному выводу, аналого-цифровой преобразователь, задаю1 Ий генератор и сумматор, введены второй преобразователь кодов, первый и второй регистры двоичный счетчик и элемент задержки, выполненный на жду1цем мультивибраторе, причем выход выпрямителя подключен ко входам аналого-цифрового преобразователя и задающего генератора, выход синхрони затора соединен с входами сброса двоичного счетчика и первого регистра через элемент задержки и с входом 67 синхронизации второго регистра непосредственно, выход задающего генератора подключен ко входам синхронизации первого регистра и двоичного счетчика, выходы аналого-цифрового пробразователя подключены к первой группе входов второго преобразователя кодов, вторая группа входов которого соединена с выходом двоичного счетчика, выходы сумматора подключе|НЫ к первой группе входов первого регистра, ко второй группе входов которого подсоединены выходы второго преобразователя кодов, старшие разряды выходов сумматора соединены через второй регистр с входами первого преобразователя кодов, при этом выходы первого регистра соединены с входами сумматора. На чертеже показана структурная схема измерительного органа среднего по модулю значения переменного напряжения стабилизатора дискретного действия. Измерительньй орган состоит из выпрямителя 1, аналого-цифрового преобразователя 2, второго преобразователя кодов 3, первого и второго регистров 4 и 5 соответственно, сумматора 6, задающего генератора 7, синхронизатора 8, двоичного счетчика 9, первого преобразователя кодов 10, ждущего мультивибратора задержки 11, причем сеть через выпрямитель 1 связана с входами аналого-цифрового преобразователя 2, задающего генератора 7 и синхронизатора 8. Задающий генератор 7 подключен ко входам двоичного счетчика 9 и первого регистра 4, их входы сброса подсоединены к выходу синхронизатора 8 через ждущий мультивибратор задержки 11. Выходы сумматора 6 связаны с первой группой входов первого регистра 4, а их старшие разряды через второй регистр 5 и первый преобразовйтель кодов 10 с выходными шинами устройства. Входы сумматора 6 подключены к выходам первого регистра 4, вторая группа входов которого подсоединена к выходам второго преобразователя кодов 3. Входы второго преобразователя кодов 3 связаны с выходами аналого-цифрового преобразователя 2 и двоичного счетчика 9. Вход синхронизации второго регистра 5 подсоединен( к выходу синхронизатора 8. Измерительный орган работает следующим образом. 3.11 Переменное напряжение сети создает на выходе выпрямителя 1 периодическую последовательность косинусоидальньк импульсов, управляющих частотой задающего генератора 7. В момент перехода сетевого напряжения через нуль происходит запуск ждущего мультивибратора задержки 11, задним фронтом импульса которого происходит сброс двоичного счетчика 9 и первого регистра 4, т.е. через время, равное длительности этого импульса. Длительность импульса ждущего мультивибратора задержки 11 меньше длительности импульсу задающего генератора 7. На выходе сумматора 6 устанавлива ется нулевой код, который поступает на первую группу входов первого регистра 4. Аналого-цифровой преобразо ватель 2 преобразует мгновенное значение выпрямленного напряжения в код который воздействует на первую групп входов преобразователя кодов 3. На вторую группу его входов воздействуе выходной код двоичного счетчика 9, которьй соответствует номеру выборки (т.е. фазовому углу), при котором ос ществляется преобразование. Второй преобразователь кодов 3 за кодирован таким образом, что код мгн венного значения выходного напряжения выпрямителя 1 и код номера очередной выборки (т.е. фазового угла) с выхода двоичного счетчика 9 преобразуется в код амплитуды такой синусоиды, которая на данном ее фазовом угле может дать измеряемое мгновенное значение выходного напряжения выпрямителя 1, а ее амплитуда является искомой величиной. После привода очередного импульса с задающего генератора 7 на входы синхронизации первого регистра 4 и двоичного счетчика 9 выходной код двоичного счетчика 9 изменяется на единицу. Выходные коды cyNfMaTopa 6 и второго преобразователя клдов 3 записываются в первый регистр 4, а его выходной код подается на входы сумматора так, что бы получить сумму кодов, поданных на первую и вторую группу его входов Суммарный код появляется на выходе сумматора 6 и поступает снова на первую группу входов первого регистра 4. Следующий импульс с выхода задающего генератора 7, поступающий на входы синхронизации двоичного счетчика 9 и первого регистра А, изм няет значение выходного кода двоичного счетчика 9 на единицу, а выходной код сумматора 6, соответствующий сумме кодов всех предьщущик выборов, и выходной