Ключевой стабилизатор действующего значения напряжения Советский патент 1981 года по МПК G05F1/56 

(54) КЛЮЧЕВОЙ СТАБИЛИЗАТОР ДЕЙСТВУЮЩЕГО ЗНАЧЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ : Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для питания нагрузок, предъявляю-, ших высокое требование к стабильности температурного нагрузки. Известен стабилизатор напряжения переменного тока, содержащий ключевой регулятор, включенный последовательно с нагрузкой, и орган управле ния с нелинейным элементом в цепи обратной СВЯЗ.И ГЙ . Недостатком стабилизатора является низкое быстродействие, так как измерительный элемент действующего .значения напряжения обладает относительно большой инерционностью, что является принципиальным недоста-гком данной замкнутой система стабилизации действующего значения напряжения .Наиболее близким к заявленному является устройство дл,я стабилизации действующего значения напря ения, содержащее подключенный .входом к входным кдеммам ключевой элемент, бы ходом соединенный с выходными клеммами, квадратор, интегратор, выходом через орган сравнения связанный с управляющим входом ключевого элемента 2 . Недостатком известного устройства явл яется то, что его стабилизирующие свойства сохраняются лишь при питании нагрузки напряжением определенной, форма. Форма напряжения должна бать такой, чтобы удовлетворялось условие пропорциональности квадрата его амплитуды действующему значению, этому условию удовлетворяет ограниченный класс питающих напряжений. Например, искажения питающей сети, которые являются обычными при питаний от источников ограниченной мощности, приводят к снижению коэффициента стабилизации. Это же ограничение не позволяет использовать устройство для стабилизации действуюцего эиачеиия напряжения инверторов и конверторов .СШИЙ. Целью изобретения является повышение стабильности выходного напряжения при произвольной форме входного. Эта цель достигается тем, что вход квадратора подключен паргшлельно к йыходным клеммам, а выход подключен к одному из входов введенного сумматора, другой вход которого соединен с введенным источником управляющего напряжения, выход сумматора подключен ко входу интегратора.

Схема устройства приведена на фиг. 1; на фиг. 2 - диаграммы напряжения.

Последовательно с источником питания 1 соединен ключевой элемент 2 и нагрузка 3, подключенная к выходным клеммам. Параллельно нагрузке подключен вход квадратора 4, его выход подсоединен к первому входу сумматора 5, к второму входу которого присоединен источникуправляющего напряжения 6. Выход сумматора присоединен к входу интегратора 7, его выход объединен со входом органа сравнения 8. Выход органа сравнениясвязан со вхЬдом усилителя-формирователя 9, выход которого присоединен к управлягадему входу ключевого элемента 2.

Устройство работает следующим образом. Предположим, что источник питания 1 выполнен в виде инвертора с прямоугольным выходным напряжение а ключевой элемент 2 с неполным управлением типа симистора, осуществляет ШИМ этого напряжения с целью стабилизации его действующего значения.

Пусть в момент времени t/, (фиг. 2) ключ 2 замкнулся, на нагрузке появилось напряжение UH(t). Напряжение на выходе квадратора

U8blX4.t) и„ (t)

(1)

Из этого напряжения в блоке 5 вычитается напряжение управления а полученная разность поступает на вход интегратора 7. Выходное напряжение интегратора начинает возрастать. Закон его изменения

fc 4v.,

В момент IQ питающее напряжение Меняет знак, ключевой элемент 2 запирает.ся, напряжение на нагрузке становится равным нулю. На вход интегратора теперь поступает только напряжение ( ) , поэтому его выходной сигнал линейно падает и в момент tJ становится райным нулю. В этот момент орган сравнения 8 вырабатывает сигнал на очередное

отпирание ключевого элемента 2, который усиливается усилителем-формирователем 9. Далее процессы повторяются для другой полуволны питающего напряжения.

Так как в результате

3

, dt o (3)

то, с учетом Ujrfp const, действующее значение напряжения на нагрузке:

/ 9 (4)

V.

И.Аеиств

независимо от формы питгиощего напряжения.

Приведенные рассучухения справедливы и при питании от источника постоянного напряжения. В этом случае ключ 2 должен быть полностью управляемым (транзистор, запираемый тиристор) . Его запирание, как и в предндущем примере, необходимо осуществлят с постоянной частотой, сигнал отпирания формируется также аналогично описанному.

Формула изобретения

Ключевой стабилизатор действующего значения напряжения, содержащий подключенный входом к входным клеммам ключевой элемент, выходом соединенный с выходвшми клеммами, квадратор, интегратор, выходом через орган сравнения связанный с управляющим входом ключевого элемента, отличающийся тем, что, с целью повьвиения стабильности при 0 произвольной форме входного напряжения , вход квадратора подключен параллельно к выходным клеммам, а выход к одному из входов введенного сумматора, другой вход которого соединен с введенным источником управляющего напряжения, выход сумматора подключен ко входу интегратора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР

596925, кл. G 05 F 1/44, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР 633002, кл. G 05 Н 1/20, 1976.

OSt,x.it)