Преобразователь переменного напряжения в постоянное Советский патент 1985 года по МПК H02M7/04 

1 . . 1 Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в выпрямительных устройствах, к кото рым предъявляются высокие требования по стабилизации и быстродействию. Цель изобретения - повышение быстродействия. На фиг. 1 приведена лок-схема преобразователя; . 2 - диаграм ма его работы. . . Преобразователь переменного напря жения в постоянное содержит вьшрямитель 1, выход которого подключен к входу сглаживающего фильтра 2, вы ходом подключенного к первому входу первого сумматора 3 и к входу усилителя 4, дифференциатор 5, второй, сум матор 6, один вход которого подключен к выходу, а другой - к входу диф ференциатора 5 и к выходу первого сумматора 3, ключ 7 и блок 8 управле ния. Последний содержит последовательно соединенные формирователь 9 прямоугольных импульсов, второй выпрямитель 10, расширитель 11 импульсов, элемент 12 задержки, логический элемент НЕ 13 и двухвходовый логический элемент И 14. Второй вход логического элемента И 14 соединен с выходом расширителя 11 импульсов, Ключ 7 присоедине к выходу усилителя 4 и второму входу сумматора 3. Блок 8 управления входом подключен к выходу усилителя 4, а выходом - к управляющему входу ключа 7. Устройство работает следующим образом. В установившемся режиме пульсирую щее напряжение с выхода выпрямителя 1 поступает на сглаживающий фильтр 2, в котором осуществляется первый этап поглощения переменной Составляющей напряжения. Напряжение с выхода фильтра 2 поступает на вход усилителя 4 и на второй вход первого сумматора 3, Выход блока 8 управления находится в состоянии (логический О на выходе), при котором ключ 7 замкнут и объединяет выход усилителя 4 с вторым входом сумматора 3. Выделяе мое усилителем 4 напряжение пульсации не содержит постоянной составляю щей и находится в противофазе с пуль сациями напряжения на его входе, поступающего на первый вход сумматора 3, в котором осуществляется окон1чательная компенсация пульсаций. Так как выделенная на выходе первото сумматора 3 постоянная составляющая напряжения не изменяется во времени, то на выходе дифференциатора 5 напряжение равно нулю и второй сумматор 6 работает в режиме повторителя напряжения с выхода первого сумматора 3. Формирователь 9 прямоугольны с импульсов в блоке 8 управления выби- : рается таким образом, что его порог чyвQтвитeльнocти выше наибольших пульсаций в напряжении на выходе усилителя 4 переменного напряжения в установившемся режиме. При этом все последующие элементы в блоке 8 управления не возбуждаются и на его выходе сохраняется логический ноль, при котором ключ 7 замкнут. При скачкообразном увеличении напряжения на входе устройства, например при подключении источника переменного напряжения на вход выпрямителя t, напряжение на выходе сглаживающего фильтра 2 быстро выходит на уровень установившегося значения, переходит его и совершает несколько быстро затухающих колебаний около линии установившегося значения (фиг. 2, Ui - напряжения на выходах блоков; i - порядковый номер блока согласно фиг. 1). Начиная с момента включения на выходе усилителя 4 появляется напряжение, превышающее порог чувствительности формирователя 9 прямоугольных импульсов в блоке 8 управления . В формирователе 9 прямоугольных импульсов вьфабатьшается сигнум-функ-. ция рт вьщеленной переменной составляющей. При этом второй двухполу- перйодный вьшрямитель 10 формирует последовательность одйополярных импульсов со скважностью, определяемой порогом чувствительности формирователя 9 прямоугольных импульсов. На выходе расширителя 11 импульсов имеет место сплошной сигнал в течение всего переходного процесса. Этот сигнал приходит в виде логической 1 на второй вход логического элемента И.14 и запускает элемент 12 задержки. До срабатывания элемента 12 задержки на его выходе присутствует логический О, следовательно, на выходе логического элемента НЕ 13, а значит, и на первом входе логического элемента И 14 - логическая 1. Поэтому 3 . логическая 1 проходит на выход логического элемента И 14 и переводи ключ 7 в разомкнутое состояние, Это переключение осуществляется без задержки практически и в момент начала переходного процесса. Пока ключ 7 разомкнут процесс выхода усилителя 4 на рабочий участок не оказывает влия ния на качество выходного напряжения устройства. При этом первый сумматор 3 работает как повторитель напряжения с, фильтра 2. На втором cyN MaTope 6 осуществляется сумм1фование сигнала от первого сумматора 3 с его первой производной от дифференциатора 5, что позволяет существенно увеличить скорость дости жения установившегося значения. Через заданное время tj (фиг. 2) соответствующее моменту пересечения возрастающего напряжения на выходе фильтра 2 с уровнем установившегося значения, срабатывает элемент 12 задержки, на его выходе появляетря логическая 1.. После инверсии в логическом элементе НЕ 13 сигнал логического О поступает на первый вход логического элемента И 14. На его выходе появляется логический О что приводит к замыканию ключа 7 (возврат, в исходное положение.) . С этого момента на выходе первого сумматора 3 вьщеляется постоянная составляющая на уровне установившего ся значения. Так как постоянная времени фильт. ра.2 является параметром, который зависит от значений входного сиг114нала, то можно считать, что всегда время от начала переходного .процесса (при включении) до,момента первого пересечения возрастающего напряжения на выходе фильтра с линией установившегося значения неизменно и поддается вычислению по параметрам фильтра. При скачкообразном снижении напряжения на входе устройства (отключении) характер переходного процесса на выходе фильтра 2 низкой- частоты близок к описанному при включении. Отличие состоит в том, что имеет место быстрое снижение напряжения до нуля с последующим быстро затухающим колебанием около нулевой линии. В этом случае также имеет место в момент начала переходного процесса возбуждение блока 8 управления, без задержки отключается ключ 7 и через время t ключ возвращается в исходное положение. От начала процесса до t снижающееся напряжение с выхода фильтра 2 (без компенсации) проходит на выход первого сумматора 3. Так как первая производная от снижающегося напряжения отрицательная, то во втором CJ Mматоре 6 происходит вычитание входных сигналов, обуславливающее крутой фронт (высокую скорость) снижения выходного напряжения. Начиная с момента t включается ключ, и продолжающиеся колебания напряжения с выхода фипьтра 2 компенсируются в сум-., маторе 3,

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ, содержащий первый выпрямитель, выход которого подключен к входу сглаживающего фильтра, подключенного выходом к первому входу первого сумматора и к входу усилителя, дифференциатор и второй сумматор, один вход которого подключен к выходу, а другой - . к входу дифференциатора и к вьтходу первого сумматора, о т л и ч аю1ц и и с я тем, что, с целью повышения быстродействия, дополнительно введены ключ и блок управления ш, включающий в себя последовательно соединенные формирователь прямоугольных импульсов, второй вьтрямитель, расширитель импульсов, элемент задержки, логический элемент НЕ и по первому входу двухвходовый логический элемент И, причем второй вход сл логического элемента И соединен с выходом расширителя импульсов, ключ присоединен к выходу-усилителя и второму входу первого сумматора, а блок управления входом подключен к выходу усилителя, а выходом - к управляющему ь входу ключа. о сд

(иг.1