Дискретный стабилизатор переменного напряжения Советский патент 1984 года по МПК G05F1/12 

Изобрет енйе относится к электротехнике и может быть использовано в источниках питания газовых лазеров. Известны стабилизаторы переменного напряжения, первые из них построены на тиристорных регуляторах переменного напряжения, использующих фазовый принцип, регулирования. Такой регулятор содержит полупроводниковые ключи, включенные между источником переменного напряжения и нагрузкой, управляющие электроды ключей подключены к устройству управления С I Его недостатком является то, что использование фазового принципа регулирования искажает форму напряж ния на выходе регулятора. Кроме того регулирование и стабилизация выходно го напряжения, регулятора осуществля ется только по среднему значению этого напряжения, что ограничивает область применения регуляторов с фазовым принципом регулирования, особенно при питании газовых лазеров Наиболее близкий дискретный стаб лизатор переменного напряжения содержит исполнительный орган, каящ из управляющих входов которого соединен через формирователь с выходом соответствующего элемента И, первые входы элементов И соединены с цепьто синхронизации, а вторые входы соеди нены с соответствующим выходом реверсивного счетчика, вход вычитания которого соединен со вторым входом блока управления, блок сравнения, первый вход которого соединен с цепью обратной связи, а второй вход соединен с цепью регулиров,ания. Выходное напряжение такого регулято ра стабилизировано и не искажено 2 Его недостатком является то, что время, необходимое для установки заданного значения выходного напряжения, велико. Это происходит потому, что напряжение на выходе исполнительного органа изменяется с заданной дискретностью в моменты перехода переменного напряжения через 0. До тех пор, пока существуе сигнал рассогласования на выходе блока сравнения, что бывает при отсутствии равенства сигнала обратной связи и сигнала регулирования, сигналы с выходов блока управления будут управлять реверсивным счетчи;Ком. С выхода счетчика сигналы по692ступают на элементы И и в моменты, синхронизированные с частотой сети, будут воздействовать через формирователи на ключи исполнительного органа. При этом коэффициент трансформации трансформатора исполнительного органа будет меняться, и соответственно будет меняться выходное напряжение и сигнал обратной связи. Когда напряжение обратной связи станет равным напряжению регулирования, сигнал рассогласования на выходе блока сравнения станет равным 0. Этот момент соответствует получению заданного напряжения на выходе регулятора. Это ограничивает функциональньге возможности и область применения регулятора при повторно кратковременных включениях напряжения. Этот недостаток особенно проявляет себя при использовании такого регулятора в качестве источника питания газового лазера, предназначенного для работы в режиме кратковременной генерации, так как фронты импульса генерации получаются затянутыми. Цель изобретения - расширение функциональных возможйрстей регулятора-стабилизатора напряжения за счет мгновенного подъема напряжения. I . , . Поставленная цель достигается тем, что в дискретный стабилизатор переменного напряжения, содержащий исполнительный орган,, каждый из управляющих входов которого соединен через формирователь с выходом соответствующего элемента И, первые входы элементов И соединены с цепью синхронизации, а вторые входы соединены с соответствующим выходом реверсивного счетчика, вход вычитания которого соединен со вторым входом блока управления, блок сравнения, первьй вход которого соединен с цепью обратной связи, а второй вход соединен с цепью регулирования, введены преобразователь аьшлитудадлительность генератор, два элемента ИЛИ и ключ, а элементы И снабжены третьим входом, причем третьи входы элементов И соединены со входом генератора и с выходом преобразователя амплитуда-длительность, вход которого соединен соответственно со вторым входом блока сравнения, выход jcoToporo соединен с первым входом ключа,второй вход и выход которого соединены соответственно с первым входом блока сравнения и входом блока управления, первый вход блока управления соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом генератора н счетньм входом реверсивното счетчика, третий выход блока управления соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом преобразователя аналогдлительность и суммирующим входом реверсивного счетчика. На чертеже приведена схема стабилизатора. Дискретный стабилизатор переменного напряжения содержит исполнительный орган 1 ,казедыйуправлякяций вход которого соединен через формир ватель 2 с выходом соответствующего элемента И 3-7, первые входы элемен тов И 3-7 соединены с цепью синхрон зации, вторые входы элементов И 3-7 соединены с сбответствунзщим выходом реверсивного счетчика 8, вход вычит ния (-1 ) которого соединен со вторы выходом блока управления 9, блок сравнения 10, первый вкод которого соединен с цепью обратной связи, а второй вход соединен с цепью регули рования, третьи входы элементов И 3-7 соединены со входом генератора J1 и с выходом преобразователя ампл туда-длительность 12, вход которого соединен со вторым входом блока сравнения 10, выход которого соединен с первым входом слюча 13, второ вход и выход KJB04a соединены соответственно с первым входом блока сравнения 10 и входом блока управле ния 9, первый выход блока управления 9 соединен с первъм входом первого элемента ИЛИ 14, второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом генератора ,11 и; счетным входом (С )реверсивного счет чика 8, третий выход блока управления 9 соединен с первым входом втор го элемента ИЛИ 15, второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом преобразователя амплитуда-длительность 12 и суммир тощим входом ( + 1) реверсивиого счетчика 8. Дискретный стабилизатор переменного напряжения работает следукядим образом. При подаче напряжения сети на стабилизатор выходное напряжение отсутствует, и отсутствует напряжение обратной связи на первом входе блока сравнения 10 и втором входе ключа 13. Отсутствует также напряжение регулирования на входе преобразователя амплитуда-длительность 12 и втором входе блока сравнения 10. При этом на выходе преобразователя 12 отсутствует импульс, на выходе блока сравнения 10 отсутствует сигнал рассогласования, ключ 13 закрыт, и на входе и вьпсодах блока управления 9 отсутствуют сигналы управления. Счетчик 8 находится в исходном состоянии, и на его выходах отсутствуют сигналы управления исполнительным органом 1. На .выходе генератора 11 отсутствуют импульсы. При подаче напряжения регулирования на вход преобразователя 12 и второй вход блока сравнения 10 на выходе блока сравнения появляется сигнал рассогласования, который поступает на первый вход ключа 13, но не проходит на вход блока управления 9, так как ключ 13 закрыт из-за отсутствия напряжения обратной связи на его втором входе. Преобразователь 12 вырабатывает импульс, длительность которого пропорциональна величине напряжения регулирования. .Этот импульс с выхода преобразователя 12 поступает на третьи входы элементов И 3-7 и блокирует их. Одновременно этот импульс через элемент ИЛИ 15 поступает на суммирующий вход ( + 1 счетчика 8 и подготавливает его к операции суммирования. Опновременно этот же импульс поступает на вход генератора bJ. На выходе генератора появляются последовательность импульсов, которая через.элемент ИЛИ 14 проходит на .счетный вход (,С)счет- чика 8. Число импульсов а выходе генератора 1I зависит от длительности импульса на его входе и пропорционально напряжению регулирования. Счетчик 8, осуществив операцию суммирования, устанавливаются в определенном состоянии. При этом, на его выходах появляется комбинация сигналов, соответствующая заданному выходному напряжению стабилизатора. В момент окончания импульса на выходе преобразователя 12 снимается управление со входа генератора 11 и суммирующего входа ) счетчика 8.

