Стабилизатор переменного напряжения Советский патент 1988 года по МПК G05F1/20 

т

N

(f)ue I

113

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в устройствах электропитания аппаратуры.

Цель изобретения - уменьшение уровня помех в сети.

На фиг. 1 изображена электрическая схема стабилизатора переменного напряжения; на фиг. 2 - диаграммы, поясняющие принцип работы стабилизатора; на фиг. 3 - электрическая схема регулирующего органа дискретного действия.

Стабилизатор переменного напряжения содержит регулирующий орган 1 дискретного действия, включенный между входным и выходным выводом, счетчик 2 импульсов, выходы которого соединены с управляющими входами регулирующего органа 1 дискретного действия, трансформатор 3, с подключенной к выходным вы водам первичной обмоткой, первый 4, второй 5 и третий 6 компараторы напряжения, одни одноименные входы кйторьгх соединены с второй обмоткой трансформатора, а другие одноименные входы - с выходам трехуровневого делителя 7 напряжения подключенного к источнику 8 постоянного напряжения, логический блок 9, в состав которого входят четыре D- триггера 10-13, инвертор 1А, первый 15 и второй 16 конъюнкторы, причем входы синхронизации первого 10 и второго 11 триггеров непосредственно, а третьего 12 и четвертого 13 через инвертор I4 соединены с выходом первого компаратора 4, D-входы первого и второго триггеров соответственно соединены с источником логической 1 и логического О, а D-входы третьего и четвертого триггеров - с выходом первого и второго триггеров соответственно , вход установки в О первого триггера 10 и вход установки в I второго триггера II соединены соответственно с выходами второго 5 и третьего 6 компараторов, а выходы третьего 12 и четвертого 13 триггеров через первый 15 и второй 16 конъ юнкторы подключены к суммирующему и вычитающему счетчика 2, дру гие входы коич.юнк горов соединены с выходом икпорторл 14.

На диаграммах, поясняющих принцип работы стаоилпчатора, изображены зависимости во (:11и сигналов в различных точках л - на выходе

4572

трансформатора 3; б,в,г - соответственно на выходах первого 4, второго 5 и третьего 6 компараторов напряжений; д,е,ж,з - соответственно на выходах первого 10, второго II, третьего I 2 и четвертого 13 D-триггеров; и,к - на выходах первого 15 и второго конъюнкторов 16.

Регулирующий орган 1 дискретного действия выполнен на трансформаторах, вторичные обмотки которых соединены в последовательную цепь, а каждая .из первичных обмоток посредством ключей

17-20 подключена к входному выводу. Параллельно первичным обмоткам трансформаторов включены ключи 21-24. Управляющие входы ключей 17-20 соединены с управляющими входами регули0 рующего органа 1 дискретного действия непосредственно, а ключей 21-24 через инверторы 25 типа К155ЛАЗ. Ключи 17-24 выполнены на транзисторах, включенных в диагонали выпрямитель5 ных мостов.

Счетчик 2 импульсов выполнен на микросхеме К155ИЕ7, компараторы 4-6 выполнены на микросхемах К554САЗ, а источник 8 постоянного напряжения

0 собран на кас кадно соединенных мало- моищом трансформаторе, выпрямительном мосте, Р.С-фильтре и параметрическом стабилизаторе, D-триггеры 10- 13 собраны на микросхемах К155ТМ2, кон1)юнкторы 15 и 16 - на К155ЛИ1.

Стабилизатор переменного напряжения работает следующим образом. , Входное напряжение сети через регулирующий орган I дискретного дейQ ствия передается на выход стабилизатора. При этом оно изменяет свой уровень в зависимости от коэффициента передачи регулирующего органа, зависящего от управляющего кода X,

с поступающего со счетчика 2. Каждой кодовой комбинации ,Х ,Х ,Х | соответствует определенное состояние регулирующего органа 1. Наличие в каком-либо разряде кода сигнала логической 1 приводит к включению соответствующего трансформатора в электрическую цепь (фиг. 3), а наличие сигнала логического О - к отклю- чению этого трансформатора. Так, например, при X 1 ключ 17 находится в проводящем состоянии, а ключ 21 - в непроводящем. Вследствие этого первый трансформатор оказывается подключенным к выходным зажигьтм регули5

0

3

рующего органа 1. Ирн ключ 17 находится в непроводящем, состоянии, а ключ 21 - в проводящем. Поэтому первичная обмотка трансформатора оказывается отключенной от входных зажимов и закороченной, т.е. трансформатор исключается из процесса передачи энергии.

