Стабилизатор переменного напряжения Советский патент 1986 года по МПК G05F1/30 

19 и 20 -.отрицательное напряжение. На выходе узла 25 напряжение равно

,Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может быть использовано для построения высокоточны быстродействующих стабилизаторов пере манного напряжения дискретного действ

Целью изобретения является повышение быстродействия стабилизатора переменного напряжения.

На фиг. 1 предоставлена функцио- нальная схема стабилизатора; на фиг. 2-4 - эпюры напряжений в основных точках схемы.

Устройство содержит регулирующий орган 1 дискретного действия, соеди- ненный управляющими входами через усилители 2 управления с реверсивнь м счетчиком 3, пороговые элементы 4 и 5, каждый из которых состоит из стробируемого компаратора 6 и источ- ника 7 опорного напряжения, выходами со единенные соответс7 венно с входами прямого и обратного счета реверсивного счетчика 3, а также через элемент ИЛИ 8 и узел 9 блокировки - с запрещающим входом усилителей 2 управления, измерительный трансформатор ГО, подсоединенный первичной обмоткой к выходу, стабилизатора, а вторичной через выпрямитель i1 к параметрическому стабилизатору, выполненному на стабилитроне 12 и резисторе 13, интегратор 14 с ключом 15 сброса, подключенный входом к резистору 13 параметрического стабили- затора, куда также подсоединен вход формирователя 16 стробирующих импульсов, а выходом - ко входам пороговых элементов 4 и 5, формирователи 17 и 18 времени изменения и импульсов. разряда интегратора, причем первый из них соединен входом с выходом формирователя 16 стробирующих импульсов, а выходом - со входом втрого, выход же формирователя 18 им- пульсо.в разряда интегратора подключен к управляющему входу ключа сброса интегратора 15, два вычитателя 19 и 20 напряжения,неинвертирующий

О, преобразователь 2 не работаеУ. А ил.

вход ггервого из них и инвертирующий второго подсоединен к выходу интегратора 14, а другими входами они соответственно подключены к выходам чс точникоЕ: 7 большего и меньшего опорных напряжений ,пороговых элементов 4 и 5, преобразователь 21.напряжения в число импульсов, состоящий из генератора 22 пилообразного напряжения компаратора 23 и генератора 24 импулсов, причем выход генератора 22 пилообразного напряжения соединен с неин Е1ертирую1цим входом компаратора 23, второй вход которого соединен через узел 25 выделения положительного напряжения с выходами вычитат.елей 19 и 20, а выход - управляющим входом генератора 24 импульсов, выход же генератора 24 через элемент ИЛИ 26 соединен со стробирующими входами пороговых элементов 4 и 5, второй вход элемента 26 соединен с вь ходом формирователя 16 стробирующих импульсов, куда также подключен вход разряда пилообразного напряжения.

В работе стабилизатора дискретного действия (фиг. 2) можно вьщелить три возможных режима:

аых Ug,),.„,„

. ): t-nax

Bblli .rnin Выч BblXfTio.x

На фиг. 2f( показан отрицательный полупериод напряжения 27, снимаемого со ггорнчной обмотки измерительного т зансформатора 10 при первом режиме работы. После вычитания из напряжения 27 напряжения 28 па стабилитроне 12 и резисторе 13 вьще- литря напряжение 29 (фиг. 2 Б ) которое подается на вход интегратора 14. На фиг. 21,г,,лс показаны импульсы стробирующий 30,, времени измерения 31, сброса интегратора 32, запрета 33, выpaбaтывae ыe соответственно формирователями стробирующих импульсов 16, времени измерения 17, сброса интегратора 18 и узлом 9 блокировки, причем импульс запрета 33 вырабатывается только в первых двух режимах работы стабилизатора, а все остальные импульсы - при всех трех. На фиг. 2 е показана форма напряжения на выходе интегратора 34 в первом режиме, а также опорные U

