Стабилизатор переменного напряжения Советский патент 1990 года по МПК G05F1/20 

J1

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

Целью изобретения является повышение точности стабилизации среднего или действующего значения выходного напряжения при искаженной форме входного напряжения.

На фиг. ) приведена электрическая схема стабилизатора переменного напряжения; на фиг. 2 - схема регулирующего органа дискретного действияj на фиг. 3 - схема логического узла} на фиг. 4 - схема аналогового компаратора амплитуды; на фиг. 5 - схема цифрового компаратора; на фиг. 6 - схема генератора пилообразного напряжения { на фиг. 7 - схема формирователя синхроимпульсовj на фиг. 8 - временные диаграммы, поясняющие принцип работы стабилизатора.

Стабилизатор переменного напряжения (фиг.) содержит регулирующий орган 1 дискретного действия, включенный между входными и выходными выводами., реверсивный двоичный счетчик 2, вычитающий и суммирующий входы ко торого соединены соответственно с первым и вторым выходами логического узла 3. Выходы реверсивного двоичного счетчика 2 подключены к управляющим входам регулирующего органа дискретного действия. Аналоговый компа- тор 4 амплитуды первым входом подключен к выходным выводам, вторым входом - к генератору 5 пилообразного

напряжения, а выходом - к управляющему входу ключа 6. Вход ключа 6 соеди- нен с генератором 7 тактовых импульсов, а выход - с входом дополнительного двоичного счетчика 8. Первый и второй выходы цифрового кбмпаратора 9 подключены соответственно к первому и второму управляющим входам логического узла 3, информационные входы - к выходам дополнительного двоичного счетчика 8, а первый и второй управляющие входы - к клеммам для подключения источников задания кода соответственно нижнего и верхнего уровней диапазона стабилизации. Формирователь 10 синхроимпульсов входом под

ключей к входным выводам, а выходомк установочному нулевому входу допол нительного двоичного счетчика 8 и синхронизирующим входам логического узла ,3 и цифрового-компаратора 9.10

5

0

5

0

Регулирующий орган дискретного действия (фиг.2) выполнен на трансформаторе с секционированной вторичной обмоткой. Секции вторичной обмотки объединены в общую схему посредством группы последовательных и группы параллельных ключей. Управляющие входы последовательной группы ключей непосредственно подсоединены к управляющим входам регулирующего органа дискретного действия. Управляющие входы параллельной группы подсоединены к ним посредством логияеских инверторов.

Логический узел (фиг.З) может быть выполнен на элементах И, аналоговый компаратор 4 амплитуды (фиг.4) - на трангформаторе, выпрямительных диодах и компараторе, цифровой компаратор 9(фиг.5) на логических микросхемах, генератор 5 пилообразного напряжения (фиг.6) - на таймере NE 555, а формирователь 10 синхроимпульсов (фиг.7) - на трансформаторе и выпрямительной мостовой схеме.

Стабилизатор переменного напряжения работает следующим образом.

Входное напряжение сети U (Фиг.З) поступает на регулирующий орган 1 дискретного действия, коэффициент К трансформации которого определяется поступающим на него управляющим кодом. В результате формируется выходное напряжение

35

45

.Q

50

55

U) K-U.

Аналоговый компаратор 4 амплитуды сравнивает это напряжение с пилообразным напряжением 1 (фиг.8), сформированным генератором 5 пилообразного напряжения. Частота следования пилообразных импульсов значительно превышает частоту напряжения сети. Поэтому в результате сравнения компаратором 4 формируется последовательность интервалов г (фиг.8).

Эти интервалы с помощью ключа 6 заполняются импульсами (фиг.8); сформированными генератором 7 тактовых импульсов и следующими с высокой частотой. В результате формируется модулированная последовательность импульсов d. Эти импульсы подсчитываются дополнитель - ным двоичным счетчиком 8.

Код D, сформированный счетчиком 8, сравнивается цифровым компаратором 9 с кодами верхнего Н и нижнего L уровней диапазона стабилизации, поступающими от соответствующих источНИКОЕ задания. При этом на первом и втором выходах компаратора 9 формируются логические сигналы

Таким образом, изменения формы входного сигнала, приводящие к изме-:- нению амплитуды выходного напряжения

при неизменном среднем или действующем его значении, не приводят к изменению управляющего кода,что обеспечивает повышение точности стабилизации выходного напряжения при искаженной Форме входного напряжения.

