Способ регулирования напряжения Советский патент 1982 года по МПК G05F1/00 

1

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в системах регулирования и стабилизации напряжения, например, во вторичных источниках питания, импульсных усилителях с ШИН, регулируемом электроприводе и др.

Известен способ параметрической импульсной стабилизации напряжения, заключающийся в управлении широтноимпульсным регулятором по одному из возмущений - по изменению питающего напряжения СП.

Главным недостатком способа является низкая точность по сравнению с регулированием по отклонению.

Известны способы широтно-импульсного регулирования по отклонению, заключающиеся в выделении разности выходной величины и опорной, преобразовании разностного сигнала в напряжение управления модулятора с последующим формированием выходных импульсов широтно-импульсного регулятора. При этом для формирования импульсов напряжение сравнивают с некоторым периодическим модулирующим напряжением неизменной амплитуды и формы, например пилообразным или треугольным, и в моменты изменения знака разности этих напряжений сформируют фронты выходных импульсов регулятора 2 ; , Наиболее близким к предлагаемому

10 является способ регулирования напряжения путем широтно-импульсной модуляции с фиксированным передним фронтом регулирующего импульса и формированием управляющего сигнала модуляt5тора в зависимости от величины разности выходного и опорного напряжений З. Недостатком известного способа является низкая точность регулирова20ния в установившемся и переходных режимах.

Цель изобрете ния - повышение точности регулирования и устойчивости. Поставленн-эя цель достигается тем, что интегрируют за периодом модуляции входное напряжение, а задний фронт регулирующего импульса формируют в момент равенства нулю разности величин управляющего сигнала модулятора и интеграла входного напряжения. При этом интегрирование начинают в момент начала формирования переднего фронта регулирующего импульса. На фиг. 1 приведена функциональная схема вторичного источника постоянного тока для реализации предлагаемого способа регулирования; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства. Устройство содержит первичный источник 1 с НДС Е и внутренним сопротивлением Z, импульсный регулятор 2, состоящий из транзисторного ключа 3 и диода индуктивность 5 и емкость 6 сглаживающего фильтра, работающего на нагрузку 7, источник 8 опорного напряжения, блок 9 управления, компаратор 10, триггер 1, интегратор со сбросом 12 и задающий ге нератор 13. На временных диаграммах (фиг. 2) изображены напряжения питания И„, напряжения интегратора блока управления IJNJ, триггера импульсного регулятора , задающего интег ратора выходное напряжение вторичного источника UH. В конце каждого периода широтноимпульсной модуляции ШИН интегратор 12 сбрасывается в нуль по сигналу задающего генератора 13. В начале очередного периода триггер 11 включается импульсом генератора 13 и открывает импульсный регулятор 2. Одновременно начинает работу интегра тор 12, на вход которого поступает напряжение с входа (или с выхода) импульсного регулятора 2.При достижении выходным напряжением тегратора величины напряжения управления U компаратор 10 выключает триггер 11 и регулятор 2 закрывается до следующего периода. Напряжение управления Uy определяется отклонением выходного напряжения U( от опор ного lJ(3r законом регулирования, который реализован в блоке у. В предлагаемом способе длительность импульса регулятора t в отли84чие от известного способа определяется условием Ки.) Un(:),(t), (,, где К, - коэффициент интегрирования. При этом среднее напряжение на выходе импульсного регулятора равно (t)-f jUpp4)(lldt. ip C)J - I J ПР т и согласно условию 1 не зависит от величины питающего напряжения и полностью определяется управляющим сигналом DV(t). Другим преимуществом предлагаемого способа является независимость коэффициента передачи импульсного регулятора по управляющему сигналу от величины питающего напряжения. Из (2 ) видно ,что этот коэффициент зависит только от периода модуляции Т и коэффициента передачи интегратора Kj. Постоянство коэффициента передачи звена модулятор-импульсный регулятор, входящего в замкнутый контур регулирования, позволяет выбрать больший коэффициент усиления без риска снизить запас устойчивости при изменяющемся напряжении питания и, соответственно, достичь большую точность регулирования. Для получения наибольшего эффекта от применения предлагаемого способа возможно интегрирование напряжения на выходе регулятора. Формула изобретения 1. Способ регулирования напряжения путем широтно-импульсной модуляции с фиксированным передним фронтом регулирующего импульса и формированием управляющего сигнала модулятора в зависимости от величины разности выходного и опорного напряжений, отличающийся тем, что, с целью повышения устойчивости и точности регулирования, выявляют входное напряжение и интегрируют его за период модуляции, а задний фронт регулирующего импульса формируют в момент равенства нулю разности велимин управляющего сигнала модулято ра и интеграла входного напряжения. 2. Способ регулирования напряжения по п. 1, отличающийс я тем, что интегрирование напряж ния начинают в момент начала формирований переднего фронта регулирующего импульса. Источники информации,, принятые во внимание при экспертизе 1. Александров И.Ф., Сиваков А.Р Импульсные полупроводниковые преоб384разователи и стабилизаторы постоянного напряжения. Л.,„Энергия, 1970, с. 32. 2.Юрченко А.И. и др. Многофазчый импульсный стабилизатор постоянного напряжения. - Электронная техника в автоматике, 1978, вып. 10, с. 109. 3.Вересов Г.II, и Смуряков W.J1. Стабилизированные источники питания радиоаппаратуры. М., Энергия , 197, с. 98.