Устройство регулировки напряжения Советский патент 1985 года по МПК G05F5/00 

1 .Изобретение: относится к элементам автоматики и предназначено для плавного отслеживания изменений входного напряжения. Известен стабилизатор напряжения содержащий источник напряжения, регулирующий элемент, источник опорного напряжения, дифференциальный усилитель и конденсатор СП. Однако данное устройство не обеспечивает плавного отслеживания изменений -входного напряжения. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство регулировки напряжения, содержащее источник напряжения, соединенный через регулирующий элемент с вьпсодной щиной и первым выводом конденсатора, датчик тока, первый вьшод которого соединен с первым входом дифференциального ycилитeляj а второй вьшод связан с общей шиной источник опорного напряжения, усилитель, выход которого соединен с управляющим входом регулирующего эле мента, причем второй вывод конденсатора соединен с первым входом дифференциального усилителя, второй вход которого подключен к общей пшне 2. Недостатком известного устройства является низкая надежность, так как рри резких изменениях (например, про валах) входного напряжения через регулирующий элемент могут протекать значительные токи, что может привести к выходу его из строя. Крометого, в известном устройстве при скачкообразном уменьшении входного напря жения отсутствует линейное во времени Ътсл еживание этого уменьшения на вы ходе. Цель изобретения - повышение надежности устройства при одновременно повьщгении точности отслеживания вход кого напрял еиия. Поставленная цель достигается тем что, в устройство регулировки напряжения, содержащее источник напряжения, соединенный через регулировочный элемент с выходной пленой и первы выводом конденсатора, первый датчик тока, первый вьшод которого соединен с первым входом первого дифференциального усилителя, а второй вывод связан с Общей шиной, первый источник опорного напряжения и усилитель выход которого соедга-1ен с управляю- 39 щим входом регулирующего элемента, введены вторые датчик тока, дифференциальный усилитель и источник опорного напряжения, первый и второй управляемые ключи, первый и второй диоды, причем входы первого и второго управляемых ключей соединены с вторым выводом конденсатора, а выходы . с первьа«1И выводами соответственно первого и второго датчиков тока, при этом вторые входы первого и второго диф- . ференциальных усилителей соединены с выходами соответственно первого и второго источников опорного напряЛчвния, а выходы соединены с управляющими входами соответственно второго и первого управляемых ключей и через соответственно первый и второй диоды с входом усилителя при этом первый вывод второго датчика тока подключен к первому входу второго дифференциального усилителя а второй вывод к общей шине, Благодаря указанным особенностям в устройстве обеспечивается плавное отслеживание резких изменений входного напряжения, что обеспечивает .повышение надежности, так как исключаются перегрузки регулирующего элемента. На чертеже представлена функциональная схема-, устройства регу™ : лировки напряжения. Устройство содержит источник 1 напряжения, соединенный через регулирующий элемент 2 с выходной шиной 3 и первой обкладкой конденсатора 4, первый датчик 5 тока первый вывод которого соединен с первым входом первого дифференциального усилителя 6, а второй вывод - с общей шиной. Первый источник 7 опорного напряжения соединен с вторым входом первого дифференциального усилителя 6, Кроме того устройство содержит усилитель 8, второй датчик 9 тока, первый вывод которого соединен с первым входом второго дифгЬереицкального усилителя 10, второй вход которого соединен с выхо дом второго источника II опорного напряжения, а также первый и второй упра пяр. ключи 12 и 13, первый и второй диоды 14 и 15. Второй р-ыцор, конденсгтора 4 соединен с вкодамл первого и второго управляемых ключей 2 и 13, выходы которых соединены с перяыми вывода™ ми соответственно первого и второго датчиков 5 и 9, а управляющие входы - выходами соответственно второго и первого дифференциальных усилителей 6 и 10 и через соответственно второй и первый диоды с входом усилителя 8, выход которого соединен с управляющим входом регулирующего элементна 2, при этом второй вывод второго датчика 9 тока соединен с общей шиной. Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии падение напряжения на датчиках 5 и 9 равно нулю, а между входами дифференциашьных усилителей 6 и 10 приложены постоянные опорные напряжения Е и Епри этом типы ключей 12 и 13 выбира ются такими, чтобы исходное напряжение с выхода дифференциальных уси лителей 6 и 10 замыкало.