Стабилизатор переменного напряжения Советский патент 1990 года по МПК G05F1/44 

чи трансформаторно-ключевого исполнительного органа 1 дискретного действия. При этом за счет нелинейной зависимости между значениями входного и выходного кодов преобразователей 8 и 13, управляющее воздействие ча орган 1 будет зависеть не только

от величины отклонения выходного напряжения, но и его знака, а также от величины и порядкового номера коэффициента передачи трансформаторно-ключевого исполнительного органа 1 дискретного действия. 2 ил.

Изобретение относится к вторичным источникам питания, стабилизированным переменным напряжением. Цель изобретения - улучшение качества стабилизации выходного напряжения. Цель достигается введением в стабилизатор третьего преобразователя 13 кодов, регистра 14 памяти и логического элемента 15 ИЛИ, а также выполнением суммирующе-вычитающего узла 10 в виде параллельного сумматора-вычитателя с соответствующим подключением его входов и выходов. При отключении выходного напряжения от заданных источником 7 опорных напряжений компараторы 4 или 5 устанавливают соответствующий режим работы суммирующе-вычитающего узла 10. После этого происходит запись требуемого кода передачи трансформаторно-ключевого исполнительного органа 1 дискретного действия. При этом за счет нелинейной зависимости между значениями входного и выходного кодов прообразователей 8 и 13, управляющее воздействие на орган 1 будет зависеть не только от величины отклонения выходного напряжения, но и его знака, а также от величины и порядкового номера коэффициента передачи трансформаторно-ключевого исполнительного органа 1 дискретного действия. 2 ил.

Изобретение относится к электро- текнике, в частности к преобразовательной технике, и может быть использовано для построения точных, широ- кодиапазонных, быстродействующих стабилизаторов переменного напряжения дискретного действия.

Цель изобретения - улучшение качества стабилизации выходного напряжения.

На фиг. 1 представлена функцио- льная схема предлагаемого стабилиза

тора; на фиг. 2 - диаграмма его боты.

Стабилизатор переменного напряжения, содержит трансформаторно-ключе- исполнительный орган 1 дискретного действия (регулирующий орган РФ), включенный между входными и вы- х рдными выводами 2 и 3, Два компара- и 5, узел 6 выделения модуля отклонения (УВМО) выходного напряжения, источник 7 опорного напряжения, первый 8 и второй 9 преобразователи кодов, суммирующе-вычитающий узел 10, перемножитель 11, измерительный орган (ИО) 12, входом подключенный к выходным вывоцам 3, информационным выходом - к первым информационным входам компараторов k и 5 и узла 6 выделения модуля отклонения выходного напряжения. Вторые информационные йходы компараторов k и 5 подключены соответственно к первому и второму Выходам источника 7 опорного напряжения (ИОН), первый преобразователь 8 кодов, подсоединен своими входами к йыходам суммирующе-вычитающего узла Ю, второй преобразователь 9 кодов, подключен входами к управляющим входам регулирующего органа, а выходами - к входам для подключения первого сомножителя перемножителя 11. Входы для подключения второго сомножителя перемножителя 11 подсоединены

к выходу узла 6 выделения модуля отклонения выходного напряжения.

В стабилизатор переменного напряжения введены третий преобразователь 13 кодов, регистр памяти и логический элемент ИЛИ 15, суммирующе- вычитающий узе/i 10 выполнен в ви#е параллельного сумматора-1зычитателя, вход разрешения суммирования которого соединен с выходом первого компаратора 4, а вход разрешения вычитания - с выходом второго компаратора 5, входы для подключения слагаемого уменьшаемого подключены через третий преобразователь 13 кодов к управляющим входам регулирующего органа 1, а входы для подключения слагаемого вычитаемого - к выходам перемножителя 11. Регистр памяти включен между выходами первого преобразователя 8 кодов и управляющими входами регулирующего органа 1. Входы логического элемента ИЛИ 15 подсоединены к выходам компараторов и 5, а его выход - к входу перезаписи регистра памяти. Синхронизирующий выход измерительного органа 12 подключен к стробирующим входам 16 компараторов.

Стабилизатор переменного напряжения работает следующим образом. 45 Можно выделить три возможных режима в работе стабилизатора:

мин

U

6ИК

U

еих. ,

Jetix

U

1 en M«Kt ;

ВПК Мин .

В первом режиме значение выходного напряжения ИО 12 в конце цикла измерения находится в промежутке между значениями опорных напряжений иопм0|кс,

U

оп мин

источника 7, задающих соответственно верхнюю U вцх „лапе и

нижнюю U х мин границы зоны допустимой нестабильности выходного напряжения. При этом компараторы k и 5 не пропускают стробирующие импульсы, поступающие со стробирующего выхода ИО и свидетельствующие об окончании цикла измерения. На выходе регистра k памяти ввиду отсутствия на входе перезаписи импульсов сохраняется код определяющий тот или иной коэффициент передачи РО, при котором обеспечивается нахождение U 8,()f в заданных пределах. Порядковый номер i коэффициента передачи РО однозначно задается выходным кодом преобразователя 8 кодов. Значение k ется отношением величин U

0ЫХ

определя и

пч

ВХ. Мокс

U8x..