и„

riCLX

И

.срабатывания пороговых элементов 4 и 5 соответственно, определяемые их источниками 7 опорных напряжений, причем пороговый эле-, мент 4 пропускает строби|рующий импульс 30 на вход прямого счета реверсивного счетчика 3 при условии, что напряжение на выходе интегратора Г4 превьшает уровень U 35, а пороговьй элемент 5-пропускает стробирующий импульс 30 на вход об- ратно.го счета реверсивного счетчика 3 при условии, что напряжение 34 на выходе интегратора 14 меньше

Ub,in 36. :

На фиг. 2, показаны напряжения 37 и 38 на выходах вычитателей соответственно 19 и 20, величины которых во время прохождения импульса времени измерения 31 равны разности между напряжением 34 на выходе интегратора и напряжениями опорных уровней 35 и 36. То из напряжений 37 и 38 которое положительно в этот момент, пропорционально величине отклонения выходного напряжения за границь допустимой зоны нестабильности и передается на выход узла 25 выделения положительного напряж.ения В первом режиме работы устройства с выхода узла 25 снимается напряжение 38, которое сравнивается компаратором 23 преобразователя 21 напряжения в число импульсов с пилообразным напряжением; 39, вырабатьшаемым генератором 22 пилообразного напряжения, который запускается стробиру- ющими импульсами .30.

На фиг. 2к. показан о выходное напряжение 40 компаратора 23, работу которого разрешает импульс напряже- ния 31 формирователя 17 времени измерения, подаваемый на стробирующий вход компаратора 23., Импульс напряжения 40 длительностью t запускает ; генератор 24, частота которого выбирается таким образом, чтобы число выработанных им импульсов за время t было достаточно для такого переклю чения реверсивного счетчика 3, с учетом того, что одно переключение уже

. -

. ;-

произведено стробирующим импульсом 30, которое привело к компенсации отключения выходного напряжения устройства. На фиг. 2А показаны импульсы. 5 напряжения 41 на выходе генератора- . 24, которые через элемент 26 и стробирующий вход компаратора 6 порогового элемента 5 поступают на вход обратного счета счетчика 3. Импульс

10 запрета 33 снимает .управляющее напряжение с тиристоров регулирующего органа 1 до их естественного запирания, что предохраняет регулирующий орган от возможных коротких замыкаJ5 НИИ внутри его структуры во время переключения реверсивного счетчика 3. Если выходное напряжение 42 станет Bbmie максимально допустимого U e,«ix.ntax, . напряжение 43 на выходе интегратора

20 1 станет больше опорного уровня Vf, (фиг. 2н), что приведет к поступлению стробирующего импульса формирователя 16 через э лемент 26 и пороговый элемент 4 на вход прямого

25 счетчика 3 и к снятию управляющих напряжений с регулирующего органа. На фиг. 2о, показаны эпюры напряжений 44 и 45 на выходах вьр1итателей соответственно 19 и 20, первое из

30 них через узел 25 вьщеления положительного напряжения поступает на компаратор 23, где сравнивается с пилообразным напряжением .46. Форма выходных напряжений кс шаратора 23 и генератора 24 показана соответственно на фиг. 2р,с. Импульсы с выхода генератора 24 поступают через элемент 26 и пороговый элемент 4 на .вход прямого счета реверсивного счетчика 3, что приводит к его переключению и в итоге к уменьшению в следующем полупериоде вьпсодного напряжения на определенное число ступеней.

При работе стабилизатора в третьем режиме (фиг.2 m - is) напряжение 46

35

40

45

на выходе интегратора 14 находится между опорными уровнями и- U

При этом ни один из пороговых элементов 4 и 5 не.пропускает строби- .

50 рующие импульсы на входы счетчика 3, а следовательно, он остается в том же устойчивом состоянии, опре- деляющем один из коэффициентов передачи регулирунщего органа Г. Вычи55 татели 19 и 20 в этом режиме в мо- менты действия импульсов с формиро- вателя 17 времени измерения имеют отрицательное напряжение, а следовательно, напряжение на выходе схемы 25 будет равно нулю. Напряжение 4 на выходе компаратора 23 прн ,этом запрещает работу генератора 24 импульсов.

