Способ регулирования напряжения постоянного тока

(иг 68692 Союз Советскик Социалистических Республик(22) Заявлено 170175 (21) 2096825/24(51)М, Кл присоединением заявки Йо Н дарстванныЯ ком СССР Аслам нзобрстс н отнрытнЯ.5(ОЗ 8.8 бликоеано 0509,79. Бюллетень Мо ата опубликование описание 050 72) Автор изобретвни И, Александро Ленинградское отдели"следовательского е Центральнотитут связи) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПР ЯЖЕ ПОСТОЯННОГО ТОКАспособа ности ре Изобретение относится к электротехнике, конкретно - к регулированиюнапряжения постояннОго тока в импульсных регулятораМ с отрицательной обратной связью.Известен способ регулированиянапряжения постоянного тока путемквантования входного напряжения управляющими импульсами с последующимусреднением (демодуляцией) полученных импульсов, применяемый в импульсных регуляторах постоянного напряжения 1),Недостаток известногозаключается в низкой точ гулирования,Известен также способ регулирования напряжения постоянного токапутем квантования входного напряжения регулятора управляющими импульсами, формируемыми в цепи отрицательной обратной связи, для полученияусредненного выходного напряженияПо данному способу регулируютсявыпрямительные устройства,преобраэователи и стабилизаторы постоянноготока с времяимпульсной модуляциеяформирование управляющих импульсовосуществляется времяимпульсным модулятором, который, в свою очередь,управляется усиленньм напряжениемрассогласования между усредненнымвыходным напряжением регулятора иэталонным напряжением цепи обратнойсвязи,Недостатками известных способоврегулирования являются малая точность регулирования, а также незначительный запас устойчивости регуляторов с отрицательной обратной связью,реализующий этот способ.Недостатки способа обусловленысамим импульсным принципом регулирования, в котором переменная составляющая выходного усредненного напряжения, воздействуя по цепи отрицательной обратной связи, оказываетвлияние на процесс формирования управляющих импульсов, зачастую при 20 водя к срыву процесса формирования,т.е. к потере устойчивости импульсного регулятора.Для повышения устойчивости регуляторов часто используют корректирующие звенья в цепи отрицательной обратной связи, однако это приводитк снижению динамической точностирегулирования,Целью изобретения является поЗ 0 вьшение точности регулирования и3 684устойчивости реализующих способ регуляторон,Для этого корректируют длительность управляющих импульсов, дляего квантуют усредненное выходноеаиряжение регулятора с неизменнойфазой и периодом, равным периоду5упомянутого квантования выходногонапряжения, расширяют импульсы, полученные в результате квантования выходного напряжения, до длительностиуказанного периода и ими воздейстну-,10ют на цепь отрицательной обратнойсвязиТакой способ регулирования позволяет реализовать импульсные регуляторы, обладающие повышенной точностью 15и устойчивостью, независимо от уровня переменной составляющей выходного напряжения.На фиг, 1 изображен импульсныйрегулятор с отрицательной обратнойсвязью, реализующий описываемый способ,структурная схема 1 фиг. 2нременные графики напряжений в цепиотрицательной обратной связи регулятора н установившемся режиме 1 фиг.3 - то же, что и на фиг, 2, но нпереходном режиме.Известный способ регулированияреализуемый н регуляторе, предусматривает квантование входного напряжения элементом,1 квантования, образующим последонательность импульсовконечной длительности, демодуляциюэтих импульсов фильтром 2 и воздействие с выхода на элемент 1 квантования входного напряжения. Цепь обратной связи, формирующая управляющиеимпульсы на входе элемента 1 квантования, содержит устройство 3 время -импульсной модуляции, которая осущестнляется при сравнении напряжения об- Юратной связи. Оос (Ф ) и эталонногонапряжения ОЧастота Г работы импульсного регулятора задана устройством 4 (задающий генератор или сетьпеременного тока) . Усредненное выходное напряжение Б(1) - текущее зна"чение - квантуют элементом 5, например, ключом, и затем подают на расширитель 6 импульсов, выход которогосвязан с устройством 3 времяимпульсной модуляции. Управление элементом5 осуществляется от устроиства 4,что обеспечивает равенство периодовосновного (с помощью элемента 1) идополнительного (с помощью элемента6) квантования, а также постоянствофазового двига Ч дополнительногоквантования по отшонению к основномуквантованию,Принцип регулирования по цепи отрицательной обратной связи (фиг, 1) 60заключается в следующем.Текущее значение выходного напряжение О(1) квантуют при помощи элемента 5 квантования с неизменнойфазой Ч и периодом Т, равным длительности периода квангонания элемента 1. При этом иэ кривой (1:) выбирают мгновенные значения и получают решетчатую функцию Ц(пТ + сд) где пТ - дискретное время, заданное опорной частотой Й 1 1 с - время сдвигасдмомента выборки по отниаению к началу периода. частоты Е ( см. фиг. 2 и 3), Этой решетчатой функции соответствует непрерывная функция ,Точечные значения решетчатой функции п(пТ + 1 ) с помощью расширителя 6 импульсов преобразуются н ступзнчатую функцию (1. Во.сустановившемся режиме (фиг. 2) последняя имеет вид прямой линии, т.е. не содержит переменной составляющей, В переходном режиме (фиг, 3) напряжение обратной связи вс (С) неизменно в течение периода квантования элемента 5, а н момент квантования элемента 5 происходит смена текущего значения Б с (С) . Огибающая ступенчатой функции Бо (г.) повторяет форму огибающей максимальных значений выходного усредненного напряжения регулятора 0(г.)Таким образом, в цепи отрицательной обратной связи импульсного регулятора (фиг. 1) поданляются основная частота импульсного регулирования Е и кратные ей высшие гармонические составляющие пульсации усредненного выходного напряжениячто позволяет скорректировать управляющие импульсы на входе элемента 1 квантования и повысить точность и запас устойчивости регулятора. Вместе с тем, все частоты в спектре ОЯ), меньшие и равные Ех , появляющиеся в переходном режиме, свободно пропускаются цепью отрицательной обратной связи и поэтому динамические свойства импульсного регулятора от введения коррекции не ухудшаются.Формула изобретенияСпособ регулирования напряжения постоянного тока путем квантования входного напряжения регулятора управляющими импульсами, форкируеьнми в его цепи отрицательной обратной связи для получения усредненного выходного .напряжения, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения точности регулирования и устой-. чивости реализующих способ регуляторов, длительность управляющих импульсов корректируют; для чего квантуют усредненное выходное напряжение регулятора с неизменной фазой и периодом, равным периоду упомянутого квантования входного напряжения расширяют импульсы, полученные в результате квантования выходного на-. пряжения до длительности указанного68469 2 6вания, М.,Наука , 1972, (Я 15.1,15,3 и рис. 15,3) .2. Под ред, Солодовникова В. В.,Основы ав томат ическ ого регули ров ания, ф МашГИЗ , 1954, угл. ХХ 1,с, 568,4 иг. д витель Ю, Анед С.Мигай вКорректор Ю. Редактор Ю. енко канов Тирам 857 сударственного коми ам изобретений и от ква, 3-35, Раушская Заказ 5303/ ЦМИИПИ по д 13935, МПП ффПатент; г. Укгород, ул. Проектная,л периода, и ими возлейстуют на цепь отрицательной обратной связи.Источники инФормации, принятые во внимание при экспертизе1. Бессекерский В, А . и др. Теория систем автоматического регулироПодписноеета СССРрытийнаб., д. 4/5