Стабилизатор постоянного тока Советский патент 1988 года по МПК G05F1/56 

СО О)

фие/

Изобретение относится к электро- TexiuiKe и предназначено для использования при реализации вторичного электропитания систем управления электрофизической аппаратуры.

Целью изобретения является повышение эффективности подавления низкочастотных гармоник тока нагрузки.

На фиг.1 изображена функциональная схема стабилизатора постоянного тока; на фиг.2 --.логарифмические амплитудно-частотные характеристики (ЛАЧХ), иллюстрирующие его работу.

Устройство содержит задатчик 1 (фиг.1) тока,- регулятор 2 тока, инерционный (апериодическийj регулятор 3 напряжения, блок 4 импульсно-фазового управления, вентильный преобразователь 5, пассивный фильтр 6, сумматор 7 с. Позицией 8 на схеме обозначена нагрузка, В состав устройства входят также датчик 9 тока, делитель 10 напряжения, логарифмический усилитель 11, частотньш селектор, низкочастотный усилитель 13 (мощности). Позициями 14, 15 и 16,17 на схеме обозначены входные и выходные выводы устройства, предназначенные для подключения соответственно первичного источника питания и нагрузки о Опорный вход регулятора 2 тока соединен с выходом задатчика 1 тока, а сигнальный вход - с выходом датчика 9 тока, включенного между шиной нулевого потенциала и выводом 16, Питающий вход вентильного преобразователя 5 подключен к выводам 14 и 15, управляющий вход - к выходу блока 4 импульсно-фазового управления, а один из выходных выводов соединен с шиной нулевого потенциала. Выходная цепь частотного селектора 12 подключена к первому входу блока 4 импульсно-фазового управления. Вход делителя 10 напряжения соединен с выходом вентильного преобразователя 5 Входы регулятора 3 напряжения соединены с выходами регулятора 2 тока и делителя 10 напряжения, а выход - с вторым входом блока 4 им-, пульсно-фазового управления. Вход логарифмического усилителя 11 подключен к выходу делителя 10 напряжения, а выход - к входу частотного селектора 12.

Пассивный. фильтр 6 включен между выходом вентильного преобразователя 5 и одним из входов сумматора 7,,

другой вход которого через усилитель 13 подключен к выходу регулятора 2 тока, а выходной потенциальный вы- вод соединен с выводом 17

Устройство работает по классическому компенсационному принципу, при котором отклонение тока нагрузки от заданного задатчиком 1 значения вос- принимается датчиком 9 и отрабатывается воздействием сигнала регулятора 2 тока на блок 4 импульсно-фазового управления, который, в свою очередь, изменяет режим вентильного преобразователя 5 до восстановления исходного значения тока нагрузки.

Гармоника выпрямленного напряжения с амплитудой Up подается на вход блока 4 импульсно-фазового управле- ния через делитель 10 напряжения и одновременно через регулятор 3 напряжения и ветвь с частотным селектором 12, Коэффициент ее подавления ) во внутреннем контуре обратной связи по напряжению определяется контурным коэффициентом усиления на частоте подавляемой гармоники и определяется формулой

.T;:::r - - -W

где K, ,W.,W ,j- комплексные коэффициенты передачи соответственно де-. лителя 10 напряжения , вентильного преобразователя 5 совместно с блоком 4 импульсно-фазового управления, регулятора 3 напряже- ния селективной ветви с контролирующим усилителем 11 и частотным селектором 12 о

Коэффициент Kn(Un) определяется в основном добротностью частотного селектора 12, увеличение которой не приводит к потере устойчивости внутреннего контура Однако наличие в цепях паразитных элементов и некото- рое влияние на результирующую ЛАЧХ внутреннего контура вблизи час- тоты среза частотной характеристики селективной ветви накладыватот ограничения на предел увеличения добротности, поэтому реальньй коэффициент подавления гармоники обычно не превы

