Стабилизатор переменного напряжения Советский патент 1987 года по МПК G05F1/44 

113

. Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в системах электропитания радиоэлектронной и вычислительной аппаратуры.

Целью изобретения является увеличение быстродействия стабилизатора.

На фиг.1 представлена схема предлагаемого стабилизатора переменного напряжения; на фиг.2 - диаграммы, поясняющие работу стабилизатора переменного напряжения.

Стабилизатор переменного напряжения (фиг.1) содержит регулирующий орган 1 дискретного действия, реверсивный счетчик 2, первый и второй дешифраторы 3 и 4, усилитель 5 управления, первый и второй конъюнкторы 6 и 7, инвертор 8, компаратор 9, выпрямитель 10, мультивибратор 11, фазовращатель 12, формирователь 13 импульсов, узел 14 выборки с запоминанием, операционный усилитель 15, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 16, второй реверсивный счетчик 17, третий дешифратор 18, третий конъюнк- тор 19. На фиг.2 приняты следующие обозначения; 20 - напряже1ше на входных и выходных выводах; 2 - напряжение на выходе фазовращателя 12; 22 - напряжение на выходе формировате-пя 13 импульсов; 23 - напряжение на выходе выпрямителя 10; 24 - напряжение на выходе устройства 14 выборки с запоминанием.

Регулирующий орган 1 дискретного действия содержит трансформатор, обмотки которого коммутируются ключевыми элементами. Реверсивные счетчики 2 и 17 вьтолнены на микросхеме К155ИЕ7, дешифраторы 3 и 4 реализованы на микросхеме К155ВДЗ. Усилители управления 5 выполнены в виде транзисторных ключей, управляющих ключевыми элементами регулирующего органа 1. Конъюнкторы 6, 7 и I9 выполнены на микросхеме К155ЛА4. Инвертор 9 выполнен на микросхеме К155ЛН1, вьтрямитель 10 собран на микросхеме 542НДЛ ипи КЦ405. Мультивибратор 11 содержит микросхему К155ЛАЗ, фазовращатель 12 собран на основе резистив- но-емкостного моста. Формирователь 13 импульсов, узел 14 выборки с запоминанием, операционньй усилитель 15 вьтолнены на основе микросхем К140У1 ЗА. Узел 14 выборки с запоминанием содержит операционньй усилитель, выход, которого является выходом устройства,

1.2

а прямой вход соединен с корпусом, инверсный - через конденсатор с выходом устройства и через ключ - с ре- зистивным делителем, один вход которого соединен с выходом, а другой - с входом устройства.

АЦП 16 выполнен на микросхеме 572ПВ1, третий дешифратор 18 выполнен на микросхеме К155ИД4.

Стабилизатор переменного напряжения работает следующим образом.

Сетевое синусоидальное напряжение 20 подается на входные выводы устройства и без искажения формы передается регулирующим органом 1 на его выход (фиг.2). Фазовращатель 12 сдвигает фазу выходного напряжения 21 на 90 относительно его входного напряжения 20. Формирователь 13 импульсов

формирует короткий положительный импульсов 22 в момент перехода синусоиды на его входе через нуль. Выходное напряжение 24 узла 14 выборки с запо- MiiHaHHeM равно напряжению на его входе при подаче на синхронизирующий вход высокого потенциала (режим Выборка) и остается неизменным при подаче на синхронизирующий вход низкого потенциала (режим Хранение).

Выходное напряжение поступает на входы фазовращателя 12 и выпрямителя 10. В момент перехода синусоиды выходного напряжения через максимум формирователь 13 импульсов формирует короткий импульс, которьй переключает узел 14 выборки с запоминанием в режим - Выборка и второй реверсивный счетчик 17 в режим предварительной записи. Напряжение 23 на выходе выпрямителя 10 в этот момент пропорцио- нгшьно амплитуде выходного напряжения стабилизатора и равно выходному напряжению узла 14 выборки с запоминанием. При скачке входного напряжения стабилизатора его выходное напряжение также изменяется скачком.

