Регулируемый стабилизатор мощности Советский патент 1981 года по МПК G05F1/66 

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках питания, в которых необходимо в больших пределах изменять уровень стабилизируемой мощности.

Известен стабилизатор мощности 1, который содержит управляемые вентили и систему управления, состоящую из последовательно соединенных синхронизатора, формирователя импульсов и многовходовых логических схем совпадения.

Известен также стабилизатор мощности, который содержит выпрямитель, подключенный через фильтр к входу регулирующего элемента, выход которого через демодулятор связан с выходными клеммами, с которыми также связаны датчики тока и напряжения, сумматор, первый вход которого соединен с выходом датчика тока, а выход - с одним из входов комп.аратора, другой вход которого подключен к выходу генератора пилообразного напряжения, и источник опорного напряжения 2.

Недостатком известных устройств является сложность их схем.

Целью изобретения является упрощение схемы стабилизатора мощности при обеспечении постоянного минимального значения величины ощибки стабилизируемой мощности в больщом диапазоне изменения величиHbi мощности.

Поставленная цель достигается тем, что в известный стабилизатор мощности введены усилитель, два масщтабирующих резистора, один из которых переменный, и управляемый делитель, причем вход усилителя через переменный масштабирующий резистор соединен с выходом датчика напряже.- ния и через второй масщтабирующий резистор со своим выходом, соединенным с вторым входом сумматора, при этом управляемый делитель включен между источником опорного напряжения и третьим входом сумматора, а своим управляемым входом соединен с переменным масштабирующим резистором.

На чертеже изображена структурная схема устройства.

Стабилизатор мощности содержит выпрямитель 1, подключенный через фильтр 2

20 к регулирующему элементу 3, выход которого связан через демодулятор 4 с нагрузкой 5, подключенной к выходным клеммам, датчики тока 6 и напряжения 7, подключенные своими входами к цепи нагрузки 5, сумматор 8, связанный с выходом датчика 6, (устройство сравнения) компаратор 9, входы которого подключены к выходам сумматора 8 и генератора 10 пилообразного напряжения, а выход - к управляемому входу элемента 3, усилитель 11, соединенный входом через переменный масштабирующий резистор 12 с выходом датчика 7 и через масштабирующий резистор 13 со своим выходом, связанным с сумматором 8, управляемый делитель 14 опорного напряжения, подключенный между источником 15 опорного напряжения и входом сумматора 8 и связанный своим управляемым входом с резистором 12.

При стабилизации напряжения

и + Кт1н.

где и и 1ц- напряжение и ток в цепи, в которой стабилизируется мощность;

KV KI - коэффициенты пропорциональности;

мощность в стабилизируемой цепи будет равна

P.4,J i|rib..

Таким образом, при изменении напряжения в стабилизируемой цепи мощность будет изменяться согласно выражению P(U)U«-UcU +KP, а при изменении тока по закону

т t. V

Ри)-1н-1н-57 -к

где и и/Ку; К К1/Ку.

Корни этих уравнений при равенстве P(U) Р(1) 0 будут определять минимальные и максимальные значения диапазонов изменения токов и напряжений в стабилизируемой цепи. Из этих выражений можно определить отношение минимальной мощности Р в цепи к максимальной Н.„,.

- - .. . ±. - . Рт«х (I, lO «« (U. + UiF

где I t. 1г Ut, и 2.- соответственно минимальные и максимальные значения токов и напряжений в стабилизируемой цепи. Из последних двух формул следует, что величина ошибки стабилизируемой мощности полностью определяется диапазоном изменения токов или напряжений нагрузки.

Коэффициент пропорциональности К определяется по выражениям

K-lIZil.-V Pmc.x

IS--л-5или К .

тРголх 1 1

ИЗ которых видно, что он зависит от величины максимальной мощности в стабилизируемой цепи. Так как величина ошибки стабилизируемой мощности минимальна при указанном выше соотношении между К,, KI и полностью определяется значениями 1, I i или Ui, и г, то для сохранения величины этой ошибки при щирокодиапазонном изменении уровня стабилизируемой мощности необходимо соответствующим образом изменять соотношение между Kt,H KI. Схема работает следующим образом. При подаче на входе схемы напряжения питания энергия от источника питания через выпрямитель 1, фильтр 2, элемент 3, демодулятор 4 поступает в нагрузку 5. К шинам, подводящим к нагрузке 5 питание, подключены входы датчиков б и 7. Напряжение, снимаемое с датчика 7, поступает

через переменный резистор 12 (R) на инвертирующий вход усилителя 11. На этот же вход усилителя с его выхода через сопротивление обратной связи 13 подается напряжение обратной связи. При перемещении движка резистора 12 изменяются уровень опорного напряжения и величина сопротивления резистора 12, которые пропорциональны соответственно уровню стабилизируемой мощности и величине коэффициента К. Изменение величины сопротивления резистора 12 приводит к изменению коэффициента передачи датчика 7 по закону Ку , так как изменяется коэффициент передачи включенного последовательно с датчиком 7 масштабирующего усилителя, собранного из усилителя 11 и резисторов 12, 13, по такому же закону

.Efic.

Ку.

где Кч

- величина коэффициента передачи

масштабирующего усилителя; ROC-величина сопротивления резистора 13;

R - величина сопротивления резистора 12.

Напряжения, снимаемые с датчика 6 и усилителя 11, поступают на вход сумматора 8. На один из входов сумматора 8 поступает опорное напряжение, переданное через делитель 14 от источника 15. Полученное на выходе сумматора 8 напряжение поступает в устройство сравнения, где сравниБается с пилообразным напряжением. Полученные на выходе устройства 9 импульсы управления поступают на вход элемента 3, который изменяет подводимую к нагрузке энергию таким образом, что уменьщает отклонение мощности в нагрузке от заданной величины.

Стабилизатор мощности отличается от других тем, что для его реализации не требуется сложных множительных устройств, а достаточно широко распространенных усилительных устройств, что упрощает схему. Ощибка величины стабилизируемой мощности в таком стабилизаторе постоянна и не зависит от величины стабилизируемой мощности, что позволяет изменять величину стабилизируемой мощности в большом диапазоне.

Формула изобретения

Регулируемый стабилизатор мощности, содержащий выпрямитель, подключенный через фильтр к входу регулирующего элемента, выход которого через демодулятор связан с выходными клеммами, с которыми также связаны датчики тока и напряжения, сумматор, первый вход которого соединен с выходом датчика тока, а выход - с одним из входов компаратора, другой вход которого подключен к выходу генератора пилообразного напряжения, и источник опорного напряжения, отличающийся тем, что, с целью упрощения схемы при обеспечении постоянного минимального значения величины ошибки стабилизируемой мощности в большом диапазоне изменения величины мощности, в него введены усилитель, два масштабирующих резистора, один из которых переменный, и управляемый делитель, причем вход усилителя через переменный масштабирующий резистор соединен с выходом датчика напряжения и через второй масштабирующий резистор со своим выходом, соединенным с вторым входом сумматора, при этом управляемый делитель включен между источником опорного напряжения и третьим входом сумматора, а своим управляемым входом соединен с переменным масщтабирующим резистором.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 596930, кл. G 05 F 1/66, 1976.

2.Авторское свидетельство СССР № 675410, кл. G 05 F 1/64, 1976.