I

Исходя из идентичности треугольников

а, Ь, с и b, d, k (фиг. 2а)

U бих макс U tux

ннн

Hi

и.

- и.

Je.lufl (

По аналогии любое значение

UBMX манеUflux .

мин

U

8X. i+

- U

(D

е.(

На фиг. 26 показано соответствие между поддиапазонами входного напряжения U вх..;+1 - U вх , И ПОРЯДКОВЫМИ

номерами i коэффициентов передачи kft. (фактически это регулировочная характеристика РО). Так как количество М значений входного кода преобразователя 8, соответствующее диапазо-. ну стабилизируемого напряжения

микс значительно

i

коэффициенРО, то одному и

тому же knj может соответствовать несколько значений входного кода преобразователя 8. Первому коэффициенту k „, (т.е. U вх. г - ивХ1) должно со- ответстовать хотя бы одно значение входного кода, а для каждого последующего kn. соответствующее количество S значений входного кода должно в, зависимости от величины соответст,

3582181

поддиапазона (и ey (-4f - Uer,) входного напряжения быть больше и определяться из пропорции:

10

15

Так как преобразователь 8 кодов связывает сумматор-вычитатель 10 и РО, то формула (Ц) фактически определяет соотношение между его входным . и выходным кодами. На фиг. 2в, г, д представлены в последовательном единичном (числоимпульсном) коде значения входного кода преобразователя 8, равные

5

для k „, k n - S для k П1 причем

- So +

« + S

- s

(. i, .. ., ь /, , + (1,...,S7),

„ +2Si, + (1,

для

... ,S j,),

i /W«KC

- S0 II, S0 0.

Выходной код третьего преобразователя 13 определяет значение перво-го слггаемого-уменьшаемого узла 10, в зависимости от того, в каком из i состояний находится РО. Его образование в числоимпульсном (единичном) коде показано на фиг. 2е, ж, з. При i 1 на входе опорного напряжения УВМр 6, подключенном к выходу ИОН 8, задающему уровень U0(T мин, значение

выходного кода преобразователя 13

о

а есДолжно быть равно значению S ли вход опорного напряжения соединен с выходом ИОН 7, задающим уровень напряжения Uon. мокс, значение выходно- 5 го кода преобразователя 13 должно быть равно S0 + Ч, 1фиг. 2еГ Для каждого последующего i для этих двух случаев значение кода должно быть соответственно равно:

ПРИ 1

2

S + S и Вл + Sf + S

i

hpn i

S , + S2

и 5Я + S.

+ s2 + s3

г})ри

1 П

S, + Sn.,

S0 +2S,

Если ИОоперирует с полными отсчетами измеряемой величины U etno значение S. должно быть прямо пропорциональ- J5

ю величине U

ьх.мчн

(как показано на

фиг. 2в, з) , однако так как величина максимально возможных перепадов

U

возникающих при соответствую- 20

щих уменьшениях Uex , зависит от зна Мения коэффициента передачи РО в (момент отклонения и величины.Uftx. м„„ И Uft)r Мйкси не снижается ниже определенной величины, то и S0 может быть соответственно уменьшено и даже принято равным нулю, что в итоге может дать экономию в разрядности суммиру- юще-вычитающего узла 10 и преобразователей кодов 8 и 13. Но при любом выбранном значении S0 каждые последующие значения выходного кода преобразователя 13 должны быть больше предыдущего на величину S.

Значение выходного кода второго преобразователя 9 обратно пропорционально величине коэффициента передачи РО.

Таким образом, во втором и третьем режимах работы устройства в конце

25

30

35

В дальнейшем выходной код сумми- рующе-вычитающего узла 10, дешифрируется в код той или иной комбинации включения силовых ключей РО, информация о которой запоминается регистром 1 памяти по поступлении строб- импульса с выхода элемента ИЛИ 15.

На фиг. 2а, б, ж, и показана геометрическая интерпретация определения требуемого коэффициента передачи при увеличении выходного напряжения и нахождении РО до момента отклонения на втором коэффициенте передачи.

Таким образом, за счет нелинейной зависимости между значениями входного и выходного кодов преобразователей 8 и 13 управляющее воздействие на регулирующий орган зависит не только от величины отклонения выходного напряжения, но и его знака (т.е. уменьши лось Uet| или увеличилось), а также величины и порядкового номера коэффицикла измерения, о чем свидетельству- 40 ЦИЈнта передачи РО. Кроме того обра- ет поступление стробимпульса с ИО на стробирующие входы компараторов k и 5 УВМО 6 выделяет абсолютную величину отклонения выходного напряжения которое поступает на перемножитель 11. Так как выходной код (фиг. 2и) перемножителя 11 пропорционален произведению модуля отклонения & U ei(x на значение выходного преобразователя 9 кода, которое всегда обратноjg

ботка всей информации производится в параллельном коде, что ускоряет время обработки и дает возможность достаточно просто моделировать такое 45 устройство на ЦВМ.