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает восстановление величины своего выходного напряжения при любых изменениях входного в заданном диапазоне стабилизации, в следующем полупериоде после установления факта отклонения, при соблюдении высоких точностных ха™ рактеристик.

Формула изобретения

Стабилизатор переменного напря-- женин, содержащий регулирующий орган дискретного действия, соединенньй входом и выходом соответственно с i входными и выходными зажимами, а управляющими входами через усили- тели управления - с реверсивным счетчиком, входы прямого и обратного счета которого соединены соответственно с выходами первого .и второго «стробируемых пороговых элементов, включающих источники опорных напряжений, узел блокировки, подключенный входом через первый элемент ИЛИ ю выходам пороговых элементов, а ;вьгходом К запрещающему входу усилителей управления, измерительный трансформатор, подключенный первич- iHOft обмоткой к выходным зажимам, а вторичной через вьтрямитель - к Параметрическому стабилизатору, состоящему из стабилитрона и резистора, интегратор с ключом сброса, присоединенный входом к резистору параметрического стабилизатора, к которому также подключен вход формиров;ателя

12А6064л

- - , - - о

стробирующих импульсов, а выxoдo J - к входам пороговых элементов, формирователь импульсов сброса интегра- тора, соединенный выходом с управляющим входо1м ключа сброса интеграто- ра, отличающийся тем, что, с целью повьшения быстродейст- ВИЯ 5 в него введены первый и второй вычитат 2ли напряжения, узел выделения

)0 положительного напряжения, формирователь времени измерения, второй элемент ИЛИ и преобразователь напряжения в число импульсов, состоящий из генератора пилообразного напряжения,,

JS стробируемого компаратора и генератора импульсов, причем неинвертирую- щнй вход первого вычитателя и инвер- тирующи вход второго вычитателя соединены с выходом интегратора, другие

20 входы вычитателей соответственно

подключены к выходам источников опорного напряжения первого и второго noporoBbDC элементов, выходы вычитателей связаны через узел вьщеления

25 положит(2льного напряжения с инвертирующим входом стробируемого компаратора, неинвертирующий вход которого соединен с выходом генератора пилообразного напряжения, выход - с вхо30 дом генератора импульсов, а строби- рующий .- с выходом формироватв ля времени измерения, к которому также подк,пючен вход формирователя импульсов сброса интегратора, вход

,г формирователя времени измерения соединен с выходом формирователя стробирующих импульсов, к которому также: подсоединены вход разряда генератора пилообразного напряжения и один

из.входов второго элемента ШШ,. другой вход которого соединен с выходом, генератора импульсов,а выход -со стро- бирующи1 1и входами пороговых элементов.

M

«tJk-i

L:z::|...:...

r

f J J I

Ф(г.З

ftrfx.min 8ык Л«.л«к

Редактор Н. Егорова

Составитель С. Чернышева

ТехредМ.Ходанич Корректор Л, Пшшпенкр

Заказ 3998/40

Тираж 836

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 1130.35, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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

ФигЯ

Подписное

Изобретение относится к стабилизированным источникам питания переменного тока. Целью изобретения является повьшение быстродействия. Цель достигается тем, что в стабилизатор введены два вычитателя 19 и 20, узел 25 вьщеления положительного напряжения, формирователь 17 времени измерения, элемент ШШ 26 и преобразователь 21 напряжения в число импульсов. При изменении выходного напряжения относительно допустимых уровней формирователь 16 стробирующих импульсов и формирователь 17 разрешают работу преобразователя 21. На выходе преобразователя 21 появляются импульсы, частота которых достаточна для такого переключения реверсивного счетчика 3, которое приведет к компенсации отклонения выходного напряжения. Если выходное напряжение находится между верхним и нижним допустимыми уровнями, ни один из пороговых элементов 4 и 5 не пропускает стробирующие импульсы на счетчик 3. Коэффициент передачи регулирукяцего органа 1 не меняется. На выходах вычитателей i СЛ fJtut tc О) О Од Ji