Устройство для стабилизации переменного напряжения Советский патент 1989 года по МПК G05F1/44 

31509

Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может быть использовано в преобразовательных устройст- вах ,цля стабилизированных -систем электропитания и прецизионного электропривода.

Целью изобретения является повышение точности .стабилизации перемен- ного напряжения.

На фиг. 1 показана структурная схема устройства; на фиг. 2 - структурная схема блока функционально-степенного преобразования; на фиг. 3 - эп1С(ры напряжений, поясняющие работу устройства стабилизации.

Устройство состоит из последовательно соединенных блока 1 управле- шш, блока 2 силовых ключей и фильт- ра 3, выход которого подключен к выходным выводам для подсоединения нагрузки 4 и к одному из входов умножителя 5 обратной связи. Вход умножителя 5 обратной связи может непосредственно подключаться к выходу блока 2 силовых 1-а1ючей, минуя блок 3. Выход умножитешя 5 обратной связи подключен к входу запоминающего интегратора 6 обрат ной связи, а другой из его входов соединен с выходом блока 7 функдаонально-степенного преобразования,. соединенного с входом эталонного умножителя 8, другой вход ко- Topoi o под1шюч ен к выходу генератора 9.эталонного напряжения, а выход - к входу запоьшнающего эталонного интегратора 10.

Кроме Toroj устройство содер;к1т блок 11 синхронизации, вькод которого соединен с управляющими входами запоминающего интегратора 6 обратной связи3 блока 7 функщюиально-степеи- иогр преобразования и запоминающего эталонного интегратора 10, а также cyMJ-saTop I2j один из входов которого соединен с выходом запоминающего ин- тегратора 6 обратной связи, другой из входов соединен с выкодом запоми- нающего эталонного интегратора 10, а выход подключен к управляющему входу блока 1 управления силовыми ключами.

Блок 7 функционально-степенного преобразования (фиг, 2) содержит пос ледовательно соединенные генератор 13 пилообразного напряжения, логариф мический усилитель 14 и экспонентщ- альньш усилитель 15. Выходом блока 7

5

5

0

5

0 5

0 п

г

является выход экспоненциального усилителя 15.

Устройство работает следующим образом.

Блок 1 управдения вьфабатывает импульсы управления блоком 2 силовых ключей, формирую1цим и регулирующим переменное напряжение. Данное напряжение поступает на вход фильтра 3, в котором подавляются высшие гармонические составля ющие выходного напряжения преобразователя. Снимаемое с выхода блока 3 переменное напряжение (фиг. 3 напряжение U-) подается на блок 4 нагрузки.

Блок 11 синхронизации вырабатывает импульсы (фиг. 3, напряжение U ( } , фильтрующие начало и конец тактовьк интервалов, т.е. осуществляет разби-г- ение периода вьжодного напряже1шя .Uj на тактовые интервалы. Период тактовых импульсов и,{ определяется выра- жекием

о Tgj,,/N, где TO - период тактовьгх импульсов;

период выходного напряжения; N, - количество тактовых интервалов.

Тактовые импульсы U, с выхода блока 11 поступают на управляющие входы запож1нающего интегратора 6 обратной связи, запоминающего эталонного интегратора 10 и блока 7 функционально-степенного преобразования и синг / хроьшзируют работу этих блоков на каждом тактовом интервале,

В блоке 7 функционально-степенного преобразования на. каждом тактовом интервале формируется напряжение (фиг, 3, напряжение U ), являющееся весовой степенной функцией текущего времени (показатель степени задается предварительно), В общем виде иапря- лсение U, формируемое на тактовом интервале, описывается выражением

Ur(t)u, г(t-(k--1)т,)/т„ где Ugn - опорное напряжение;

С - текущее время;

k - номер тактоврго интервала ,Ni;

п - показатель степени /п 0/. Напряжение с выхода блока 7 функционально-степенного преобразования поступает на один из входов умножителя 5 обратной связи и эталонного умножителя 8.

.1509848

На другой вход умножителя 5 обратной связи поступает вькодное напряжение преобразователя U,. В общем .виде напряжение (фиг. 3, напряжение Uj), формируемое на выходе умножителя 5 обратной связи, на k-м тактовом интервале описывается выражением

г

U5(t)U3(t)- Uj((t) .Uon(t-(k-1)To)/тJ

Ha выходе генератора 9 эталонного напряжения формируется эталонное синфазное напряжение (фиг, 3, напряжение Ua) которое подается на другой вход эталонного умножителя 8. В общем виде напряжение (фиг, 3, напряжение Ug), формируемое на выходе эталонного умножителя 8, на k-м тактовом интервале описывается вьфажением

Ug(t)Ug(t)- U,(t) U(t).Uon (t- . -(k-1).