код второго преобразователя кодов 3 записывается в первый регистр 4, код, соответствующий их сумме, появляется на выходе сумматора. Таким образом, первый регистр 4 и сумматор 6 выполняет роль накапливающего сумматора, осуществляющего суммирование всех выборок, приведеиньк к амплитуде, в течение полупериода синусоидального напряжения. Для усреднения результата суммарный код необходимо разделить на количество выборок. Оно выбрано 2, при этом деление заменяется операцией сдвига и результат считьшается с Р 1 - 1т) старших разрядов сумматора 6, связанных через второй регистр 5 с входами первого преобразователя кодов 10 (1 - количество разрядов сумматора 6, m - логарифм при основании 2 от количества суммируемых за половину периода выборок с выходов второго преобразователя кодов; Р количество старших разрядов сумматора, содержащих результат - код усредненной амплитуды, измеряемого напряжения) . После 2 выборок на выходах старщих разрядов сумматора 6 устанавливается код, соответствующий усредненной амплитуды измеряемого напряжения. В момент, когда напряжение на выходе выпрямителя 1 становится равным нулю, код усредненной амплитуды старших разрядов сумматора 6 записывается во второй регистр 5, выходной код второго регистра 5 преобразуется первым преобразователем кодов 10 в код управления ключами стабилизатора, который поступает на выходные шины устройства и управляет включением силовых ключей. Затем при очередном переходе сетевого напряжения через нуль происходит запуск ждущего мультивибратора задержки 11, а через время, которое определяется длительностью импульса ждущего мультивибратора задержки 11, двоичный счетчик 9 и первый регистр 4 сбрасываются в нуль, и начинается новый цикл усреднения, который повторяет операции, описанные вьше. В процессе выполнения алгоритма предлагаемое устройство измеряет 51 мгновенное значение выпрямленного нап ряжения } образует код номера выборки; преобразует коды номера выборки и мгновенное значение напряжения в код амплитуды такой синусоиды, которая на данном фазовом угле может дать измеренное игновенное зйачение напряжения; суммирует с нарастающим итогом полученное значение кода напряжения с кодами предшествующих выборок н находит сумму кодов заданного числа выборок; находит частное от деления суммы кодов заданного числа выборок на их число за половину периода напряженияi проводит запись кода част ного, т.е. кода среднего за полпериода напряжения, или в 1,11 раз большего - амплитудного значения синусои676ды, отфильтрованной от помех упомянутой обработкой усреднением. Таким образом, определение в каждой выборке амплитуды той синусоиды, которая на данном ее фазовом угле может дать измеренное мгновенное значение напряжения, сложение кодов этих случайных амплитуд за полпериода в процессе суммирования выборок и последующее деление суммы на количество выборок путем позиционого смещения кода в регистре дает среднее за полпериода значение синусоиды или в 1,11 раза больше - амплитудное значение синусоиды, отфильтрованной от помех упомянутой обработкой кода усреднением. Следовательно,в предложенном устройстве повышается быстродействие.

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ОРГАН СРЕДНЕГО ПО МОДУЛЮ ЗНАЧЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ СТАБИЛИЗАТОРА ДИСКРЕТНОГО ДЕЙСТВИЯ, содержащий выпрямитель, входом соединенный с входным выводом, а выходом - с входом синхронизатора, первый преобразователь кодов, выход которого подключен к выходному выводу, аналого-цифророй преобразователь, задающий генератор и сумматор, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и точности измерения, в него введены второй преобразователь кодов, первый и второй регистры, двоичный счетчик и элемент задержки, выполненный на ждущем мультивибраторе, причем выход выпрямителя подключен ко входам аналого-цифрового преобразователя и задающего генератора, выход синхронизатора соединен с входами сброса двоичного счетчика и первого регистра через элемент задержки и с входом синхронизации второго регистра непосредственно, выход задающего генератора подключен ко входам синхронизации первого регистра и двоичного счетчика, выходы аналого-цифрового преобразователя подключены к первой группе входов второго пгеобразователя кодов, вторая группа входов которого соединена с выходом двоичного счетчика, выходы сумматора подключены к первой группе входов первого регистра, ко второй группе входов Q которого подсоединены выходы второУ kvdk го преобразователя кодов, старшие разряды выходов сумматора соединены через второй регистр с входами пер00 вого преобразователя кодов, при этом со выходы первого регистра соединены с О) входами сумматора. vl