Измерительный орган среднего по модулю значения переменного напряжения стабилизатора дискретного действия

(19) Ш)Ь 01 Р 19/25 // 6 05 Р 1/14 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ Иф 1.,1 Р, с.,ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ИОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ О 1 Х О :"7 1" Ц(56) 1. Миловзоров и др. Стабилизатор напряжения переменного тока сдискретным управлением. - нОбменопытом в радиопромьпнленности", 1971,: 11,2. Авторское свидетельство СССРМф 669338, кл, 6 05 Г 1/14, 1979.(54)(57) ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ОРГАН СРЕДНЕГО ПО МОДУЛЮ ЗНАЧЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГОНАПРЯЖЕНИЯ СТАБИЛИЗАТОРА ДИСКРЕТНОГОДЕЙСТВИЯ, содержащий выпрямитель,входом соединенный с входным выводом,а выходом - с входом синхронизатора,первый преобразователь кодов, выходкоторого подключен к выходному выводу, аналого-цифророй преобразователь,задающий генератор и сумматор, о т -л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения быстродействия и точности измерения, в него введены второй преобразователь кодов, первый и второй регистры, двоичный счетчик и злемент задержки, выполненный на ждущем мультивибраторе, причем выход выпрямителя подключен ко входам аналого-цифрового преобразователя и задающего генератора, выход синхронизатора соединен с входами сброса двоичного счетчика и первого регистра через элемент задержки и с входом синхронизации второго регистра непосредственно, выход задающего генератора подключен ко входам синхронизации первого регистра и двоичного счетчика, выходы аналого-цифрового преобразователя подключены к первой группе входов второго п."еобразовате- Фе ля кодов, вторая группа входов которого соединена с выходом двоичного счетчика, выходы сумматора подключены к первой группе входов первого регистра, ко второй группе входов которого подсоединены выходы второго преобразователя кодов, старшие разряды выходов сумматора соединены Ффщ через второй регистр с входами пер- (,,) вого преобразователя кодов, при этом С 1 О выходы первого регистра соединены с ) входами сумматора, СЬ11083 67 1Изобретение относится к электротехнике и, в частности, может бытьиспользовано в устройствах электропитания радиоэлектронной аппаратурыдля регулирования и стабилизации пе 5ременного напряжения без искаженияего формы.Известен измерительный орган стабилизатора переменного напряжения 1,состоящий из выпрямителя, интегратора с большой постоянной времени (посравнению с периодом сетевого напряжения) и аналого-цифрового преобразователя (ЛЦП),Недостаток данного устройствазаключается в значительных динамических погрешностях за счет интегрирующих звеньев.Наиболее близким к изобретениюявляется устройство, измерительныйорган которого состоит из выпрямителя с фильтром, сумматора напряжения,элемента сравнения, АЦП, преобразователя кодов, синхронизатора, задающего генератора, датчика выходного напряжения, интегратора этого напряжения 2,Недостаток известного устройствасостоит в наличии фильтра на выходевыпрямителя и интегратора, не обеспе 30чивающих быстрой реакции измерительного органа на броски сетевого напряжения в пределах одного-двух его полупериодов.Цель изобретения - повышение быстродействия и точности измерения сред него по модулю значения переменного напряжения.Поставленная цель достигается тем, что в измерительный орган среднего40 по модулю значения переменного напряжения стабилизатора дискретного действия, содержащий выпрямитель, входом соединенный с входным выводом, а выходом - с входом синхронизатора, пер 45 вый преобразователь кодов, выход которого подключен к выходному выводу, аналого-цифровой преобразователь, задающий генератор и сумматор, введены второй преобразователь кодов, первый и второй регистры, двоичныи счетчик50 и элемент задержки, выполненный на ждущем мультивибраторе, причем выход выпрямителя подключен ко входам аналого-цифрового преобразователя и задающего генератора, выход синхронизатора соединен с входами сброса двоичного счетчика и первого регистра через элемент задержки и с входом синхронизации второго регистра непосредственно, выход задающего генератора подключен ко входам синхронизации первого регистра и двоичногосчетчика, выходы аналого-цифровогопробразователя подключены к первойгруппе входов второго преобразователя кодов, вторая группа входов которого соединена с выходом двоичногосчетчика, выходы сумматора подключены к первой группе входов первого ре-,гистра, ко второй группе входов кото.рого подсоединены выходы второгопреобразователя кодов, старшие разряды выходов сумматора соединены через второй регистр с входами первогопреобразователя кодов, при этом выходы первого регистра соединены свходами сумматора,На чертеже показана структурнаясхема измерительного органа среднего по модулю значения переменногонапряжения стабилизатора дискретногодействия,Измерительный орган состоит извыпрямителя 1, аналого-цифрового преобразователя 2, второго преобразователя кодов 3, первого и второго регистров 4 и 5 соответственно, сумматора 6, задающего генератора 7,синхронизатора 8, двоичного счетчика9, первого преобразователя кодов 10,ждущего мультивибратора задержки 11,причем сеть через выпрямитель 1 связана с входами аналого-цифровогопреобразователя 2, задающего генератора 7 и синхронизатора 8Задающийгенератор 7 подключен ко входам двоичного счетчика 9 и первого регистра4, их входы сброса подсоединены квыходу синхронизатора 8 через ждущиймультивибратор задержки 11. Выходысумматора 6 связаны с первой группойвходов первого регистра 4, а их старшие разряды через второй регистр 5и первый преобразователь кодов 10 свыходными шинами устройства. Входысумматора 6 подключены к выходампервого регистра 4, вторая группавходов которого подсоединена к выходам второго преобразователя кодов 3.