Напряжение Uc с выхода умножителя 5 обратной связи поступает на вход запоминающего интегратора 6 обратной связи и интегрируется на каж-, дом тактовом интервале. Проинтегрированное напряжение считывается и запоминается на время следующего Тактового интервала. Таким образом, выходное .напряжение запоминающего интегратора 6 обратной связи(фиг, 3, напряжение U) на (k+1)-M тактовом

интервале запишется kT«

kT,

J ..(,

и (t)(

У

(И-ОТо

(k-tlTo

-(k-1)To)dt,

где Т,д - постоянная интегрирования .

Аналогично, выходное напряжение запоминающего эталонного интегратора 10 (фиг, 3, напряжение и, ) на (k+ ,- +1)-м тактовом интервале запишется

. Т ,(,M(t

(к-ЧТс

-(k-DTj dt.

Напряжение U

(к-ОТо

с вькода запоминающего интегратора 6 обратной связи поступает на один из входов сумматора 12. Напряжение U, с выхода запоминающего эталонного интегратора 10 поступает на другой вход сумматора 12, где данные напряжения сравниваются.

Результат сравнения - напряжение рассогласования (фиг. 3, напряжение U); на (k+1)-M тактовом интервале запишется

и

2.

Kc(U6-

10

где К - коэффициент усиления сумматора. Полученное напряжение рассогласования и

«г

с выхода сумматора 12 в

качестве регулирующего воздействия подается на вход блока 1 управления силовыми ключами.

Таким образом, в устройстве стабилизации в качестве стабилизируемых параметров используются напряжения

и, и и

10

представляюп е собой не

2Q составляющие аппроксимирующего ряда Уолша (как в прототипе), а для п, равного целому положительному числу, моменты Mf, п-го порядка функций выходного и эталонного напряжений пре- jr образователя, так как под моментом

f(t) на

понимаетМ„ п-го порядка функции

f(t)(t-(k-1)T)dt,

30

обре Фения

, ,

1. Устройство для с абилиэации переменного напряжения, содержащее блок 35 силовых ключей, входом соединенный с

входными выводами, выходом через (t- - с выходными выводами, а уп

40

45

50

.,

равляющим входом подключен к выходу блока управления, вход которого соединен с выходом сумматора, генератор эталонного напряжения и блок синхронизации, отличаю.щееся тем, что, с целью повьщ1ения точности стабилизации, в него введены запоминаю- 1ЦИЙ интегратор обратной связи, запоминающий эталонный интегратор, умножитель обратной связи и эталонный умножитель, а также блок функционально- степенного преобразования, реализующий функцию

-f(c)(c-(k-i)T,)VT;,

где с - текущее время;

k - номер тактового интервала длительностью Т, определяемой и myльcaми блока синхронизации;п - показатеаь степени.

причем управляюиц1н вход блока функционально-степенного преобразования соединен с выходом блока синхронизации, один из входов умножителя обратной связи подключен к выходным выведай, а выход соединен с входом запоминающего интегратора обратной связи, выход которого подключен к первому входу сумматора, второй вход которого через запоминающий эталонный интегратор соединен с выходом эталонного умножителя, один вход которого подключен к генератору эталонного напряжения, при этом другие входы умножителя обратной связи и эталонного умножителя объединены и подключены к выходу блока функционально-степенного

преобразования, а управляющ1е входы запоминающего интегратора обратной связи и запоминающего эталонного интегратора подключены к выходу блока синхронизации.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок функционально-степенного преобразования

выполнен на последовательно соединенных генераторе пилообразного напряжения, логарифмическом усилителе и экспоненциальном усилителе, причем вход блока функционально-степенного

преобразования подключен к входу генератора пилообразного напряжения, а выход - к выходу экспоненциального усилителя.

Изобретение относится к вторичным источникам питания радиоаппаратуры. Целью изобретения является повышение точности стабилизации. Для этого в устройстве в качестве стабилизируемых параметров используются напряжения с запоминающего интегратора 6 обратной связи и запоминающего эталонного интегратора 10. Причем эти напряжения с помощью блока 7 функционально-степенного преобразования представляют собой моменты MN N-го порядка функций выходного и эталонного напряжений. Это позволяет стабилизировать напряжение и в случаях, когда возмущающий фактор возникает в моменты времени, не совпадающие с началом тактового интервала. 1 з.п. ф-лы. 3 ил.

т

..,

Редактор А. Шандор

Составитель С. Черньшева

Техред А.КравчукКорректор А. Обручар

Заказ 5810/44

Тираж 788

ВНИИПИ Государственного ьч,- митета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР П3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Фие.2

Подписное