Стабилизатор переменного напряжения Советский патент 1984 года по МПК G05F1/44 

Изобретение относится к электрот нике, в частности к автоматике, и может быть использовано в системах ав томатического регулирования и стабилизации напряжения, температуры, мощности, скорости и т.д. Известен стабилизатор, содержащи силовой регулирующий элемент, подключенный между входными и выходными клеммами, и блок управления подключенный одним входом к входным клеммам, вторым входом к выходным клеммам, а выходом к yпpaвляюD eмy входу регулирующего элемента, причем блок управления состоит из источника опорного напряжения и датчик обратной связи, выходами подключенных через схему сравнения к интегрирующему элементу, соединенному с входом узла импульсов, выход которого подключен к входу выходного усилителя импульсов, выходом подключенного к выходу блока управления tQ Известное устройство имеет большу погрешность регулирования и недостаточно высокий коэффициент стабилизации, что снижает надежность регулирования выходного напряжения. Наиболее близким по техническому решению к предлагаемому является стабилизатор переменного напряжения содержащий регулирующий элемент на тиристорах, включенный между входными и выходными выводами, формиров тель импульсов, выходом соединенный с управляющими входами тиристоров, блок управления, включающий в себя источник опорного напряжения, входо связанный с входными выводами, датчик выходного напряжения, входом подключенный к выходным выводам, интегратор, один вход которого соединен с первым выходом задатчика на пряжения, другой вход и общая шина интегратора подключены к первому еыходу датчика выходного напряжения генератор импульсов на однопереходн транзисторе, первая база которого соединена с одним входом формировате ля импульсов, эмиттер через конденсатор и последовательно соединенные диод и первый резистор подключен к первому выходу источника опорного напряжения и другому входу формирователя импульсов, точка соединения диода и первого резистора подключена к первому выводу второго резистора С 111. Недостатком известного стабилизатора является низкая надежность регулирования выходного напряжения. Цель изобретения - повьшение надежности регулирования выходного напряжения и повышение стабильности. Поставленная цель достигается тем, что в стабилизаторе переменного напряжения, содержащем регулируюший элемент на тиристорах, включенный между входнь ми и выходными выводами, формирователь импульсов выходом соединенный с управляющими входами тиристоров, блок управления, включающий в себя источник опорного напряжения, входом связанный с входными выводамиJ датчик выходного напряжения, входом подключенный к выходным вь водам, интегратор, один вход которого соединен с первым выходом задатчика напряжения, другой вход и общая шина интегратора подключены к первому выходу д-атчика выходного напряжения, генератор импульсов на однопереходном транзисторе, первая база которого соединена с одним входом формирователя импульсов, эмиттер через конденсатор и последовательно соединенные диод и первый резистор подключен к первому выходу источника опорного напряжения и другому входу формирователя импульсов, точка соединения диода и первого резистора подключена к первому выводу второго резистора, второй выход источника опорного напряжения соединен с вторым выводом второго резистора и первым выходом датчика выходного напряжения, второй выход которого подключен к второму выходу задатчика напряжения, а выход интегратора соединен с второй базой однопереходного тран:шстора. Кроме того, интегратор выполнен на операционном усилителе, инвертирующий и неинвертирующий входы которого через одни резисторы подключены соответственно к одному и другому входам интегратора, между выходом которого и инвертирующим входом включены соединенные параллельно резистор и конденсатор. На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая блок-схема стабилизатора; на фиг. 2 - диаграмма работы основных узлов блока упавления. Стабилизатор переменного напряжения содержит регулирующий элемент 1 на тиристорах 2 и 3, включенньй межд входными 4 и выходными 5 выводами, формирователь 6 импульсов, блок 7 управления, включающий в себя источник 8 опорного напряжения, входом связанный с входными выводами через трансформатор 9, датчик 10 выходного напряжения интегратор 11, один вход 12 которого соединен с первым выходом 13 задатчика 14 напряжения, другой вход 15 и общая шина 16 интегратора 11 подключены к первому выходу 17 датчика 10 выходного напряжения генератор 18 импульсов на однопереходном транзисторе 19, первая база 20которого соединена с одним входом формирователя импульсов 6, эмиттер 21через конденсатор 22 и последовательно соединенные диод 23 и первый резистор 24 подключен к первому выходу 25 источника 8 опорного напряжения и другому входу формирователя импульсов 6. Точка соединения диода 23 и первого резистора 24 подключена к первому выводу 26 второго резистора 27. Втррой выход 28 источника 8 опорного напряжения соединен с вторым вы водом 29 второго резистора 27 и первым выходом 17 датчика 10 выходного напряжения, второй выход 30 которого подключен к второму выходу 31 задатчика 14 напряжения. Выход 32 интегратора 11 соединен с второй базой 33 однопереходного транзистора 19. Интегратор 11 выполнен на операционном усилителе 34, инвертирующий 35 и неинвертируюг1 1й 36 входы которо го через резисторы 37 и 38 подключены соответственно к одному 12 и другому 15 входу интегратора 11, между выходом 32 которого и .инвертирующим входом 35 включены соединенные параллельно резистор 39 и кон денсатор 40. На фиг. 2 приняты следующие обозн чения напряжения: 41 - на входных выводах; 42 - на выходных выводах 43 - на выходе задатчика 14; 44 на выходе датчика 10J 45 - на выходе 32 интегратора-, 46 - между базами 20 и 33 однопереходного транзистора 19; 48 - на выходе формирователя 6 импульсов. Стабилизатор напряжения работает следующим образом. После включения питающих напряжений импульсы управления вырабатываемые в блоке 7 управления, подаются на управляющий вход регулирующего элемента 1. В блоке 7 реализован фазовращающий способ вертикального управления, позволяющий регулировать угол фазового сдвига и,- следовательно, изменять напряжение на нагрузке, подключенной к выходным клеммам 5. На вход интегратора 11 подается постоянное стабилизированное напряжение с выхода 13 задатчика 14 (диаграмма 43) и включенное последовательно с ним пульсирующее напряжение обратной связи, которое снимается с выхода задатчика 10 выходного напряжения (диаграмма 44). На входе интегратора 11 происходит сравнение задающего стабилизированного уровня напряжения с пульсирующим напряжением, причем задающий стабилизированньй уровень может меняться от нуля до заданного значения . Результирующий сигнал преобразуется в интеграторе 11 в управляющий уровень (диаграмма 45) генератора 18 импульсов на однопереходном транзисторе 19. Пилообразное напряжение, формируемое на конденсаторе 22 генератора (диаграмма 47), синхронизированное источником опорного напряжения в моменты перехода периодического напряжения сети через нулевое значение, сравнивается с управляющим уровнем, поступающим с выхода интегратора 11. Б. результате этого сравнения получаются импульсы запуска регулирующего элемента (диаграмма 48), которые усиливаются формирователем 6 импульсов и подаются на управляющие вхоДы тиристоров регулирующего элемента 1. Регулирование напряжения на нагрузке осуществляется изменением задающего стабилизированного уровня задатчика 14, который повышается (понижается) например, автоматически с заданной скоростью до требуемой величины. При отклонении напряжения сети на вххэдных выр.одах 2 от номинального значения изменяется сигнал рассогласования между задающим стабилизированным уровнем задатчика 14 и- пульсирующим напряжением,пропорциональным мгновенному значению выходного напряжения на нагрузке,

