Стабилизатор переменного напряжения Советский патент 1988 года по МПК G05F1/30 

(21)4169767/24-07

(22)26.12.86

(46) 15.08.88. Бюл. № 30 . (72) Ю. В. Сидоренко, В. А. Халиков, f А. Г. Можаровский и В. П. Фуртат

(53)621.316.722.1(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 1180858, кл. G 05 F 1/30, 1984.

Авторское свидетельство СССР № 1374197, кл. G 05 F 1/30, 1986.

(54)СТАБИЛИЗАТОР ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

(57)Изобретение относится к вторичным источникам питания радиоаппаратуры. Целью изобретения является- расширение фуикциональных возможностей. , Цель достигается путем реализации измерительного органа на базе интегратора с обнулением и считьюанием с него информации в конце интервала ин.. тегрирования, равного полупериоду выходного напряжения стабилизатора. На вход интегратора подается выпрямленное и смещенное относительно нулевого уровня напряжение, пропорциональное вькодному напряжению стабилизатора. Это позволяет иметь информацию о всей полуволне выходного напряжения стабилизатора и при выборе значения смещающего напряжения равным среднему значению выпрямленного можно получить значительную чувствительность интегратора к отклонению выходного напряжения стабилизатора от номинального значения за счет уменьшения постоянной времени

,интегрирования. 2 ил.

SS

(Л

о: со ел со

11Д1695

Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может быть использовано для построения высокоточных стабилизаторов переменного напряжения дискретного действия.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей стабилизатора переменного напряжения дискретного ig действия.

На фиг, 1 представлена функциональная схема стабилизатора; на фиг. 2 - эпюры напряжений в основных точках схемы.

Устройство содержит регулирующий орган дискретного действия 1, соединенный управляющими входами с выходами реверсивного счетчика 2, пороговые элементы 3 и 4, выходами соединенные соответственно с входами прямого и обратного счета реверсивного счетчика 2, измерительный трансформатор 5 с первичной обмоткой 5.1, вторичной измерительной обмоткой 5.2 и синхронизирующей обмоткой 5.3, вьтрямитель 6 и формирователь 7 стробирующих импульсов, причем выпрямитель 6 соединен одним из выходных выводов с входом интегратора 8, имеющего ключ 9 сброса, а вторым вьшодом - с одноименным вьшодом источника 10 эталонного напряжения, второй вьшод которого заземлен, формирователь стробирую15

20

25

30

45

щих импульсов 7 входом соединен с син--с хронизирующей обмоткой 5.3 измерительного трансформатора 5, а выходом - с входами стробирования пороговых эле- элементов 3 и 4 и входом формирователя 11 импульсов сброса интегратора, Q интегратор 8 подключен к входам пороговых элементов 3 и 4, а формирователь 1I импульсов сброса интегратора выходом соединен с управляющим входом ключа 9 сброса интегратора.

Устройство работает следующим образом.

Входное стабилизируемое напряжение Ugjj поступает на вход регулирующего органа 1 и преобразуется в нем в выходное напряжение U 6(,jw (фиг. 2а), снимаемое с выходных зажимов устройства. Измерительный трансформатор 5 приводит выходное напряжение стабилизатора к величине, допустимой для последующей обработки. Напряжение с измерительной обмотки 5.2 трансформа- тора 5 подается на выпрямитель 6, где оно выпрямляется. Напряжение 12 на

50

55

g

выходных зажимах выпрямителя 6 покд- зано на фиг. 26. Напряжение с синхронизирующей обмотки 5.3 трансформатора 5 подается на формирователь 7 стробирующих импульсов, который вырабатывает ст(5обирующие импульсы 13 (фиг. 2в). Они поступают на пороговые элементы 3 и 4 и на формирователь 11 импульсов сброса интегратора, вырабатьшаю- щий импульсы 14 сброса интегратора. На фиг. 2д показано входное напряжение 15 интегратора 8, получаемое путем суммирования напряжения источни5 ка 10 эталонного напряжения U и выходного напряжения 12 вьтрямителя. Выходное напряжение 16 интегратора 8 при синусоидальной форме стабилизируемого напряжения описывается

0 следующей формулой:

I Г ,.. . 217.

и

ИНТ

:j J (U sin t U3)oft;

5

и

WHT

1 и

€ 2ff 1

2 , 11

/- l

(-cos ;j t)| 3T

t

0

(1)

30

-r, I T, т2

UHKT -:jr и„- (cos Y- t

- 1) 1

Т

Uart,

(2)

амплитудное значение входного измеряемого напряжения; постоянная интегрирования интегратора;

период входного измеряемого напряжения. ие для времени интегриТt -тг

и

мнт

7

и

зт

и

ИНТ

(3)

При заданном значении U и времени

Т интегрирования t -j при равенстве

вольтсекундных площадей разнополярных участков измеряемого напряжения значение UyK,. О, т.е.

