Регулятор постоянного напряжения

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИЯИВЛЬС 1 ВУ Союз Советских Социалистических Республик(22) ЗаявлеиоЗ 5 (2 85 Я 9107( 51) М. Кл, Н ог М 3/33 ки исоедиие вием ЮН 02 Р 13/ Государстеенный комитет Совета Ннннстроа СССР па делам нзобретеннй н открытий(54) РЕГУЛЯТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ Изобретение относится к области преобразовательной техники и может быть использовано в системах электропитания для регули. рования постоянного напряжения в диапазоне выходного напряжения, меньшего, чем входное до выходного напряжения, большего, чем входное.Известны вольтореверсивные схемы регуляторов, осуществляющие подобное регулирование, состоящие нз двух промежуточных двух- тактовых преобразователей и сглаживающего фильтра. Один преобразователь включен пос- леловательно между входным и выходным выводом регулятора и выполнен на транзисто- рах 1 или тиристорах 2, а другой преобразователь включен параллельно входным выводам регулятора. 15Указанный регулятор напряжения имеет по. вышенную массу сглаживающего фильтра, Это объясняется тем, что выходное напряжение преобразователя (напряжение на входе фильтра) имеет повышенные пульсации.Целью изобретения является уменьшение массы регулятора напряжения.Цель достигается тем, что известный вольтореверснвный регулятор напряжения снабжен релейным пороговым элементом, имеющим прямые и инверсные выхолы и двумя логическими И элементами И - ИЛ И, обеспечивающим и двухзонное регулирование выходного напряжения с плавным или ступенчатым иерехолом от режима вольтовычитания к режиму вольтодобавки и наоборот.При этом первый из логических элементов подключен к цепи управления второго преобразователя, второй - к пепи управления пер вого преобразователя, причем к одному из входов логического элемента подклкгчен прямой выход порогового элемента и выход фазосдвигающего блока, к другому входу первого логического элемента подключен инверсный выход порогового элемента и выход за. дающего генератора непосреЛственно или че. рез элемент задержки, а к одному из вхолов второго логического элемента подключен иря. мой выход порогового элемента и выход задающего генератора к другому вхолу второго логического элемента полкл ючен инверсный вы. ход порогового элемента и выход фазосдвигающего блока.Вход порогового устройства подключен к выходу измерительного органа напряжения.На чертеже изображена предлагаемая схе. ма регулятора напряжения.Регулятор постоянного напряжения содержит промежуточные преобразователии 2,кания) порогового элемента, пороговый элемент 11 переводит логические элементы 12 и 13 в режим вольтовцчнтаиия.Роль логических элементов 12 и 13 сводится к следующему; В режиме вольтодобавки прямые выходные сигналы порогового элемен-. та 11 разрешает прохождение сигналов от фазосдвигающего блока 9 через логический элемент 12 к блоку 5 преобразователя 2, а от генератора 1 О через логический элемент 13 к блоку 4 преобразователя 1, Прохождение сигналов от элемента задержки 14 через логический элемент 13 к блоку 5 преобразователя 2 и от фазосдвигающего блока 9 через логический элемент 12 к блоку 4 преобразователя 1 в этом режиме запрещено, а в режиме вольтовцчитания разрешается прохождение . этих сигналов и запрещается прохождение сиг. налов, описанных выше.В режиме вольтовычитания из напряжения источника питания вычитается напряжение преобразователя 1 (преобразователь 1 при этом работает в режиме управляемого инвертора, преобразователь 2 в режиме выпрямителя). На выход регулятора поступает разность этих напряжений.В режиме вольтодобавки напряжение источника питания складцвается с напряжением преобразователя 1 (преобразователь 1 приэтом работает в режиме выпрямителя, преобразователь 2 в режиме управляемого инвертора). На выход регулятора поступает сумма этих напряжений.Амплитуда пульсаций выходного напряжения (пульсации напряжения на входе фильтра) в предлагаемой схеме в два раза меньше, чем в известной вольтореверсивной схеме. Зто объясняется тем, что в известной схеме. в течение части полупериода происходит вычитание, а в течение остальной части полупериода - сложение напряжения источника питания с напряжением, преобразованным промежуточными преобразователями. Регулирование выходного напряжения происходит путем изменения соотношения интервалов вычитания и сложения. В новой схеме в течение полупериода происходит или только лишь сло- жение, или же только вычитание напряжений источника питания и преобразованнОго. Регулирование выходного напряжения по новой схеме происходит путем изменения соотношения паузы и импульса преобразованного напряжения.Можно отметить следующие особенности предлагаемого регулятора напряжения. Переход из одного режима в другой происходит обычно при Бь -1.)ь ., Перевод схемы арежима вольтодобавки в режим вольтовычитания я,наоборот может происходить ие только при Ьь=Ь но и г. других случаях, если погрешность регулирования превышает предель но дспустимую. Это обычно происходит в пе. реходных режимах, например при включении регулятора. При этом обеспечивается форсировг ка переходного процесса.Благодаря применению элемента задержки 14 обеспечивается искусственная коммута 611278Промежуточный преобразователь 1 выполнен,например .