Стабилизатор переменного напряжения Советский патент 1984 года по МПК G05F1/14 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах питания электрорадиоаппаратуры для-регулирования и стабилизации переменного напряжения без искажения его формы там, где включение питающей сети вызывает переходные процессы на выходах источников вторичного электропитания и вследствие этого выход из изделий электронной техники в ЭВМ и т.п. Известен стабилизатор переменног .напряжения, содержащий автотрансфор матор с отводами,переключением кото рых по командам измерительного орга на входного напряжения достигают необходимого коэффициента трансформации, а с ним требуемого напряжения на выходе автотрансформатора и н нагрузке стабилизатора CIJ. Однако включение стабилизатора сопровождается неуправляемыми переходньии процессами. Наиболее близким к предлагаемому по техническому решению является ус ройство, содержащее автотрансформатор, формирователь импульсов, первьй аналого-цифровой преобразователь, элемент определения момента перехода тока через нуль, трансформатор тока одним выводом первичной обмотки под ключенньш к входной клемме, вторым к общей шине подсоединения одних электродов силовых ключей, другие электроды которых, подсоединены к отводам автотрансформатора, а управляющие электроды связаны с выходами формирователя импульсов, вых трансформатора тока подключен через элемент определения момента перехода тока через нуль к управляющему входу формирователя импульсов, содержащему так же элементы определения момента максимума напряжения и тока, регист ры кодов амплитуды напряжения и тока, второй АЦП, преобразователь кодо первый АЦП и элемент определения мак симума напряжения входами связаны с сетью, а выходы первого АЦП подключены к входам регистра кода амплитуды напряжения сети, вход управления этого регистра связан с выходом элемента определения максимума напряжения, вход второго АЦП и элемента определения момента максимума тока подключены к..вторичной обмотке трансформатора тока, тогда как вы: ходы первого из них связаны с входами регистра кода амплитуды тока, вход управления которого подключен к выходу второго из упомянутых, вы- ходы регистров кодов амплитуд тока и напряжения через первую и вторую группу входов преобразователя кодов связаны с информационными входами фомирователя импульсов, один из выводов автотрансформатора связан с выходной клеммой 2. Однако включение такого устройства сопровождается значительными неуправляемыми переходными процессами, что вызывает переходные процессы на выходах источников вторичного электропитания, вследствие чего возможен выход из строя компонентов радиоэлектронной аппаратуры. Целью изобретения является устранение неуправляемых переходных процессов при вькоде устройства на нормальный режим работы. Поставленная цель достигается тем, что в стабилизатор переменного напряжения, содержащий последовательно включенные между входным и выходным выводами трансформатор тока, блок силовых ключей и автотрансформатор, аналого-цифровой преобразователь, входом подключенный к входному выводу, а выходом через регистр соединенный с первой группой входов преобразователя кодов, элемент определения момента максимума напряжения, входом соединенный с входным выводом, а выходом - с входом управления регистра, выходы преобразователя кодов через формирователь -импульсов подключены к управляющим электродам силовых ключей, причем выход трансформатора тока соединен через элемент определения момента перехода тока через нуль с управляющим входом формирователя имггульсов, введены узел совпадения счетчик и элемент начальной установки, причем входы узла совпадения подключены соответственно к выходу элемента определения момента максимума напряжения и к введенному дополнительному выходу преобразователя кодов, а выход узла совпадения соединен со счетным входом счетчика, выходы которого подсоединены к второй группе входов преобразователя кодов, при этом входы сброса счетчика и регистра подключены к выходу элемента начальной установки, вход

которого соединен с входным выводом

На чертеже показана структурная схема стабилизатора переменного напряжения .

Стабилизатор состоит из силового тракта, в состав которого входят трасформатор тока 1, блок 2 силовых ключей, автотрансформатор 3 с отводами, из канала автоматического регулирования выходного напряжения по напряжению сети, в который входи аналого-цифровой преобразователь 4, элемент 5, определения момента максимума напряжения, регистр 6, из канала управления выходом на нормальный режим работы, состоящего из узл 7 совпадения, счетчика 8, элемента начальной установки, из канала управления силовыми ключами 2, который замыкает контур автоматического регулирования и в который входят преобразователь 10 кодов, формирователь 11 импульсов, элемент 12 опредления момента перехода тока через нуль,

Трансформатор тока 1, силовые ключи 2 и автотрансформатор 3 последовательно включены между входом и выходом стабилизатора. Аналогоцифровой преобразователь 4 входом подключен к сети, а выходом через регистр 6 - к первой группе входов преобразователя 10 кодов, выходы которого через формирователь 11 импульсов подсоединены к управляющим электродам силовых ключей 2. Вторичная обмотка трансформатора тока через элемент 12 определения момент перехода тока через нуль связана с управляющим входом формирователя 11 импульсов. Вторая группа входов преобразователя 10 кодов подключена к выходам счетчика 8, вход которого через схему совпадения 7 связан с выходом элемента 5 определения момента максимума напряжения и дополнительным выходом преобразователя 10 кодов. Входы сброса регистра 6 и счетчика 7 подключены через элемент 9 начальной установки к сети.

Стабилизатор работает следующим образом.

При включении сетевого напряжения в один из его полупериодов происходит заряд всех емкостей схемы элемента 9 начальной установки, на выходе которой появляется короткий положительный импульс, сбрасывающий регистр 6 и счетчик 8 в исходное состояние. В дальнейшем на выходе элемента 9 начальной установки напряжение равно нулю.

