Многоканальный источник стабилизированных напряжений Советский патент 1977 года по МПК G05F1/56 

(54) МНОГОКАНАЛЬНЫЙ ИСТОЧНИК СТАБИЛИЗ ИРОВАНН ЫХ

НАПРЯЖЕНИЙ

вому элементу, а к одному из входов сравнивающего элемента через второй коммутатор и масштабные делители напряжения подключены соответствующие выходы стабилизаторов напряжения, при этом управляющие входы коммутаторов подключены к выходу времяраспределитеяьного органа, в источник введены третий коммутатор с двумя входами и дополнительный управляемый накопительный элемент, причем первый и второй входы третьего коммутатора соединены соответственно с прямым и инверсньци выходами сравнивающего элемента, выход третьего коммутатора соединен со входом ключевого элемента, а управляющий вход третьего коммутатора подключен к выходу времяраспределительного органа, при этом вход дополнительного управляемого накопител1(Ного элемента соединен с дополнительным входом первого коммутатора, выход - со вторым входом общего сравнивающего элемента, а выход общего источника опорного напряжения соединен с дополнительным входом второго коммутатора.

Структурная схема многоканального источника стабилизированных напряжений представлена на чертеже.

Источник содержит стабилизаторы напряжения (по числу каналов, например трех) 1,2, 3, на входе которых включены в качестве источников опорных на11ряженчй управляемые накопительные элементы 4, 5, 6, Входы управляемых накопительных элементов подключены ко входам первого коммутатора 7, а выходы стабилизаторов через соответствующие масиктабные делители напряжения 8, 9, 10 подключены ко входам второго коммутатора 11. Выход второго коммутатора 11 подключен к первому входу общего сравнивающего элемента 12. Устройство также содержит общие источник опорного напряжения 13, ключевой элемент 14 и времяраспределительньш орган 15, при этом вход ключевого элемента 14 соединен с выходом третьего коммутатора 16, первьп и второй входы которого соединены соответственно с прямым и инверсным выходами общего сравнивающего элемента 12. Второй вход сравнивающего элемента 12 соединен с выходом допол1штельного управляемого накопительного элемента 17, вход которого соединен с дополнительным входом первого коммутатора 7. Общий источник опорного напряжения 13 подключен к дополнительному входу второго коммутатора 11. Все коммутаторы подключены к времяраспределительному органу 15.

Мнргоканальньш источник стабилизированных напряжений работает следующим образом. Коммутаторы 7,11 синхронно подключают на время т к первому входу сравнивающего элемента 12 выход общего источника опорного напряжения 13 и вход дополнительного управляемого накопительного элемента 17 к выходу ключевого элемента 14. При этом третий коммутатор 16 подключает инверсньш выход сравнивающего элемента 12 ко входу ключевого элемента 14. На выходе сравнивающего элемента 12 возникает сигнал рассогласования между напряжением источника опорного напряжения 13 и напряжением на выходе дополнительного управляеМ го накопительного элемента 17. Знак управления выбран таким образом, что образуется контур в виде релейной следяпдей системы.

АвХрколебательный ч ежим в релейной следящей возникает при paiiencTBe

(1)

где . напряжение общего источника опорного напряжения 13;

нэ у- напряжение, на выходе дополнительного управл мого нако1 ительного элемента 17;

-р2 - напряжение смещения и дрейS фа нулевого ровня сравнивающего элемента 12;

Ui - напряжение на первом входе элемента 12;

Ua - напряжение на втором входе элемента 12;;

Реальное напряжение на выходе дополнительного управляемого накопительного элемента ииэ

будет равно. .

ипэ иоп-Д+Д,(2)

где Д - ошиька релейной следящей системы, вследствие наличия автоколебательного режима.

Выбором соответствующего быстродействия

сравнивающего элемента и постоянной времени

дополнительного накопительного элемента можно

добиться того, что .е. свести ее к минималь0 ной велишне.