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в устройствах электропитания. Цель изобретения - повышение точности стабилизации среднего или действующего значения выходного напряжения при искаженной форме входного напряжения. Управляющий код регулирующего органа 1 дискретного действия определяется интегральной характеристикой выходного напряжения. При линейном характере пилообразного напряжения, формируемого генератором 5, код на выходе счетчика 8 пропорционален среднему значению выходного напряжения, а при параболическом характере пилы квадрату действующего значения выходного напряжения. Стабилизация выходного напряжения осуществляется внутри некоторого диапазона, задаваемого кодами, поступающими на управляющие входы цифрового компаратора 9. Цель достигается благодаря тому, что изменения формы входного напряжения, приводящие к изменению амплитуды выходного напряжения при неизменном среднем или действующем его значении, не приводят к изменению управляющего кода со счетчика 2. 8 ил.

где q - сигнал на выходе Формирователя 10 синхроимпульсов.

С помощью этих сигналов логический узел 3 осуществляет управление ревер- сивным двоичным счетчиком 2, определяющим код управления.

Логический узел 3 соответственно на первом и втором выходах реализу- ет функции m - q , р q.J1. Таким образом, если код D в момент сравнения оказывается меньше кода нижнего уровня L, логический узел 3 направляет сформированный формирователем 10 синхроимпульс q на суммирующий вхо счетчика 2. Если код D в момент сравнения оказывается больше кода верхнего уровня Н, логический узел 3 направляет синхроимпульс q на вычитар - щий вход счетчика 2. При Н синхроимпульсы на счетчик 2 не поступают, в результате состояние счетчика 2 не изменяется.

Указанный алгоритм управления обеспечивает стабилизацию выходного напряжения внутри некоторого диапазона значений, определяемого кодами L и Н. Моменты сравнения кодов, обнуления дополнительного двоичного счетчика 8 и изменения состояния реверсивного двоичного счетчика 2 синхронизированы импульсами q, появляющимися в момент перехода входным напряжением нулевого уровня.

Сформированный дополнительным двоичным счетчиком 8 код D янляется интегральной характеристикой выходного напряжения OJ . При линейном характере пилообразного напряжения, формируемого генератором 5, код D пропорционален среднему значению напряжения со, а при параболическом характере пилы - квадрату действующего значения напряжения. Вследствие этого стабилизатор отслеживает любые изменения напряжения, приводящие к изменению его интегральной характеристики (соответственно среднего или действующего значения напряжения)

0

5

0 5

5

0

5

0

5

Формула изобретения

Стабилизатор переменного напряжения,, содержащий регулирующий орган .дискретного действия, включенный между входными и выходными выводами, реверсивный двоичный счетчик, вычитающий и суммирующий входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходами логического узла, а выходы реверсивного двоичного счетчика подключены к управляющим входам регулирующего органа дискретного действия, аналоговый компаратор амплитуды, первый вход которого подключен к выходным выводам, формирователь синхроимпульсов, выход которого подключен к синхронизирующему входу логического узла, клеммы для подключения источников задания нижнего и верхнего уровней диапазона стабилизации, отличающийся тем, что, с целью повышения точности стабилизации среднего или действующего значения выходного напряжения при искаженной форме входного напряжения, в него введены соединенные последовательно генератор тактовых импульсов, ключ и дополнительный двоичный счетчик, цифровой компаратор и генератор пилообразного напряжения, формирующий напряжение треугольной или параболической формы, причем первый и второй выходы цифрового компаратора подключены соответственно к первому и второму управляющим входам логического узла, информационные входы - к выходам дополнительного двоичного счетчика, а первый и второй управляющие входы - к клеммам для подключения источников задания соответственно нижнего и верхнего уровней диапазона стабилизации генератор пилообразного напряжения подключен к второму входу аналогового компа- ратора амплитуды, выход которого соединен с управляющим входом ключа, формирователь синхроимпульсов входом

подключен к входным выводам, а выходом - к установочному нулевому входу дополнительного двоичного счетчика и синхронизирующему входу цифрового компаратора, при этом цифровой компаратор соответственно на первом и втором выходах реализует функции

Г

1°

Г

1о

приL D,

приL D,

приD H,

Т 1 0 приD $Н,

логический узел соответственно на

Фиг. г

первом и втором выходах - функции ш - р - q

где D - информационный сигнал на

информационных входах цифрового компаратораJ L и Н - сигналы соответственно нижнего и верхнего уровней диапазона стабилизации, поступающие от соответствующих источников задания q - синхронизирующий сигнал на выходе формирователя синхроимпульсов .

tt/o /oо (n

С гпф

ffi

л

У

J

0$

ob

U

о1