Формула изобретения

пропорционально значению knj РО, то его изменение пропорционально величине перепада входного напряжения, вызвавшего отклонение U6WX независимо от того, в какой части диапазона входного напряжения работал стабилизатор.

В зависимости от того, больше или меньше напряжение на информационном

55

Стабилизатор переменного напряжения, содержащий трансформаторно- ключевой исполнительный орган дискретного действия, включенный между входными и выходными выводами, два компаратора, узел выделения модуля отклонения выходного напряжения, источник опорного напряжения, первый и второй преобразователи кодов, сум- мирующе-вычитающий узел, перемножитель, измерительный орган, входом

0

5

0

5

0

35

выходе ИО относительно уровней иоп. м«кси иогтмцнион 7, задающих соответственно напряжения Uet(jr MctKC и .tfMH i стробирующий импульс проходит на выход компаратора 5 или k и соответственно разрешает операцию суммирования или вычитания для сумми- рующе-вычитающего узла 10.

Единственным условием для выходного кода перемножителя 11 является соблюдение для него одноразмерности с кодом преобразователя 13, т.е. перепад входного напряжения от Uex мн до UM,MWKC.. или наоборот, должен вызывать появление его выходного кода с разностью значений, равной S, макс

В дальнейшем выходной код сумми- рующе-вычитающего узла 10, дешифрируется в код той или иной комбинации включения силовых ключей РО, информация о которой запоминается регистром 1 памяти по поступлении строб- импульса с выхода элемента ИЛИ 15.

На фиг. 2а, б, ж, и показана геометрическая интерпретация определения требуемого коэффициента передачи при увеличении выходного напряжения и нахождении РО до момента отклонения на втором коэффициенте передачи.

Таким образом, за счет нелинейной зависимости между значениями входного и выходного кодов преобразователей 8 и 13 управляющее воздействие на регулирующий орган зависит не только от величины отклонения выходного напряжения, но и его знака (т.е. уменьшилось Uet| или увеличилось), а также величины и порядкового номера коэффиЦИЈнта передачи РО. Кроме того обра-

ботка всей информации производится в параллельном коде, что ускоряет время обработки и дает возможность достаточно просто моделировать такое устройство на ЦВМ.

Формула изобретения

ЦИЈнта передачи РО. Кроме того обра-

Стабилизатор переменного напряжения, содержащий трансформаторно- ключевой исполнительный орган дискретного действия, включенный между входными и выходными выводами, два компаратора, узел выделения модуля отклонения выходного напряжения, источник опорного напряжения, первый и второй преобразователи кодов, сум- мирующе-вычитающий узел, перемножитель, измерительный орган, входом

подключенный к выходным выводам, информационным выходом ,- к первым информационным входам компараторов и узла выделения модуля отклонения вы- ходного напряжения, вторые информационные входы компараторов подключены соответственно к первому и второму выходам источника опорного напряжения,первый преобразователь кодов,по соединенный своими входами к выходам суммирующе-вычитающего узла, второй преобразователь кодов, подключенный входами к управляющим входам регулирующего органа, а выходами - к вхо- дам первого сомножителя перемножителя, входы второго сомножителя которого подсоединены к выходу узла выделения модуля отклонения выходного напряжения, при этом каждому i-му значению коэффициента передачи К п; регулирующего органа соответствует последовательный ряд значений входного кода первого преобразователя кодов, каждый из которых на единицу больше предыдущего и количество которых равно:

S:

(Цбнх.макс ) М ив. макс Чк. мим Кп

Д6 и.шг.«.к« U

вид: /мин

. 35

- соответственно максимальное и минимальное зна чения выходного напряжения в статическом режиме40

U,11- соответственвх. макс вх /мин

но максимальное и минимальное допустимые значения входного напряжения в статическом режиме}

45

g-.д 2520

30

35

40

45

М - количество

значений входного кода первого преобразователякодов, большее числа коэффициентов передачи регулирующего органа,

значение выходного кода второго преобразователя кодов обратно пропорционально величине соответствующего коэффициента передачи регулирующего органа, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества стабилизации выходного напряжения, в него введены третий преобразователь кодов, регистр памяти и логический элемент ИЛИ, суммирующе-вычитающий узел выполнен в виде параллельного сумматора-вычитателя, вход разрешения суммирования которого соединен с выходом первого компара- jopa, а вход разрешения вычитания - с выходом второго компаратора, входы слагаемого-уменьшаемого подключены .через третий преобразователь кодов к уп-равляющим входам регулирующего органа, а входы слагаемого-вычитаемого - к выходам перемножителя, регистр памяти включен между выходами первого преобразователя кодов и управляющими входами регулирующего органа, входы логического элемента ИЛИ подсоединены к выходам компараторов, а его выход - к входу перезаписи регистра памяти, синхронизирующий выход измерительного органа подключен к строби- рующим входам компараторов, при этом значение выходного кода третьего преобразователя кодов, соответствующее первому коэффициенту передачи КП{ регулирующего органа, пропорционально UflXMl)H, а каждое последующее его значение больше предыдущего на величину Li;.