Высоковольтный стабилизатор с изменяемой полярностью выходного напряжения Советский патент 1993 года по МПК H02M3/335 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано, например, для синхронизации с синусоидальным напряжением питающей сети систем управления преобразователями.

Цель изобретения - упрощение, повышение надежности, точности и помехоустойчивости устройства.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства для фазовой синхронизации системы управления; на фиг. 2 - диаграмма, поясняющая его работу.

Устройство для фазовой синхронизации системы управления содержит блок 1 коррекции, выполненный из двух последовательно соединенных интеграторов 2, 3, четырех резисторов 4,5,6,7 и конденсатора 8, источник 9 синхронизирующего напряжения, выходом подключенный ко входу блока 1, выход которого подключен к неинвертирующему входу первого компаратора 10, устройство включает также в себя второй компаратор 11, инвертирующий вход которого подключен к выходу блока 1, вторые входы первого 10 и второго 11 компараторов заземлены, а в блок 1 введен второй конденсатор 12, при этом два Т-образных RCR-фильтра, каждый из которых выполнен соответственно из резисторов 4 и 5, 6 и 7 и конденсаторов 8, 12 с одним заземленным выводом, включены между входом и выходом интеграторов соответственно 2 и 3.

Устройство работает следующим образом.

Переменное напряжение источника 9 синхросигнала, представляющее собой синусоидальное напряжение с частотой (Do с наложенными на него высшими гармониками и помехами, поступает на вход интегратора 2 с постоянной времени интегрирования

1

Шо

Идеальный интегратор обладает коэффициентом передачи напряжения

нуля входного напряжения и входным током, что приводит к дрейфу выходного напряжения. Для стабилизации нулевого среднего значения выходного напряжения

реальный интегратор 2 охвачен обратной связью по постоянному току через резисторы 4 и 5, сопротивления которых R4 и RS по порядку величины равны R. Поскольку при этом сдвиг фазы на частоте то увеличивается, для коррекции фазочастотной характеристики переменная составляющая напряжения обратной связи отфильтровывается конденсатором 8 с емкостью Се, который совместно с резисторами 4 и 5

образует Т-фильтр.

Коэффициент передачи напряжения скорректированного интегратора

Ki

Rs

(1 )+jwR4-C8

Щ

R (1 -U R4R5CCe)+Jfl(R4+R5)C

ос В частном случае, если , выражение упрощается:

30

(1 -ft R2CC8) RC

35

При и при о) (0о это напряжение переходит в приближенное:

40

К2ЧкГ)2 ()2,

которое совпадает с аналогичным выражением для идеального интегратора. 45 .Таким образом, фильтр 1 обеспечивает коэффициент передачи напряжения

Сущность изобретения: устройство для фазовой синхронизации системы управления содержит блок 1 коррекции, выполненный из двух последовательно соединенных интеграторов 2, 3, четырех резисторов 4, 5, 6,7 и конденсатора 8, источник синхронизирующего напряжения 9, выходом подключенный к входу блока коррекции 1, выход которого подключен к неинвертирующему входу первого компаратора 10, устройство включает также второй компаратор 11, инвертирующий вход которого подключен к выходу блока 1 коррекции, вторые входы первого 10 и второго 11 компараторов заземлены, а в блок коррекции введен конденсатор 12, при этом два Т-образных RCR-фильтра, каждый из которых выполнен соответственно из резисторов 4 и 5, 6 и 7 и конденсаторов 8, 12, с одним заземленным выводом, включены между входом и выходом каждого интегратора 2 и 3. 2 ил.

,К

яг

. Ki--Ve- l L.e-4l,

УТ(О

а два идеальных интегратора, включенных последовательно, имеют коэффициент передачи напряжения

VKM -f-e- -C.

О)

О)

Реальный интегратор, выполненный на операционном усилителе, обладает сдвигом

К2Чкг)2()2.

50

Благодаря обратной квадратной зависимости от частоты коэффициента передачи напряжения-происходит эффективное подавление высших гармоник и импульсных 5 помех в составе синхросигнала.

Компараторы 10 и 11 опрокидываются в момент перехода выходного напряжения фильтра 1 через ноль, который совпадает с моментом перехода через ноль основной гармоники синхросигнала.

На выходах компараторов 10 и 11 образуются противофазные прямоугольные импульсы напряжения со скважностью, равной двум, синхронизированные основной гармоникой синхросигнала, причем фронты и спады импульсов по времени с моментами перехода через ноль основной гармоники синхросигнала.

На фиг. 2 приведено в качестве примера преобразованные описываемым устройством напряжения синхросигнала Ug, представляющего со&ой симметричные прямоугольные двухполярные импульсы. Кроме основной гармоники с частотой оь , оно содержит все нечетные гармоники с частотами а к {2К+1)(Мь /причем напряжение гармоник убывает с частотой по закону

UK

1

ft

На выходе интегратора 2 напряжение U2 имеет вид симметричного двухполярного пилообразного напряжения, отстающего на четверть периода от прямоугольных импульсов. Оно содержит те же гармоники, что и напряжение синхросигнала Ug, но их напряжение убывает уже по закону

UK

1

(Г

На выходе интегратора 3 напряжение Us имеет вид параболических двухполярных симметричных импульсов, отстающих на половину периода от прямоугольных импульсов.

