Стабилизатор переменного напряжения Советский патент 1985 года по МПК G05F1/12 

«

Изобретение относится к электротехнике, в частности к системам стабилизации переменного напряжения и может быть использовано в качестве источника электропитания для аппаратуры радиоэлектроники, средст связи, вычислительных комплексов, . электротехнических установок, особенно к тех случаях, где требуется повьпценная надежность в эксплуатации при минимальной массе источника, повышенном быстродействии регулирования выходного напряжения и его высоком качестве.

Цель изобретения - повьппение эксплуатационной надежности стабилизатора . переменного напряжения.

На фиг, 1 приведена функциональная схема предлагаемого стабилизатора, на фиг, 2 - функциональная схема задающего генератора, вьшолиенного по принципу умножителя частоты с ее фазовой автоподстройкой, на фиг. 3 - схема ключа с блокировкой.

Стабилизатор (фиг, 1) содержит регулирующий орган 1, выполненный например, на модуляторе и демодуляторе, высокочастотные выходы которых соединены обмотками вольтодобавочного трансформатора, и подключенньш через входной фильтр 2 и выключатель 3 к входным клеммам, а через выходной фильтр 4 - к выходным клеммам, куда подключается нагрузка 5. Параллельно нагрузке 5 через трансформатор 6 подсоединен вход выпрямителя 7, выход которого подключен к одному из входов узла 8 сравнения и к входу узла 9 задержки, соединенного выходом с входом источника 10 задакнцего напрят; жения. Другой вход узла 8 сравнения подключен к выходу источника 10 задающего напряжения, а его выход через измерительный преобразователь 11, состоящий из последовательно соединенньЕх; интегратора с обнулением 12 и ячейки 13 памяти, и усилитель 14 связан с управлянлцими входами фазосдвигакщих узлов 15 и 16, Параллельно входным клеммам подключены своими синхронизирующими входами задакнций генератор 17 и нуль-орган 18. Выход -задающего генератора 17 через ключ 19 с блокировкой, управляющий вход которого подсоединен к выходу нуль-органа 18

80,2

соединен с синхронизируклцим входом регулирующего органа 1 и синхронизи.рующими входами фазосдвигающих узлов 15 и 16, Для обеспечивания собственных нужд стабилизатора в нем предусмотрен источник 20 питания, входом подключенный к входным клеммам а выходами - к цепям питания других блоков стабилизатора,

Фазосдвигающие узлы 15 и 16 могут быть выполнены в виде последовательно соединенных генератора пилообразного напряжения (ГПН), синхронизирующий вход которого связан с задающим генератором, компаратора, один вход которого является управляющим, а другой соединен с выходом ГПН, и триггера. Отличие фазосдвигающих узлов один от другого заключается в том, что в одном из них ГПН генерирует линейно-нарастающее напряжение, а в другом - линейно-спадающее.

Задающий генератор (фиг, 2) содержит последовательно соединенные

синхронизатор 21, на вход которого подается питающее напряжение )„ с частотой if , преобразователь 22 частота (время) - напряжение, состоящий из генератора 23 пилообразного

напряжения и ячейки 24 памяти, и управляемого генератора 25, К выходу управляемого генератора 25 через делитель 26 частоты подсоединен формирователь 27 фронта (в простейшем

случае - дифференцирующая цепь), выходом подключенный к управляющему входу ячейки 24 памяти.

Ключ .19 с блокировкой (фиг, 1) может быть вьшолнен на логических

элементах И-НЕ 28-32 (фиг, 3), причем элементы 28-31 представляют собой инверторы, на один из входов элемента 29 подключен выход элемента 30, На вход элемента 28 подается

напряжение с выхода нуль-органа 18 (фиг, 1), вход элемента 32 связан с выходом задающего генератора 17 (фиг, 1), К входу элемента 30 подключен коллектор транзистора 33, в базе

которого установлена цепочка из резистора 34, конденсатора 35 и диода 36, подсоединенная к источнику 37 питания (+Е,), Выход ключа образован выходом у элемента 32,