Повьшение надежности регулирования достигается в результате последовательного включения источника опорного напряжения, датчика выходного напряжения и задатчика напряжения, а также подключения не- , точника опорного напряжения через второй резистор и диод к конденсатору генератора импульсов, что повышает помехоустойчивость блока управления .

1.СТАБИЛИЗАТОР ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий регулирующий элемент на тиристорах, включенный между входными и выход ныт и выводами, формирователь импульсов, выходом соединенный с управляющими входами тиристоров, блок управления, включающий в себя источник опорного напряжения, входом связанный с входт ными выводами, датчик выходного напряжения, входом подключенный к выходнь м выводам, «интегратор, один вход которого соединен с первым выходом задатчика напряжения, другой вход и общая шина интегратора подключены к первому вь1ходу датчика выходного напряжения, генератор импульсов на однопереходном транзисторе, первая база которого соединена с одним входом формирователя импульсов, эмиттер через конденсатор и последовательно соединенные диод и первый резистор подключен к первому выходу источника опорного напряжения и другому входу формирователя иЫпульсов, точка соединения диода и первого резистора подключена к первому выводу второго резистора, о тличающийся тем, что, с целью повышения надежности регулирования выходного напряжения, втоg рой выход источника опорного напряжения соединен с вторым выводом второго резистора и первым выходом датчика выходного напряжения, второй выход которого подключен к вто§ рому выходу задатчика напряжения, а вькод интегратора соединен с второй базой однопереходного транзистора. 2. Стабилизатор по п. 1, отличающийся тем, что,с целью 00 4 повышения стабильности, интегратор вьшопнен на операционном усилителе, инвертирующий и неинвертирующий входы SO которого через одни резисторы подключены соответственно к одному и другому входам интегратора, между выходом которого и инвертирующим входом включены соединенные параллельно резистор и конденсатор.

4/

ЛИ

47

«3

X ff

о