Напряжение на выходе узла 14 выборки с запоминанием повторяет этот

скачок не позднее чем через половину периода. Выходное напряжение узла 14 выборки с запоминанием поступает на инвертирующий вход операционного усилителя 15, сравнивается с опорным и

их разность усиливается. Сигнал рассогласования поступает на компаратор 9, который выделяет его знак, и АЦП 16. Двоичный код с выхода АЦП, соот- вб;тствующий абсолютной величине рас313

согласования, поступает на информационные входы второго реверсивного счетчика 17 и записывается в его рабочие счетчики. Если код на входе третьего дешифратора 18 отличен от 000,.., то импульсы с мультивибратора 11 через конъюнктор 19 проходят на входы первого и второго реверсивных счетчиков 2 и 17. Под действием этих импульсов состояние счетчиков изменяется.-При достижении вторым реверсивным счетчиком 17 состояния 000 третий дешифратор вьщает сигнал, который запрещает прохождение импульсов. Количество прошедших импульсов равно числу, записанному во втором реверсивном счетчике, и, следовательно, пропорционально величине рассогласования . Регулирующий орган 1, управляемый от реверсивного счетчика 2 изменяет свой коэффициент передачи и устанавливает выходное напряжение стабилизатора на заданный уровень.

Быстродействие стабилизатора пре- Вьш1ает быстродействие устройства-прототипа, поскольку при одинаковой высокой точности последнее является инерционным из-за невысокого быстродействия измерительного органа. В предлагаемом стабилизаторе величина амплитуды выходного напряжения измеряется и корректируется на величину рассогласования каждые полпериода выходного напряжения.

Применение предлагаемого стабилизатора благодаря его высокой точности и быстродействию позволяет значительно улучшить качество выходного напряжения и электромагнитную совместимость устройств, а следовательно, получить экономический эффект за счет уменьшения сбоев питаемой аппаратуры .

Формула изобретения

Стабилизатор переменного напряжения, содержащий регулирующий орган

7411 .4

дискретного действия, включенный между выходными и входными выводами, первый реверсивный счетчик, выходами соединенный с первым и вторым дешчф- с раторами и через усилители управления - с управляющими входами регулирующего органа дискретного действия, а входами - с выходами первого и второго конъюнкторов, первые входы котоtO рых соединены с выходами первого и второго дешифраторов соответственно, второй вход первого конъюнктора через инвертор, а второй вход второго конъюнктора непосредственно соединеf5 ны с выходом компаратора, выпрямитель, подключенный к выходным выводам, источник опорного напряжения и мультивибратор, отличающий- с я тем, что, с целью увеличения

20 быстродействия стабилизатора, в него введены фазовращатель импульсов, узел выборки с запоминанием, операционный усилитель, аналого-цифровой преобразователь, второй реверсивный счетчик

25 третий деЩифратор и третий конъюнк- тор, выход которого подключен к третьим входам первого и второго конъюнкторов и к вычитающему входу второго реверсивного счетчика, вход уста30 новки которого соединен с выходом формирователя импульсов и синхровхо- дом узла выборки с запоминанием, входы данных - с выходами аналого-цифрового преобразователя, а выходы через

35 третий дешифратор - с первым входом третьего конъюнктора, второй вход которого соединен с мультивибратором причем фазовращатель включен между выходными выводами стабилизатора и

40 входом формирователя импульсов, выход операционного усилителя соединен с входами аналого-цифрового преобразователя и компаратора, один из входов - с источником опорного напряже45 ния, второй - с выходом узла выборки с запоминанием, вход которого подключен к выходу выпрямителя.

фиг.2

Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является увеличение быстродействия. Цель достигается тем, что в стабилизатор введены фазовращатель 12, устройство 14 выборки с запоминанием, операцион,ный усилитель 15, аналого-цифровой преобразователь 16, второй реверсивный счетчик 17, третий дешифратор 18, третий конъюнктор 1 9 . При скачке входного напряжения изменяется выходной сигнал устройства 14 выборки с запоминанием, а на выходе аналого- цифрового преобразователя 16 появляется двоичньш код, соответствующий абсолютной величине рассогласования, который записывается в реверсивный счетчик 17. Импульсы с мультивибратора 11 через конъюнктор 19 поступают на входы счетчиков 2 и 17 и изменяют их состояние до достижения счетчиком 17 состояния 000. Количество импульсов пропорционально величине сигнала рассогласования на выходе усилителя 15. Регулирующий орган 1, управляемый реверсивным счетчиком 2, изменяет свой коэффициент передачи и устанавливает выходное напряжение стабилизатора на заданный уровень. 2 ил. сл )t 00 4;