Стабилизатор переменного напряжения Советский патент 1986 года по МПК G05F1/44 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к стабилизаторам переменного напряжения с ключевым регулирующим органом, и может найти прит.1екение там, где необходимо стабилизировать мгновенное значение переменного напряжения, т.е. поддерживать заданную величину и форму выходного напряжения при изменяющейся величине и форме напряженения сети.

Цель изобретения - упрощение устройства и повышение надежности.

На чертеже приведена функциональная схема устройства.

Стабилизатор переменного напряжения между зазкимами сети и нагрузки содержит последовательно вктооченные первый фильтр 15 ключевой регулирующий орган 2 и второй фильтр 3; К управляющему входу ключевого регулирующего органа 2 подключен выход блока 4 сравнения, первьш вход которого подключен к источнику 5 постоянного напрялсения, а второй к выходу блока 6 обратной связи, который включает в себя цифроаналоговый преобразователь 7, выпрямитель 8 fi постоянный запоминающий узел 9, Блок 10 управления и синхронизации входом подключен к зажимам сети и состоит из счетчика 11, нуль-формирователя 12 и умножителя 13 частоты сети. Вход нуль- формирователя 12 является входом блока 10 управления и синхронизации. Выход нуль-формирователя 12 непосредственно подключен к входу обнуления счетчика 11 и через умножитель 13 частоты к счетному входу этого счетчика. Выход счетчика 11 через постоянный запоминающий узел 9 подключен к цифровому входу цифроаналогового преобразователя 7, аналоговьй вход которого через выпрямитель 8 подключен к контролируемому напряжению (либо к нагрузке при регулировании по отклонению, либо к за кимам сети при регулировании по возмущению) . цифроаналогового преобразователя 7 является вы-ходом блока 6 обратной связи и подключен к одному из входов блока сравнения.

Нуль формироватех(ь 12 может быть выполнен на основе микросхемы компаратора напряжения с формирователем коротких ш-шульсов по обоим фронтам его вьпсодного сигнала.

При стабильной частоте сети и достаточно большом N (N 100-200) умножитель 13 частоты сети может быть выполн€;н по схеме мультивизатора с частотой N/T, где Т полупериод сетевого напряжерп- я. При изменяющейся частоте ceTPz умножитель 13 частоты может быть выполнен, наирт кр, на управляемом делителе частоты, в котором частота высокочастотного генератора тактовых импульсов f делится на пере„ . fT ,

мениыи код PV --- 5 формируемый в

управляюп1;ем счетчике через каждый полупериод частоты сети путем.заполнения его иг 1пульсами частоты f/N,

где И - коээфициент деления неуправляемого делителя. Тогда на выходе управляемого делителя частоты формируется частота N/T, пропорциональная частоте сети,

Узлы 115 9 и 7 легко выполняются на типовых микросхемах двоичных счетчиков, постоянных запоминающих устройств и умножающих цифроаналоговых преобразователей.

Принцип работы стабилизатора переменного напряжения состоит в следующем .

Если - ол сква;кность выходных импульсов ключевого регулирующего органа увеличивается, если

i и.

f;.

аап

скважность уменьшается, приводя

соответственно к меньшению или увеличению выходного напряжения, которое таким образом поддерживается постоянным.

При отклонении формы выходного напряжения от синусоидальной напряжение , в течение полупериода сети непостоянно. Сигнал ошибки., возникаю- цщй при его сравнении с , , изменяет скважность выходных импульсов ключевого регулирующего органа так, что форма выходного напряжения стабилизатора приближается к синусоидальной.

З суановившееся значсгние. статической ошибки fiX для замкнутой системы стабилизации определяется через ошибку АХр разомкнутой системы регулирования как

ЛХ

i + W

гйе W К,

Кцсхп

к„ коэффициент передачи разомкнутой системы; коэффициент передачи регулирующего органа совместно с фи.мьт- ром 3;

3

К - коэс|)фициент передачи ЦАП от аналогового входа к выходу.

Если ключевой регулирующий орган работает с частотой, в N раз превы- шающей частоту сети, его коэффициент передачи на .-м интервале равен

,„ Sin /- ,

где К - Некоторый постоянный

коэффициент;

/1 1,2,,..N- номер интервала, отсчитываемый от нуля напряжения сети. Коэффициент передачи ЦАП равен

К

Ji iB - .

цап

2 Sin А 2

Таким образом, коэффициент дачи разомкнутой системы

W Кр - К,,

.

постоянен и не зависит -от номера интервала 1 1,2,...,N. Значит и точ- ность стабилизации замкнутой системы постоянна и может быть сделана как угодно высокой с помощью увеличения W.

В режиме управления по возмущению вход блока 6 обратной связи подключается к зажимам сети. И в этом случае в результате сравнения с Цз„ формируется сигнал, изменяющий скважность импульсов на выходе регулирующего органа 2 таким образом, что мгновенное значение напряжения на выходе стабилизатора поддерживается, стабильным и заданной формы. Причем форма выходного напряжения обратно пропорциональна функции, таблица значений которой записана в ячейках памти узла 9. Необходимо только, чтобы это напряжение переходило через нуль синхронно с напряжением сети.

Редактор Н.Бобкова

Составитель С.Чернышева

Техред В.Кадар Корректор А.Тяско

Заказ 2769/49 Тираж 836 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений .и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. Д/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4.

233

s

fO

15

20

25

-JQ

35

1224

Формула изобретения

Стабилизатор переменного напряжения , содержащий первый фильтр, входом соединенный с входным выводом, а выходом через ключевой регулирующий орган - с входом второго фильтра, выход которого подключен к выходному выводу и к первому входу блока обратной связи, выход которого соединен с первым входом блока сравнения, второй вход которого подключен к источнику постоянного напряжения, а выход - к управляющему входу ключевого регулирующего органа, блок управления и синхронизации, включающий умножитель частоты сети, входом соединенный с входнь м выводом, а выходом с вторым входом блока обратной связи, отличающийся тем, что, с целью упрощения и повьшения надежности, блок обратной связи выполнен на выпрямителе, цифроаналоговом преобразователе и постоянном запоминающем узле , а в блок управления и синхронизации введены нуль-формирователь и счетчик, причем первый вход блока обратной связи соединен с входом выпрямителя, выход которого подключен к аналоговому входу цифроаналогового преобразователя, цифровой вход которого соединен с выходом постоянного запоминающего узла, вход которого подключен к второму входу блока обратной связи, а выход цифроаналогового преобразователя соединен с выходом блока обратной связи, при этом вход нуль-формирователя, подключен к входу блока управления и синхронизации , а выход - к входу обнуления счетчика непосредственно и к счетному входу счетчика через умножитель частоты сети, выход счетчика соединен с выходом блока управления и синхронизации.

Изобретение относится к области стабилизированных источников питания. Целью изобретения является упрощение и повьшение надежности стабилизатора переменного напряжения. Это достигается тем, что блок 6 обратной связи выполнен на выпрямителе 8, цифроана- логовом преобразоветеле 7 и запоминающем узле 9, а в блок 10 управления введены нуль-формирователь 12 и счетчик 11. В блоке 4 сравнения сравнивается опорное напряжение U с напряжением U с выхода блока 6. Если и UOP , то скважность выходных импульсов ключевого регулирующего органа 2 увеличивается, если Ug --U, скважность уменьщается. Это приводит к соответствующему уменьшению или увеличению выходного напряжения, которое таким образом поддерживается постоянным. 1 ил. с ю (Л (/тти /(накрузне