Трансформаторы в схеме регулирую- щего органа дискретного действия имеют коэффициенты передачи напряжения, относящиеся как целые степени числа 2, т.е. совокупность этих коэффициентов можно представить вектором К {к ,2К ,4К , . В этом случае для коэффициента передачи регулирующего органа 1 дискретного действия имеем:

,, т.е. он определяется декартовым про- изведением векторов К и X.

Величина К численно равна минимальному значению коэффициента трансформации.

В зависимости от соотношения меж- ду амплитудой напряжения U на вторичной обмотке трансформатора 3 (пропорционального выходному напряжению) и уровнями напряжений V и Ч , снимаемых с делителя 7 напряжения и пoдaвae ыx соответственно на входы компараторов 5 и 6, возможны три ситуации (фиг.2):

LUV,;

v,,-,

V .-U.

В зависимости от того, какая из трех ситуаций имеет место, компараторы 4-6, реализующие функции (U), (U-V), ( J- (где-7 (и) - единичная функция, равная О при , и равная 1 при ), формируют логические сигналы X,Y.,Z (фиг. 26,в,г) , определяющие состояние триггеров 10 и II в конце каждого положительного полупериода выходного напряжения. В начале положительных полупериодов происходит установка триггера 10 в О

и триггера И в 1, а в конце произ50

водится перезапись их содержимого в триггеры 12 и 13 и разрешается формирование импульсов на выходе конъюнк- торов 15 и 16, в результате чего осуществляется следующий алгоритм управления счетчиком 2 (фиг. 2д,е,ж,з,и,к). при , импульс с выхода конъюнк- тора 15 поступает на суммирующий вход счетчика;

Q

0

5 п

5

°

при импульсы на вход счетчика не поступают;

при импульс с выхода конъюнк- тора 16 поступает на вычитающий вход счетчика.

Поэтому, всякое отклонение выходного напряжения за пределы допустимых норм вызывает такое изменение состояния счетчика 2, которое изменяет коэффициент передачи регулирующего органа 1 в CTOpoFiy, противоположную возникающему отклонению: при увеличении выходного напряжения сверх уровня V происходит уменьшение коэффициента передачи, при уменьшении выходного напряжения ниже уровня V его увеличение. При этом импульсы управления счетчиком следуют с частотой напряжения сети.

Всякое изменение уровня коэффициента передачи регулирующего органа 1 происходит в момент перехода напряжения сети через нулевой уровень, в отличие от прототипа, в котором уровень коэффициента передачи регулирующего органа I изменяется в середине полупериода напряжения питающей сети, что приводит к возникновению всплеока напряжения на нагрузке, увеличивая уровень помех в сети. В предлагаемом стабилизаторе (благодаря изменению схемы логического блока) достигнуто существенное изменение уровня помех в сети.

Формула изобретения

Стабилизатор переменного напряжения по авт. св. № 1288661 , отличающийся тем, что, с целью уменьшения уровня помех в сети, логический блок его выполнен на четырех D-триггерах, инверторе и двух конъюнкторах, причем ВХОДЬЕ синхронизации первого и второго триггеров непосредственно, а третьего и четвертого через инвертор соединены с выходом первого компаратора, D-входы первого и второго триггеров соединены соответственно с источником логической 1 и логического О, а D-входы третьего и четвертого триггеров - соответственно с выходом первого и второго триггеров, вход установки в О первого триггера и вход установки в 1 второго триггера соединены соответственно с выходом второго и третьего компараторов, а выходы третьего и четвертого триггеров через первый и второй конъюнкторы соответственно подключены к суммирующему и

вычитающему входам счетчика, другие входы конъюнкторов соединены с выходом инвертора.

Изобретение относится к области электротехники и может найти применение в устройствах электропитания аппаратуры. Цель изобретения - уменьшение уровня помех в сети. Отклонение выходного напряжения стабилизатора за пределы допустимых норм вызьшает такое изменение состояния счетчика 2, которое изменяет коэффициент передачи регулирующего органа дискретного действия 1 в сторону, противоположную возникающему отклонению. Состояние счетчика 2 изменяется под действием сигнала от логического блока 9, в состав которого входят D-триггеры 10-13, инвертор 13 и коньюнкторы 15, 16. Такое выполнение логического блока 9 обеспечивает изменение уровня коэффициента передачи регулирующего органа I в момент перехода напряжения сети через нуль. Вследствие этого существенно уменьшаетсуя уровень помех в сети. 3 ил. с (Л

и (Jj

Ui

В

о

X

о у

о

7

г О р

д о

е

О г

Ж

О

п

(ffue.Z

д

д

{

i

п

ивь/х.

I