На выходах регистра 6 и счетчика 8 устанавливаются нулевые коды, которые воздействуют на входы преобразователя 10 кодов так, что его выходной код запрещает включение силовых ключей 2 и напряжение на выходе автотрансформатора 3 отсутствует.Сигнал с дополнительного выхода преобразователя 10 кодов разрещает

прохождение импульсов через схему совпадения 7 на счетный вход счетчика 8. Состояние этого разряда определяет род работы стабилизатора: выход на нормальный режим (когда

0 дополнительньй выход преобразователя 10 кодов разрешает прохождение импульсов через схему совпадения 7); режим стабилизации (когда дополнительный выход преобразовате-.

5 ля 10 кодов запрещает прохождение импульсов через схему 7 совпадения).

В момент максимума сетевого напряжения, который фиксируется элементом 5 определения момента мак0 симума напряжения, выходной код аналого-цифрового преобразователя . 4 записывается в регистр 6. Дополнительный разряд преобразователя 10 кодов разрешает прохождение импульJ сов, соответствующих максимуму сетевого напряжения, на счетньй вход счетчика 8, поэтому его выходной код изменяется. Преобразователь 10 кодов запрограммирован таким обра0 зом, что код включения силовых

ключей выбирается по двум координатам: коду амплитуды сетевого напряжения и выходному коду счетчика 8. Причем код включения силовых ключей 5 соответствует такому их состоянию, при котором обеспечивается при данном сетевом напряжении и при определенном количестве полупериодов сетевого напряжения такой коэффициJQ ент трансформации автотрансформатора 3, чтобы выходное напряжение составило определенную часть от номинального выходного напряжения. Так как в первый момент силовые ключи 2 заперты и ток через первичную

55 обмотку трансформатора тока 1 не протекает, то выходной сигнал элемента 12 определения момента перехода тока через нуль разрешает включеSние силовых ключей 2 и, как только на выходах преобразователя кодов 10 установится код включения силовых ключей 2, происходит их включение, На выходе автотрансформатора 3 поянляется необходимое для выхода на нормальный режим напряжение, которо отличается от номинального. После достижения в следующем пол периоде сетевым напряжением максимального значения новый код, соотве ствующий его значению, с выхода измерительного органа 4 записывается в регистр 6 и изменяется код счетчика 8, соответствующий количеству полупериодов сетевого напряжения после включения. На выходах преобразователя 10 кодов устанавливается новый код включения силовых ключей 2, который обеспечивает такой коэффициент трансформации, чтобы выходное напряжение автотрансформатора 3 составляло определенную часть от номинального напряжения, большуюj чем для предьщущего состояния счетчика 8. Переключение силовых ключей 2 происходи как только на вход управления формирователя импульсов 11 приходит разрешающий сигнал с выхода элемента 12 определения момента перехода тока через нуль. Включается но вая комбинация силовых ключей 2. 3fот процесс повторяется в каждо полупериоде сетевого напряжения, обеспечивая плавное изменение выходного напряжения на нагрузке неза висимо от колебаний сетевого на7пряжения, причем с каждым изменением выходного кода счетчика 8 выходное напряжение стабилизатора отличается от номинального все меньше и меньше. После того как код счетчика 8 становится равным некоторому заданному количеству полупериодов сетевого напряжения, на дополнительном вькоде преобразователя 10 кодов устанавливается уровень, который запрещает прохождение импульсов через узел 7 совпадения на счетный вход счетчика В. Преобразователь 10 кодов запрограммирован так, что после запрещения прохождения и myльcoв через узел совпадения 7 код включения силовых ключей 2 определяется только кодом амплитуды сетевого напряжения. В дальнейшем состояние счетчика 8 не изменяется и не влияет на выходное напряжение устройства. Схема переходит во второй режим работы - режим стабилизации, в котором его работа не отличается от работы устройства-прототипа. При повторном включении стаби- лизатора или после появления пропавшего сетевого напряжения стабилизатор выходит на нормальный режим так, как описано выше. I Таким образом, изобретение позволяет устранить неуправляемые переходные процессы при выходе устройства на нормальный режим питаемой нагрузки.

СТАБИЛИЗАТОР ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий последовательно включенные между входным и выходным выводами трансформатор тока, блок силовых ключей и автотрансформатор, аналого-цифровой преобразователь, входои подключенный к входному выводу, а выходом через регистр соединенный с первой группой входов преобразователя кодов, элемент определения момента максимума напряжения, входом соединенный с входным выводом, а выходом - с входом управления регистра, выходы преобразователя кодов через формиЛи -431 ФИ liflj рователь импульсов подключены к управляющим электродам силовых ключей, причем выход трансформатора тока соединен через элемент определения момента перехода тока через нуль с управляющим входом формирователя импульсов, отличающийсятем, что, с целью устранения неуправляемых переходных процессов при выходе устройства на нормальный режим работы, в него введены узел совпадения, счетчик и элемент начальной установки, причем входы узла совпадения подключены соответственно к выходу элемента определения момента максимума напряжения и к введенному дополнительному /t выходу преобразователя кодов, а выход узла совпадения соединен со счетным входом счетчика, вькоды которого подсоединены к второй группе входов преобразователя кодов, при этом входы сброса счетчика и регистра подключены к выходу элемента начальной установки, вход которого соединен с входным выводом. Svxao 00 г - J L 11 r to B-S i