Способ управления преобразователемНА бАзЕ пьЕзОэлЕКТРичЕСКОгО ТРАНСфОРМА-TOPA Советский патент 1981 года по МПК H01L41/08 

ческому резонансу, и сдвиг частоты о номинс1льной в сторону компенсации сигнала ошибки осуществляют дополнительно фазовое управление напряжением возбуждения, взаимосвязанное с частотным, для чего определяют уго сдвига фаз между входным и выходным напряжениями,в момент перехода рабочей точки на фазо-частотной характеристике трансформатора через ноль размыкают частотный контур, формирую управляющий сигнал, с помощью которсэго изменяют частоту напряжения возбуждения, возвращая рабочую точку Hai рабочий склон характеристики, после чего замыкают частотный контур управления.

На фиг, 1 приведена функциональная схема пьезополупроводникового стабилизатора, реализующая способ управления; на фиг.2 - графики, иллюстрирующие сущность способа.

Пьезополупроводниковый фазочастотный-управляемый стабилизатор напряжения содер;жит усилитель мощности 1, нагруженный на ПЭТ 2, соединенный через выпрямитель 3 с нагрузкой 4. Усилитель мощности управляется двуполярным, модулированным по частоте сигналом, поступающим от управляемого згщсиощего генератора (УЗГ) 5 с формирующей схемой. УЗГ управляется напряжением U, поступа.ющим с выхода системы управления. Система управления состоит из регулятора 6, соединенного одним своим входом стабилизатора, другим входом с опорным сигналом U, а выходе через резистор (диод) 7 - с входом УЗГ.5. Ко входу УЗГ через диод 8 также подключен выход 9 выявления фазового сдвига Дф, содержащей последовательно соединенные фазовый детектор и усилитель (регулятор). Один из входов схемы 9 подключен ко входу, а другой - к выходу ПЭТ. Фазовый сдвиг можно выявить между ВХОДНЫ.МИ и выходными напряжениями или токами, а также между входным или выходным током и соответствующим напряжением. Схема 9- выявления фазового сдвига построена так, что при переходе рабочей точки с правого склона АЧХ ПЭТ на левый, напряжение с выхода схемы Uqj растет, при сдвиг фаз А ф меняет знак в точке резонансной частоты ПЭТ 2.

Работа пьезополупроводникового стабилизатора напряжения, реализующего способ управления, осуществляется спедующим образом.

Рабочая точка стабилизатора выбирается на правом склоне АЧХ ПЕТ (фиг. 2, точка 0). В режиме стабилизации Ugbix Ри действии слабых воз.мущений (изменение тока нагрузки, температуры окружающей среды,и т.п.) их компенсации производятся регулятором 6, который сигналом г соответствующим сигналу рассогласования Ui,-UOQ изменяет частоту генерации УЗГ 5, и следовательно, смещает рабочую точку на АЧХ ПЭТ до тех пор, пока Ugj,, не станет равным задающему 5 значению.

При действии сильных возмущений рабочая точка может перейти на левый склон АЧХ, при этом знак обратной связи меняется на противоположный,

п стабилизация нарушается, а частота УЗГ 5 становится минимальной. При переходе рабочей точки с правого склона АЧХ на левый выходное напряжение Цф схемы 9 (при достаточно большом коэффициенте усиления усилителя) скачком изменения от до ифр,о,(фиг. 2) .С помощью диода 8 т резистора (диода) на левом склоне АЧХ частотой УЗГ 5 управляет только сигнал Оф , на правом - сигнал

0 Up с регулятора 6. Тогда, например, если частота УЗГ 5 и ниже iup то выходное напряжение регулятора б Up - минимально, а выходное напряжение схемы 9 Оф - максимально (частота 1 i «,) . ,Диод 8 открыт, и . Частота УЭГ т под действием сигнала увеличивается, и когда1,р, выходное напряжение регулятора резко меняется до максимального значения;

п частота УЗГ продолжает расти. При прохождении точкиiclp выходное напряжение схемы 9 уменьшается до минимального значения., диод 8 закрывается, и фазовый канал перестанет вли- ять на процессы в схеме. После прохождения точки знак обратной связи в частном канале стабилизации становится отрицательным, и процессы далее протекают в схеме так, как это описано при действии слабых озму0 щений. Введение фазового канала позволяет отказаться от использования в схеме высокостабильного УЗГ. Нижняя граница УЗГ выбирается ниже резонансной частоты, вблизи нее,

5 так, чтоОа температурные изменения не вывели ее на правый склон АЧХ ПЭТ. Применение предлагаемого способа, управления преобразователем на базе пьезоэлектрического трансформатора

0 обеспечивает по сравнению с известным способом следующие преимущества: высокую точность стабилизации напряжения при действии сильных температурных, нагрузочных и др. возмущений. (суммарная нестабильность Ugj. не

более 0,5%); расширенный диапазон

регулирования Ug,,; повышенную надежность и стабильность работы схемы при ее достаточной простоте.

Формула изобретения

Способ управления преобразователем на базе пьезоэлектрического 5 трансформатора, включающий частотное управление по частотному контуру, заключающее в возбуждении пьёэотранс форматора на частоте, близкой к его электромеханическому резонансу, и сдвиг частоты от номинальной в сторо ну компенсации сигнала ошибки,о т личающийся тем, что, с целью увеличения точности, устойчивости работы и улучшения температурной стабильности, осуществляют допол нительно фазовое управление напряжением возбуждения, взаимосвязанное с частотным, для чего определяют угол сдвига фаз между входным и выходным напряжениями,в момент перехода рабо- |чей точки на фазо -частотной характеристике тр.ансформатора через ноль размыкают частотный контур,формируют f, иф управляющий сигнал,с помощью которого изменяют частоту напряжения возбуждения, воз вргицая рабочую точку на рабочий склон характеристики,после чего замыкают частотный контур управления . Источники информации, принятые во внимание при экспертиза 1.Плужников В.М. и др. Пьезокерамическое твердые схемы, М., Энер1971, с. 69-94. 2.Лавриненко В. Пьезоэлектрические трансформаторы. М.,Энергия, 1975, с, 80-95. 3.Авторское свидетельство СССР по заявке 2616042/25, кл. Н 01 L 41/08, 1978 (прототип).