Входы второго преобразователя кодов3 связаны с выходами аналого-цифрового преобразователя 2 и двоичногосчетчика 9. Вход синхронизации второго регистра 5 подсоединен к выходусинхронизатора 8,Измерительный орган работает следующим образом.Переменное напряжение сети создает на выходе выпрямителя 1 периодическую последовательность косинусоидальных импульсов, управляющих частотой задающего генератора 7. В момент перехода сетевого напряжения через нуль происходит запуск ждущего мультивибратора задержки 11, задним фронтом импульса которого происходит сброс двоичного счетчика 9 и перво О го регистра 4, т.е. через время, равное длительности этого импульса. Длительность импульса ждущего мультивибратора задержки 11 меньше длительности импульса задающего генера тора 7.На выходе сумматора 6 устанавливается нулевой код, который поступает на первую группу входов первого регистра 4, Аналого-цифровой преобразо ватель 2 преобразует мгновенное значение выпрямленного напряжения в код, который воздействует на первую группу входов преобразователя кодов 3. На вторую группу его входов воздействует 25 выходной код двоичного счетчика 9, который соответствует номеру выборки (т.е. фазовому углу), при котором осуществляется преобразование.Второй преобразователь кодов 3 за кодирован таким образом, что код мгновенного значения выходного напряжения выпрямителя 1 и код номера очередной выборки (т.е, фазового угла) с выхода двоичного счетчика 9 преобразуется в код амплитуды такой синусоиды, которая на данном ее фазовом угле может дать измеряемое мгновенное значение выходного напряжения выпрямителя 1, а ее амплитуда явля ется искомой величиной. После привода очередного импульса с задающего генератора 7 на входы синхронизации первого регистра 4 и двоичного счетчика 9 выходной код двоичного счет чика 9 изменяется на единицу. Выходные коды сумматора 6 и второго преобразователя кедов 3 записываются в первый регистр 4, а его выходной код подается на входы сумматора так, что бы получить сумму кодов, поданных на первую и вторую группу его входов. Суммарный код появляется на выходе сумматора 6 и поступает снова на перВую группу ВходОВ перВОО регист ра 4. Следующий импульс с выхода задающего генератора 7, поступающий на входы синхронизации двоичного счетчика 9 и первого регистра 4, изменяет значение выходного кода двоичного счетчика 9 на единицу, а выходнойкод сумматора 6, соответстгующий сумме кодов всех предыдущих выборов, ивыходной код второго преобразователя кодов 3 записывается в первый регистр 4, код, соответствующий их сумме, появляется на выходе сумматора.Таким образом, первый регистр 4 и сумматор 6 выполняют роль накапливающего сумматора, осуществляющего суммирование всех выборок, приведенных камплитуде, в течение полупериода синусоидального напряжения,Для усреднения результата суммарный код необходимо разделить на количество выборок, Оно выбрано 2, приэтом деление заменяется операциейсдвига и результат считывается сР = 1 - м старших разрядов сумматора6, связанных через второй регистр5 с входами первого преобразователякодов 10 (1 - количество разрядовсумматора 6", в - логарифм при основании 2 от количества суммируемыхза половину периода выборок с выходоввторого преобразователя кодов Рколичество старших разрядов сумматора, содержащих результат - код усред.ненной амплитуды, измеряемого напряжения),После 2 выборок на выходах старпших разрядов сумматора 6 устанавливается код, соответствующий усредненной амплитуды измеряемого напряжения.В момент, когда напряжение на выходевыпрямителя 1 становится равным нулю, код усредненной амплитуды старших разрядов сумматора 6 записывается во второй регистр 5, выходной кодвторого регистра 5 преобразуетсяпервым преобразователем кодов 10 вкод управления ключами стабилизатора, который поступает на выходные шины устройства и управляет включениемсиловых ключей. Затем при очередномпереходе сетевого напряжения черезнуль происходит запуск ждущего мультивибратора задержки 11, а через время, которое определяется длительностью импульса ждушего мультивибратора задержки 11, двоичный счетчик 9и первый регистр 4 сбрасываются внуль, и начинается новый цикл усреднения, который повторяет операции,описанные выше,В процессе выполнения алгоритмапредлагаемое устройство измеряет1108367 Составитель С.ЧернышеваРедактор К.Волощук ТехредЖ. Кастелевич К: рректор Л АвРаменко Заказ 5857/3 1 Тираж 711 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 мгновенное значение выпрямленного напряжения, образует код номера выборки;преобразует коды номера выборки имгновенное значение напряжения в кодамплитуды такой синусоиды, котораяна данном фазовом угле может дать измеренное игновенное значение напряжения; суммирует с нарастающим итогом полученное значение кода напряжения с кодами предшествующих выборок10и находит сумму кодов заданного чис.ла выборок; находит частное от деления суммы кодов заданного числа выборок на их число за половину периоданапряжения; проводит запись кода част-Зного, т.е, кода среднего за полпериода напряжения, или в 1, 11 раз большего - амплитудного значения синусоиды, отфильтрованной от помех упомяну" той обработкой усреднением.Таким образом, определение в каждой выборке амплитуды той синусоиды, которая на данном ее фазовом угле может дать измеренное мгновенное значение напряжения, сложение кодов этих случайных амплитуд за полпериода в процессе суммирования выборок и последующее деление суммы на количество выборок путем позиционого смещения кода в регистре дает среднее за полпериода значение синусоиды илив 1, 11 раза больше - амплитудное значение синусоиды, отфильтрованной отпомех упомянутой обработкой кода усреднением, Следовательно,в предложенномустройстве повышается быстродействие.