шает 15-20,, Дальнейшее снижение гармоники обеспечивается внешним контуром с отрицательной обратной связью по току, высокий коэффициент подавления обеспечивается тем, что переменная составляющая выходного сигнала регулятора 2 тока через усилитель 13 и сумматор 7 подается на нагрузку 8, Преобразователь 5 совместно с регуля- тором 3 напряжения и пассивным фильтром 6 представляют собой низкочастотное звено, частотная характеристика которого определяется частотной . характеристикой внутреннего контура с обратной связью по напряжению L (фиго2)о Последняя, в свою очередь, определяется суммой частотных характеристик LJ и L инерционного регулятора 3 напряжения и селективной . ветви 11 и 12о

Усилитель 13 является полосовым фильтром, частотная характеристика которого в области низких частот нач кается с частот 10-20 Гц, а в облас высоких частот достигает 40-60 кГц. В связи с тем, что по отношению к регулятору 2 тока внутренний контур с обратной связью по напряжению и частотной характеристикой Lg. v усилитель 13 с частотной характеристикой L, включены параллельно, эквивалентная полоса пропускания их, определяемая эквивалентной ЛАЧХ L

э

занимает полосу частот от нуля герц до 40-60 кГцо Это дает возможность желаемую частотную характеристику Lj регулятора 2 тока сместить в область высоких частот, что, в свою очередь, позволяет на частоте подавляемой гармоники обеспечить дополнительный контурный коэффициент усиления до 50-60 дБ и, следовательно, обеспечить эффективное ее дополни- тельное подавление в несколько сотен раз о Логарифмирующий усилитель 11 предназначен для обеспечения автома- тического регулирования коэффициента усиления ветви с частотным селекто- ром 12 при различных уровнях подавляемой гармоники с, При больших уровнях

оg - Ю 15 . 20

-25 и

35

40 4550

подавляемой гармоники коэффициент усиления снижается, при малых - увеличивается, что обеспечивает линейную работу частотного селектора 12

Формула изобретения

Стабилизатор постоянного тока, содержащий регулятор тока, опорный вход которого соединен с выходом за- датчика тока, а сигнальньй вход - с выходом датчика тока, включенного междз шиной нулевого потенциала и первым из выходных выводов устройства, предназначенных для подключения нагрузки, вентильньш преобразователь, питающий вход которого подключен к входным выводам устройства, пред- назначенньм для подключения первичного источника питания, управляющий вход - к выходу блока импульсно-фа- зового управления, а один из выходных выводов соединен с шиной нулевого потенциала, частотный селектор, выходная цепь которого подключена к первому входу -блока импульсно-фа- зового управления, делитель напряжения, вход которого соединен с выходом вентильного преобразователя, усилитель, отличающийся тем, что, с целью повьшгения эффективности подавления низкочастотных гармоник тока нагрузки, в него введены информационный регулятор напряжения, логарифмирующий усилитель, пассивный фильтр и сумматор, причем входы регулятора напряжения соединены с выходами регулятора тока и делителя нап- жения, а выход - с вторым входом блока импульсно-фазового управления, вход логарифмирующего усилителя подключен к выходу делителя напряжения, а выход - к входу частотного селектора, пассивный фильтр включен между выходом вентильного преобразователя и одним из входов сумматора, другой вход которого через усилитель подключен к выходу регулятора тока, а выходной поступательньй вывод соединен с вторым выходным выводом ytfT- ройства.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к источникам вторичного электропитания. Цель изобретения - повышение эффективности подавления низкочастотных гармоник тока нагрузки. В стабилизаторе име- Ю.ТСЯ внутренний контур обратной связи по напряжению, включающий в себя делитель 10 напряжения, инерционный регулятор.3 напряжения, логарифмирующий усилитель 11 и частотный селектор 12, и внешний контур обратной связи по току, состоящий из датчика 9 тока и регулятора 2 тока. Вентильный преобразователь 5 совместно с регулятором 3 напряжения и пассивным фильтром 6 образуют низкочастотное звено, частотная характеристика которого определяется внутренним контуром обратной связи. Последний по от- ношению к регулятору 2 тока включен параллельно с усилителем 13. В связи с этим эквивалентная полоса их пропускания занимает полосу частот от нуля до 40-60 кГц, что дает возможность сместить частотную характеристику регулятора 2 тока в область высоких частот и обеспечить на частоте подавляемой гармоники дополнительный контурный коэффициент усиления, более эффек1ивное подавление. 2 ил. ю (/)