Нуль-орган 18 (фиг, 1) может быть выполнен на двух транзисторах, в базы которых подключена вторичная обмотка трансформатора, подсоединенно го первичной обмоткой к зажимам питающей сети. Устройство 9 задержки (фиг. 1) в простейшем случае представляет собой сглаживакиций (-С -фильтр. Интегратор 12 с обнулением (фиг. 1) может быть реализован на операционном усилителе, в.обратной связи которого включен конденсатор. зашунтированный разрядньгм ключом (н левым транзистором).. Ячейки 13 и 24 памяти (фиг. 1 и 2 соответственно) могут быть вьшолнены на повторителе напряжения, на вход которого через .ключ (полевой тран-. iSHCTOp) подключен конденсатор малой iемкости. Стабилизатор переменного напряжения работает.следующим образом. При подаче питающего напряжения на его вход (замыкание выключателя 3) происходит нарастание напряжения на выходах источника 20 питания и при достижении им заданного значения на выходе нуль-органа 18 возникают кратковременные импульсы напряжения, генерируемые нуль-органом 18 при каждом переходе через нуль питающего напряжения. Одновременно производится запуск задакицего генератора 17 и синхронизация его работы с частото питающего напряжения. При этом напряжение с выхода нуль-органа-18 поступает на управляющий вход ключа 19 с блокировкой, он замыкается, оставаясь в этом положении до конца работы стабилизатора, и выходное напряжение задающего генератора 17 через ключ 19 поступает на синхронизируилцие выходы фазосдвигающих узлов 15 и 16. На выходе регулирующего органа 1 возникает напряжение, которое через фильтр 4 и трансформатор 6 прикладывается к входу выпрямите- : ля 7. Напряжение с выхода выпрямителя 7, проходя через устройство 9 задержки, поступает на вход источника 10 задающего напряжения. В результате этого его выходное напряжение медленно нарастает и через несколько полупериодов питакицего напряжения достигает заданной величины и в узле 8 сравнения сравнивается с напряжением с выхода выпрямителя. Результат .сравнения с выхода узла 8 сравнения подается на вход измерительного преобразователя. 11 (вход интегратора 12 с обнулением). В интеграторе 12 напряжение интегрируется в каждый полупериод питающего напряжения, а при переходе питающего напряжения через нуль также обнуляется. Результат интегрирования поступает на вход ячейки 13 памяти, где мгновенные значения этого напряжения перед каждым обнулением запоминаются. Сформированный таким образом сигнал управления усиливается усилителем 14 и подается на управляющие входы фазосдвигающих узлов 15 и 16. I В фазосдвигающих узлах напряжение сравниваемся с линейно-нарастающим и линейно-спадающим пилообразными напряжениями, вырабатьгоаемыми в фазосдвигающих узлах. В зависимости от величины напряжения возможны различные режимы работы регулирующего органа, в результате чего на выходных клеммах имеет место стабильное напряжение.

СТАБИЛИЗАТОР ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий регулирующий орган с синхронизирую11р1м и двумя . управляюпщми входами, подключенш) через входной фильтр к входным клеммам, а через выходной фильтр - к выходным клеммам, выпрямитель, входом через гогласугаций трансформатор соединенный с выходными клеммами, узел сравнения, один вход которого подключен к внходу источника задающего напряжения, усилитель, выход которого соединен с управляющими входами двух фазосдвигаюрщх узлов, выходами подключенных к соответствующим управляющим входам регулирующего органа, измерительшлй преобразователь и задаюпрй генератор, отличающийся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности, в него введены узел задержки, ключ с блокировкой и нуль-орган, выходом подключенный к управляющему входу ключа, а входом - к входным клеммам, куда также подключен синхронизирующий вход задаюдего генератора, выход которого через ключ t блокировкой соединен с синхронизирующими входами О) регулирующего органа и двух фазосдвигающих узлов, узел задержки подключен между выходом вьшрямителя и входом источника задающего напряжения, причем выход выпрямителя соединен с другим входом узла сравнения, выход которого через измерительный О) преобразователь подключен к входу Oi усилителя, при этом измерительный о оо преобразователь выполнен в виде последовательно соединенных интегратора с обнулением и ячейки памяти.

17

№

iff f

atf

Фиг. г

J7

r+frtjoГ

2В

..р

Фиг.З

32

bxg