Стабилизатор напряжения переменного тока Советский патент 1980 года по МПК G05F1/44 

(54) СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО Изобретение относится к электротехнике и может быть применено в измеритель ной технике. Известен стабилизатор напряжения переменного тока, содержащий источшгк опорного напряжения, задакадий генератор охваченный цепью отрицательной обратной связи через дифференциальный компаратор среднеквадратического значения напряжения и управляющий элемент, причаус между выходом компаратора и управляющим элементом включен усилитель с нульиндикатором tlj. Недосттатками этого устройства являются .слон ность исполнения измерителького эла 1ента (дифференцивальный компаратор) , обусловленная необходимостью обеспечения температурной компенсации, это связано с трудностью подбора фотйпреобразователей с идентичными T vineратурн.ыми характеристиками в ишроком диапазоне температур окружакяцей среды; трудность получения нулевого напряжения на выходе измерительного элемента

ТОКА из-за разбаланса его по .высокочастотным составл5пощи С1 сигнала; трудность получения неизменного значения выходного напряжения при плавном изменении частоты стабилизируемого напряжения, что объясняется наличием реактивностей в цепи преобразования стабилизируемого напряжения. Наиболее блнзкту техническим решением к изобретению является устройство, содержащее включенную между соответстующими входной и выходной клеммами Цепь из последовательно соединенных регулирующего элемента и усилителя мощности, измерительный элемент, состоящий из преобразователя, компаратора и источника опорного напряжения, причем вход преобразователя подключен к выходной , а выход - к одному из входов компаратора, к другому входу которого подключен источник опорного напряжения, и блок управления, выход которого соединен с управляющим входом регулируюшего элемента. Недостатком известного устройства является узкий диапазон частот стабщшаировакного напряжения. Расширение диапазона -часто известными средствами сни жает качество стабилзгаации. Целью изобретения является расширение диапазона частот стабилизированного напряжения при сохранении качества стабилизации. Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемом стабилизаторе напряжения переменного тока преобразователь измерительного, элемента выполнен в виде нелинейного элемента, первого ключа и /RC-фильтра, причем один вывод нелинрйного элемента соед1щеи с входом преобразователя, а другой вывод подключен к точке соединения первых выводов резистора и конденсатора RC -фильтра и выходу преобразователя, вторые выводы указаннь Х резистора и конденсатора соединены через первый ключ, компаратор вьшолнен на операционном усилителе, вход которого через первый резистор подключен к одному входу компаратора, черечЧ второй резистор - к другому входу компаратора, соединенного с источником опорного напряжения введенный второй ключ, а вывод операционного усилкгеля соединен с выходом компаратора, который через введенный . третий ключ подсоединен к входу введенного запоминающего устройства, выходом Подключенного к вход у блока управления, п этом управляющие электроды всех упо минутых ключей соединены с соответств вующими введенными выводами блока управления, введенный дополнительный вход которого подключен к входной . клемме. При этом регулирующий элемен может быть вьтолнен на многоразрядном делителе напряжения к реверсивном счетчи7 е. На чертеже приведена схема стабили затора напряжения переменного тоКа. Он содержит .регулирующий элемент включающий в себя многоразрядный делитель напряжения 2 и реверсивный сче чик 3, блок управления 4, усилитель мощности 5, измерительный элемент 6, состоящий из преобразователя 7 стабилизируемого напряжен1ш и компаратора запоминающий элемент 9, источник опо ного напряжения 1О. Процесс стабилизации напряжения в предлагаемом стабилизаторе можно поя нить посредством рекурентной процедур представляющей собой последовательнос чередующихся операций измерение и исполнение . Операция измерение - переменное напряжение с входной клеммы через реулирующий элемент t и усилитель мощности 5 подается на вход измерительного элемента 6. Выпрямленное напряжение ffj-Ugf v без пульсаций (что обеспечи- . вается включением сопротивления ft-, т.е. ключ 11 разомкнут) с выхода преобразователя 7 поступает на один из входов компаратора 8 для сравнения в с опорным напряжением оп .