Одновременно прекращается блокировка элементов И 3-7 по их третьим входам В момент прихода сигнала синхронизации на первые входы элементов И 3-7 сигналы управления с выхода счетчика 8 проходят на формирователь 2, которьй формирует сигналы управления исполнительным органом 1. Исполнительный орган включается и на его выходе, мгновенно появляется з аДанное напряжение, пропорциональное напряжению регулирования. На первый вход блока сравнения 10 и второй вход ключа 13 приходит: напряжение обратной связи. Йри этом клно;ч 13 становится проводящим для сигнала рассогласования с выхода блока сравнения 10. Но если в первый момен времени напряжение обратной связи равно напряжению регулирования то сигнал расс;огласования на вьисоде блока сравнения 10 будет отсутствовать, и блок управления 9 ме будет управляться по его входу, и следовательно, выходное напряжение стабилизатора не изменится. Если в силу каких-либо дестабилизирующих факторов (например за счет изменения напряжения сети изменится выходное напряжение, то иэменит,ся и .напряжение обратной связи. При этом сигнал рассогласования с выхода

блока сравнения 10 пройдет через проводящий ключ 13 на вход блока управления 9. С его первого выхода счетны импульсы поступят через элемент ИЛИ

14на счетный вход счетчика. Одновременно, если выходное напряжение меньше заданного, то с третьего выхода блока управления 9 сигнал суммирования пройдет через элемент ИЛИ

15на суммирующийвход (+П счетчика 8, а если выходное напряжение стабилизатора больще заданного, то с второго выхода блока управления 9 сигнал вычитания поступит на вычитающий вход (-1 )счетчика 8.

Таким образом, стабилизатор работает в двух режимах, автоматически следующих один за другим. Первый режим - режим мгновенной установки заданного напряжения. Второй режим рехям стабилизации. Причем первый режим автоматически реализуется при подаче напряжения регулирования и отсутствии выходного напряжения регулятора-стабилизатора, а второй режим автоматически реализуется после окончания первого режима. Т,е. в предложенном регуляторе-стабилизаторе реализован принцип, независимости управления исполнительным органом по .двум различньм каналам.

Выход

ДИСКРЕТНЬЙ СТАБИЛИЗАТОР ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий исполнительный орган, каждый управляющий вход которого соединен через Формирователь с выходом соответствующего элемента И, первые входы элементов И соединены с- цепью синхронизации, а вторые входы соединены с соответствующим выходом реверсивного счетчика, вход вычитания которого соединен с вторым выходом блока управления, блок сравнения, первый вход которого соединен с цепью обратной связи, а второй вход соединен с цепью регулирования., о т л и ч аю- щ и и с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей 1 за счет мгновенного подъема выходноI го напряжения, в него введены преобразователь амплитуда-длительность, генератор, два элемента ИЛИ и ключ, а каждый элемент И снабжен третьим входом, причем третьи входа элементов И соединены с входом генератора и с выходом преобразователя амплитуда-длительность, вход которого соединен с.вторым входом блока сравнения, выход которого соединен с первым входом ключа, второй вход и выход которогосоединены соответственно с первым входом блока 1 сравнения и входом блока управления, первый выход блока управления соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, второй вход и выход которого соединен соответственно е выходом генератора и счетным входом реверсивного счетчика, третий выход блока управления соединен с первЕш входом второго элемента ИЛИ, второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом преобразователя амплитуда-длительность и суммйруняцим входом реверсивного счетчика.

л л л лШ Ш Ш Ш Ш

(у

Синхр.