О

I

г

/ Upi 21 1

( - 2)

откуда

Зг

1и

m

что соответствует оптимальному уровню и, для фиксированного U.

Значение Uy ограничено напряжением насьщения операционного усилителя (ОУ), Момент времени, когда насыщается ОУ, при фиксированном Uf получаем, приравняв подынтегральное выражение формулы (1) нулю:

21| sin т

±J. t - и

зт

О

С учетом (4) получают

sin

2ir

f ijI - °

Т

t

2

ТГ

при Т 21 t arcsin - , т.е

Ч

0,69011 рад. (39,5°); 2,45089 рад. (140,5)

на

С учетом (2) получают ограничения постоянную времени С интегратора

мнт нас

1 ,, Т , 2 - и Т-

U,t,

где V , - напряжение насыщения Отсюда с учетом (4)

Urn Г Т , 21Г , 2

и;;;, I - 2f (° Г--

при T 2 S иt ti 0,69011 рад

Urn

и.

нос

(-COS 0,6901 1 1

0,69011);

iiTL. нос

0,2105

4169534

Для известных устройств U ет те же ограничения.

ИНТ

иметегрирования1 .. Т

Т

- TI 2 ннт.

Для времени и

ноге

7Г- и„ т;, . откуда при Т 2ff

(4)

(6)

10

- Нас

раторов

где Vj - постоянная интегрирования интегратора.

Сравнив постоянные времени интег- S (5) и j (6) получают

2

0,2105

9,5,

ия а

У.

J

20 т. е. данное устройство позволяет увеличить чувствительность .измерительного органа в 9,5 раза.

В конце измеряемого полупериода выходнге напряжение интегратора срав25 нивается с пороговыми уровнями элементов 3 и 4 в момент поступления на них стробирующих импульсов 13, при номинальном выходном напряжении стабилизатора оно равно нулю. При по30 строении интегратора на базе операционного усилителя в инвертирующем включении выходное напряжение интегратора в предлагаемом устройстве при возрастании выходного напряжения

35 стабилизатора становится отрицательным, а при уменьшении - положительным. Поэтому напряжение срабатывания порогового элемента 3 (.,соответствующее максимальному допустимому выходному

40 напряжению стабилизатора, имеет отри- цательную полярность, а напряжение срабатывания порогового элемента -4 UMUH соответствующее минимально допустимому выходному напряжению ста45 билизатора, - положительную полярность. Если в момент поступления стробирующих импульсов I3 выходное напряжение стабилизатора находится в зоне допустимой нестабильности, U

50 находится в зоне от

UM«KC

и.

5)

пороговые элементы не пропускают стробирующйй импульс. В случае ухода выходного напряжения стабилизатора из зоны допустимой нестабильности 55 срабатьтает один из пороговых элементов 3 или 4, пропускает импульс 17 и переводит счетчик в новое устойчивое состояние, в соответствии с которым изменяется коэффициент передачи регулирующего органа. По окончании каждого измерения интегратор 8 обнуляется ключом сброса 9 при поступлении на него импульсов 14 сброса интегратора.

Формула изобретения Стабилизатор переменного напряжения, содержащий включенный между ВХОД- Q источник постоянного эталонного напряными и выходными выводами регулирующий орган дискретного действия, управляющими входами соединенный с выходами реверсивного счетчика, входы прямого и обратного счета которого соединены с выходами первого и второго стробируемых пороговых элементов с разнополярными уровнями срабатывания, .измерительный трансформатор, подключенный первичной обмоткой к выходным вьтодам, а вторичной - к входу выпрямителя, интегратор с ключом сброса

Г 1

cpue.i

выход которого подсоединен к входам пороговых элементов, формирователь стробирующих импульсов, выходом подключенный к входам стробирования пороговых элементов и входу формирователя импульсов сброса интегратора, выход которого соединен с управляющим входом ключа сброса интегратора, и .

жения, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональ- ньпс возможностей, в него введена синхронизирующая обмотка измерительного

трансформатора,-подсоединенная к входу формирователя стробирующих импульсов, источник постоянного эталонного напряжения одним из вьшодов заземлен, а другим соединен с одноименным выходным выводом выпрямителя, второй вьшод которого подключен к входу интегратора.

сриг.2