ключи, а диоды подсоединяются так, чтобы они оказались смещенными в обратном направлении. На выходе устройства устанавливается значение выходного напряжения, равное текущему значению входного сигнала (управляющего )Ugj. При изменении входного сигнала в сторону увеличения на величину, превышающую опорное напряжение Е, на выходе устройства устанавливается напряжение ( Е), после чего начикается линейный заряд конденсатора 4, контролируемый по постоянству зарядного тока, протекающего через датчик 5 и замкнутый ключ 12. При этом выходным сигналом дифференциаль ного усилителя 6 сменившейся полярности ключ 13 размыкается, а диод 14 смещается в прямом направлении. Дифференциальный усилитель 10 остается в исходном состоянии, так как на нем в начальный момент времени проис ходит подтверлщение знака выходного сигнала, а затем, после размыкания ключа 13 на него подается только опорное напряжение Ej,. Постоянство зарядного,тока достигается поддержанием постоянного напряжения, равного EI на датчике 5 тока, и компенсацией его изменения за счет воздействия на регулирующий элемент 2 с помощью усилителя 8, сигнал на вхо да которого зависит от уровня сигнала дифференциальных усилителей 6 и Когда разность между выходным напря 394 жением устройства и новым заданным уровнем напряжения входного управляющего сигнала станет меньше Е, процесс линейной временной развертки заканчивается и устройство приходит в статическое состояние, при котором выходной сигнал равен новому значению входного. При изменении входного сигнала в сторону его уменьшения на величину, превьшзающую опорное напряжение Е2, на выходе устройства устанавливается напряжение Е,, после чего начинается линейный разряд конденсатора 4, контролируемый по постоянству разрядного тока, протекающего через датчик 9 и замкнутый ключ 13, при этом ключ 12 выходным сигналом дифференциального усилителя 10 разомкнут, а диод 15 смещен в прямом направлении. Дифференциальный усилитель 6 находится в исходном состоянии, в котором его выходной сигнал держит ключ 13 замкнутым, а диод 14 - смещенным в обратном направлении. Постоянство зарядного тока достигается поддержа1нием постоянного напряжения (Jj на датчике 9 аналогично описанному ранее. Если уменьшение уровня входного сигнала произошло до того, как выходной сигнал устройства достиг первоначально заданного уровня, то как только входной сигнал станет меньше фактического уровня выходноо (с учетом Е2 ), схема переключается и выходной сигнал начинает плавно и непрерывно уменьшаться,. В случае изменения входного управляющего сигнала со скоростью, при которой падение напряжения И и Ог. на датчиках тока соответственно 5 и 9 не будет превьшгать опорных напряжений соответственно Е и Е, выходное напряжение будет повторять входное напряжение. Таким образом, устройство при постоянстве или медленном изменении входного сигнала напряжения повторяет его на своем выходе, а при резких изменениях входного напряжения ограничивает скорость изменения выходного напряжения, т.е. обеспечивает плавное отслеживание входного напряжения. Благодаря этому отсутствуют перегрузки регу;тирующего элемента и повьшается надежность устройства.

и вых.

УСТРОЙСТВО РЕГУЛИРОВКИ НАПРЯЯЖНИЯ, содержащее источник напряжения, соединенный через регулирующий элемент с выходной шиной и первым выводом конденсатора, первый датчик тока, первый вывод которого соединен с первым входом первого дифференциального усилителя, а второй вывод связан с общей щиной, первый источник опорного напряжения и усилитель, выход которого соединен с управляющим входом регулирующего элемента, отличающеес я тем, что, с целью повьшения надежности устройства при одновременном повышении точности отслеживания входного напряжения, в него введены вторые датчик тока, дифференциальньй усилитель и источник опорного напряжения, первый и второй управляемые ключи, первый и второй диоды, причем входы первого и второго управляемых ключей соединены с вторым выводом конденсатора, а выходы - с первыми вьшрдами соответственно первого и второго датчиков тока, при этом вторые входы первого и второго дифференциальных усилителей соединены с вьгходами соответственно .первого и второго источников (Л опорного напряжения, а выходы соединены с управляющими входами соответственно второго и первого управляемых ключей и через соответственно первый и второй диоды с входомусилителя, при этом первый вьтод второго датчика тока подключен к первому входу второго дифференциального ел ел усилителя, а второй вывод - к общей шине. о:) со