на тиристорах, включенных в цепьпервичного источника последовательно с нагрузкой и обмотками трансформатора 3, промежуточного преобразователя 2, подключенногок входным выводам регулятора. Промежуточ-. 5ные преобразователи 1 и 2 управляются отблоков управления 4 и 5 соответственно. Длясглаживания выходного напряжения регулятора предусмотрен фильтр, содержащий дроссель б и конденсатор 7, К выходным зажимам.. фильтра подключен измерительный орган напряжения 8. Выход измерительного органа 8подключен к.входу фазосдвигающего блока 9,синхронизированного от задающего генератора 1 ОПреобразователь снабжен релейным пороговым элементом 11, имеющим прямые н тзинверсные выходы, логическими элементами 12и 13 и элементом задержки 14. Логическийэлемент 12 подключен к блоку 4, а логическийэлемент 13 - к блоку 5, К одному из входовлогического элемента 13 подключен прямой выход порогового элемента 11 и выход фазо- осдвигающего блока 9, к другому из входовлогического элемента 13 подключены инверсный выход порогового устройства 11 и задающий генератор 10 через элемент задержки 14.К одному. из входов логического элемента 12 руподключены прямой выход порогового элемента 11 и выход генератора 10, к другому входулогического элемента 12 подключены инверсный выход порогового элемента 11 н выходфазосдвигающего блока 9. Вход пороговогоэлемента 11 подключен к выходу измеритель-ного органа напряжения 8, Пороговый элемент должен обеспечивать режим вольтодобавки при Ую 0, и режим вольтовцчитания, при 1.)гЯ 1Пороговый элемент 11 должен иметь раз- .дельную регулировку порогов срабатывания.и отпускання.Для того, чтобы произошел переход регу.лятора из режима вольтовычитания в режимвольтодобавки необходимо, чтобы в режимевольтовычитания напряжение на выходе регу- Флятара достигло своего верхнего предельногозначения, что соответствует верхнему предельному значению угла управления. фазосдвигающего блока 9.После достижения верхнего предельного угла управления, на выходе измерительного ор 45. гана 8 начинает увеличиваться сигнал рассогласаваще (разность между входным и заданным напряжением), Если величина сигналарассогласования достигает уровня срабатывания порогового элемента, то пороговый эле- М. При этом сигнал рассогласования начинаетуменьшаться, а угол управления под действиемотрицательной обратной связи начинает приближаться к заданному, Переход из режимаВольтодобавки.в режим вольтовычитания проис.ходит после достижений фазосдвигающим блоком нижнего предела угла управления. Придостижении величины рассогласования достаточного для обратного переключения (отпус- авольтовычитания без применения для этой щели. отдельного устройства коммутации. С этой целью в конце каждого полупериода преобразователь 2, который в режиме вольтовцчитания работает выпрямителем, переводятся в режим инвертора и вырабатывает короткие импульсы для выключения соответствующего тнристора, При этом длительность этого импульса должна быть небольшой по сравнению с периодом работы преобразователя, но больше времени выключения тиристоров. При использовании в качестве прерывателей преобразователя 1 транзисторов, элемент 14 не включается.Аналогично может быть выполнена схема регулятора напряжения переменного тока с выходным фильтром для улучшения гармонического состава выходного напряжения пере- менного тока.формула изобретения1. Регулятор постоянного напряжения,. содержащий . два двухтактнцх промежуточных преобразователя, первый из которых содержит прерыватели, включенные последовательно со вторичными обмотками выходного трансформатора второго преобразователя между вход. ным и выходным выводом регулятора, а второй включен параллельно входным выводам регулятора, фазосдвигающий блок, вход которого соединен с выходами измерительного ор-. гана напряжения и задающего генератора, о 7- личаащийся тем, что, С целью уменьшения массы, регулятор снабжен релейным пороговым.элементом с прямым и инверсным выходамин первым и вторым логическими элементами И - ИЛИ, вцходы которых соединены с цепями управления второго и первого преобразователя, соответственно,. к первому входу первого логического элемента подключен прямойвыход порогового элемента и выход фазосдвигающего блока, а второй вход первого логического элемента связан с вцходом задаю 19 щего генератора и соединен с инверсным выходом порогового элемента, первый вход вто.рого логического элемента соединен с прямымвыходом порогового элемента и с выходомзадающего генератора, второй вход второгологического элемента соединен с инверснымвыходом порогового элемента и выходом фазосдвнгающего блока, а вход порогового элемента соединен с выходом измерительного органа напряжения.2. Регулятор по п. 1, отличающийся тем, чтоЗ 1 в качестве прерцвателей использованы транзисторы, а выход задающего генератора соединен непосредственно со вторым входом перво.го логического элемента.3. Регулятор по п. 1, отличающийся тем,что в качестве прерцвателей использованы тиристорц, а выход задающего генератора соединен со вторым входом первого логическогоэлемента через элемент задержки.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:ИИПИ Госуд но 113035,Филиал ППРедактор Л. Баглай Заказ 3166/43 Составитель В. МоинТехред О. ЛуговаяТираж 892рственного комитета Совета Мннделам изобретений н открыткиМосква, Ж, Раушская наб.П Патент, г. Ужгород, ул. Пр орректор Н. Тупиодпнсное стров ССС4/5 ектная,