поступающим на другой вход компаратора 8 через ключ 12 от источника опорного напряж Ния 10. Напряжение на выходе компаратора 8 можно представить в виде .((i) где/f - коэффициент передачи преобразователя 7; г1 - при замкнутом ключе II; а о при разомкнутом ключе -II; v.a-. резисторы- компараUff.jy - напряжение на выходе стабилизатора. Результат проведенного измерения на выходе компаратора 8 формируется в двоичном коде шпУк-f ., .,,,„n ) который заносится в запоминающий элемент 9, что обеспечивается синхронной работой ключей 12 и 13 под действием сигналов от блока управления 4. После окончания измерения и запоми-; нания результата измерения происходит кратковременный разряд конденсатора фильтра t4, который осуществляется путем замыкания ключа 11. За время разряди напряжение на конденсаторе падает на величину дУ(7//-е где г4 L/ - величина изменения выходного напряжения за о.дин цикл регулирования; -время разряда Конденсатора; -постоянная spsvieHH цепи разряда конденсатора фильтра. Операция исполнение - сигнал результата изл ерекия в двоичном коде с пьхода запоминающего элемента 9 поступает в блок управления 4, где форьмируется сигнал утфавлявдшего воздейст вия на регулирующий элемент 1, изменяя его коэффициент перед1 чи, а следов тельно, и выходное напряжение на величинуfc где J - коэфф1щиент ycилeшiя усилителя мощности 5; - напряжение на входе многоразрядного делителя напряжения 2; fn - число разрядов реверсивного счетчика 3. С учетом выражения (4) стабилизируемое напряжение примет новое значение Bbixi ь 5Л/Х -- 6Ы)( Одновременно с началом операции ис- полнение начинается заряд конденсатора до-величины Ц(, (ключ 11 разомкнут) . Для правильной работы стабилизатора время заряда конденсатора долишо быть не менее периода стабилизируемого напряжения, что обеспечивае ся периодическим переключением ключа 11с частотой, синхронизированной час тотой стабилизируемого напряжения. После этого производится измере-imel /jf/ и т.д. На / -ом шаге регулирования выходное напряжение будет изменятся в окрестности значения напр жения опорного источника Ед, , что позволит принять уровень выходного на пряжения, равным - с некоторой погрешностью ,: Ш/Х /f( «Л 2. Точность стабилизации будет тем выше . чем большее число разрядов w имеет реверсивный счетчик 3 регулирующего элемента I. Формула изобретени I. Стабилизатор напряжения перемен ного тока, содержащий включенную меж 23О6 соответствующими входной и выходной клеммами цепь из последовательно соединенных регушфующего элемента и усилителя мощности, измерительный элемент, состоящий из преобразователя, компаратора и источника опорного напряжения, причем вход преобразователя подключен к выходной клемме, а выход - к одному .из входов компаратора, к другому входу которого подключен источник опорного напряжения, и блок управления, выход которого соединен с управляющим входом регулирующего элемента, о т л и ч а ющ и и с я там, что, с целью расширения диапазона частот стабшшзированного напряжения при сохраненшг качества стабилизации, преобразователь из Iepитeль- ного элемента выполнен в виде нелинейного элемента, первого ключа и RC фильтра, причем од)1Н вывод нелинейного элемента с ед1гаен с входом преобразователя, а другой ВЫВОД подключен к точке соединения первых выводов резистора и конденсатора «фильтра и выходу преобразователя, вторые выводы указанных .резистора и конденсатора соединены через первый ключ, компаратор выполнен на операционном усилителе, вход которого через первый резистор подключен к одно- му входу компаратора, через второй, резистор - к другому входу компаратора, сое.диненкого с ксгочником опорного напря жения через введенный второй ключ, а выход операционного усилителя соединен с выходом компаратора, который через введенный третий ключ подсоединен к входу введек} ого запоминающего элемента, выходом подключенного к входу блока управлешш, при этом управляющие электроды всех упомянутых ключей соединены с соответствующими введенныкШ вывода- ми блока управления, введенный дополнительный вход которого подключен к входной клемк е, 2- Стабилизатор по п. 1, о т л и чающийся тем, что регулирующий элемент вьгполнен на многоразрядном делителе иапря.жсш{я к реверсивном счетчике, Источн 1ки ннформашо, принятые во BHiiMaHKe при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 196144, кл. & 05 Р 1/40, 1966. 2.Образцовьте источники переменного напряжения. Инв. № Б.025009, N4 гос. per. 68021571, Всесоюзный научно-техничесю1Й информационный центр

.

, 1. VI- : .

79223О