Напряжение гармоники убывает по закону.

и

(ftV)3

Форма напряжения Us довольно близка к синусоидальной, и оно сдвинуто на половину периода относительно напряжения основной гармоники, изображенного на диаграмме Ug (фиг. 2) пунктирной линией.

Выходные напряжения компараторов Uю и Un имеют прямоугольные импульсы,

фронты и спады которых совпадают с моментами перехода напряжения из через ноль.

Упрощение устройства достигается исключением квазипикового детектора. Необходимость в нем отпадает благодаря тому, что компараторами фиксируется момент прохождения напряжения основной гармоники синхросигнала через ноль.

Повышение надежности достигается благодаря исключению из устройства органа регулирования.

Повышение точности обусловлено то, что фазочастотная характеристика скорректированных интеграторов нечувствительна к отклонению параметров активных и реактивных частотно-задающих элементов, а изменение амплитудно- частотной характеристики интеграторов

несущественно, поскольку фиксируется момент перехода через ноль выходного напряжения блока коррекции.

Высокая помехоустойчивость обусловливается эффективным подавлением импульсных помех для последовательно включенными интеграторами.

Форму л а изо б ре тен и я Устройство для фазовой синхронизации системы управления, содержащее блок коррекции, включающий два последовательно соединенных интегратора, четыре резистора и конденсатор, источник синхронизирующего напряжения, выходом подключенный к входу блока коррекции, выход которого подключен к инвертирующему входу первого компаратора, отличающееся тем, что, с целью упрощения, повышения надежности, точности и помехоустойчивости, оно снабжено вторым компаратором, а в блок коррекции введен второй конденсатор, причем инвертирующий вход второго компаратора подключен к выходу блока коррекции, а вторые входы первого и второго компараторов заземлены, при этом

в блоке коррекции два Т-образных RCR- фильтра, каждый из которых выполнен из упомянутых двух резисторов и одного конденсатора С одним заземленным выводом, включены между входом и выходом каждого

интегратора.

X X

I/v

/

Ч

s.- /

Фи, г

Составитель Л. Масленникова Редактор А. РожковаТехред М. Моргентал Корректор Н. Ревская

Заказ 1171Тираж . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

/

1

(21)4776051/07

(22) 02.01.90 (46)07.03,93. Бюл. № 9

(71) Специальное конструкторское бюро биофизической аппаратуры Московского науч- но-производственного объединения Биофизприбор

(72) В. М. Прусак, Ю. А. Лонский, Е. И. Ковалихин и М. А. Ильин

(56) Авторское свидетельство СССР

№ 1176314, кл. G 05 F 1/56, 1986.

Авторское свидетельство СССР № 1330617,кл. G 05 F 1/569,1987. (54) ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ СТАБИЛИЗАТОР С ИЗМЕНЯЕМОЙ ПОЛЯРНОСТЬЮ ВЫХОДНОГО НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для электропитания высоковольтной нагрузки. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения подИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано для электро- питания высоковольтной нагрузки, например электрофоретических камер деления.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения подключения трехполюсной нагрузки в режимах стабилизации тока и напряжения в широком диапазоне.

На чертеже представлена электрическая схема высоковольтного стабилизатора с изменяемой полярностью выходного напряжения.

ключения трехполюсной нагрузки в режимах стабилизации тока и напряжения в широком диапазоне. Устр-во снабжено двумя преобразователями постоянного напряжения в переменное, каждый из которых через умножитель напряжения подключен к двум датчикам напряжения и двум датчикам тока. Блок управления содержит четыре повторителя напряжения, входы которых подключены к соответствующим датчикам, а выходы - к входу сумматора через резисторы. Последние определяют коэффициент усиления сумматора и исключают влияние датчика тока в режиме стабилизации напряжения. Устр-во также содержит высоковольтный ключ, подключающий третий полюс нагрузки, два ключа, определяющих режим работы устр-ва, операционный усилитель и ключ обеспечивающие выбор полярности сигнала обратной связи, подаваемого на усилитель рассогласования. 1 ил.

Высоковольтный стабилизатор содержит регулирующий элемент 1, обеспечивающий стабилизацию напряжения, управляемый генератор 2, преобразователь 3 напряжения и умножитель 4, обеспечивающие получение положительного выходного напряжения относительно общей шины, генератор 5, преобразователь 6 напряжения и умножитель 7, обеспечивающие получение отрицательного выходного напряжения относительно общей шины, датчик 8 напряжения, образованный двумя .делителями напряжения, каждый из которых подсоединен к выходу одного из умно