Напряжение ийэ запоминается на дополнительном управляемом накопительном элементе 17 и используется в качестве общего источника опорного напряжения при управлении стабилизаторами f напряжений каналовЧерсз время г коммутаторы 7,11 переключаются и подключают к первому входу сравнивающего элемента 12 и к выходу ключевого элемента 14 соот(; ветственно выход стабилизатора напряжения одного из каналов и вход его накогштельного элемента. При этом коммутатор 16 подключает прямой выход элемента 12 ко входу ключевого элемента 14. На выходе сравнивающего элемента 12 образу5 ется сигнал рассогласования между напряжением дополнительного накопительного элемента шэ и напряжением стабилизатора канала, поступающий на первый вход элемента 12 через коммутатор 11. Элемент 12 через коммутатор 16, ключевой элео мент 14 и коммутатор 7 воздействует на соответствующий накопительный элемент стабилизатора, Знак управления выбран таким образом, что образуется контур релейной следящей системы (для этого коммутатор 16 и подключает ключевой эле5 мент 14 к прямому выходу элемента 12).

Автоколебательньш режим в релейной следящей системе возникает при равенстве

Кпистп 1тэ-ьД(3)

где КлУстп - выходное напряжение стабшшзатора, поступающее на первый вход элемента 12; Kn масштабный коэффициент по п-му каналу Заменяя в выражении (3) значения инэ в соответствии с выражением (2), получаем KnUcrn Uon- Д+Д+Д Uon+Д. Таким образом, погрешность, обусловленная ;мещением и дрейфом нулевого уровня сравнивающего элемента, компенсируется. Вследствие наличия автоколебательного процесса, а также дрейфа накопительного элемента стабилизатора и дополнительного накопительного элемента, используемого в качестве дополнительного общего источника опорного напряжения, выходное напряжение стабилизатора будет равно ист 1иоп+Д. Однако погрешности, связанные с выше перечисленными факторами, на один-два порядка меньше погрешности, обусловленной смещением и дрейфом нулевого уровня сравнивающего элемента, поэтому точность стабилизации энаштельно повышается. При этом С1шжается требование к точности сравнивающего элемента, устройство обладает высокой стабильностью при изменении условий эксплуатации.Одновременно значительно уменьшается потребление по цепи общего источника опорного напряжения, так как этот источник подключается на ограниченное время т. Снижение потребления по ueiiM источника опорного нштряжения позволяет повысить его стабильное гь. Таким образом, данное техническое решение задачи позволяет повысить точность стабилизации устройства за счет ис.лючения погрешности из-за смещения и дрейфа нуленяго уровня сравнивающего элемента, вследсгии : JMш.иьзования в качестве источника опорного иакрижсиия выходного напряжения дополнительного управляемого накопительного элемента и уменьшения потребления по цепи общего иск чпика напряжения. Формула изобретения Многокаьальныи источник стабилизированных напряжений, содержащий общие сравниваюащй элемент, источник опорного напряжения, ключевой элемент, первьш и второй коммутаторы и времяраспределительный орган, а в каждом канале - стабилизатор напряжения с усилителем постоянного тока, источник )ного напряжения на управляемом дакопительном iJneменте, и масштабный делитель напряжения, причбм источник опорного напряжения каждого из каналов стабилизации выходом подключен к стабилизатору напряжения своего канала, вводом через первый коммутатор - к ключевому элементу, а к одному из входов сравнивающего элемента через второй коммутатор и масштабные делители напряжения подключены соответствующие выходы стабилизаторов напряжения, при этом управляющие входы коммутаторов подключены к выходу времяраспределительного органа, отличающийся тем, что, с целью повышения точности стабилизации, в него введены третий коммутатор с двумя входами н дополнительпьй управляемый накопительный элемент, причем первый и второй входы третьего коммутатора соединены соответственно с прямым и инверсным выходами сравнивающего элемента, выход третьего коммутатора соединен со входом ключевого элемента, а управляющий вход третьего коммутатора подключен к выходу времяраспределительного органа, при этом вход дополнительного управляемого накопительного элемента соедшшн с допо;шительным входом первого коммутатора, выход - со вторым входом сравнивающею элемента, а выход общего источника опорного напряжения соеллнен с дополнительным входом второго коммутатора. Источш1ки информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Патент США №3254304, кл. 330-24, 1966г. 2.Патент США № 3815014, кл. 330-24, 1974 г. 3.Авторское свидетельство № 366465, МКИ G05 F 1/56, 1971 г.

72