Стабилизатор напряжения переменного тока

Союз Советски кСощиалистическикРеспублик и 792230(22) Заявлено 3.2.09,78 (21) 2662522/24-07 с прйсоединением заявки РЙВ(23) ПриоритетОпубликов но 30.12.80. Бюллетень М 48 Дата опубликования описания 02.01.81 3(51) М. Кд.1.х 05 Р 1/44 Гаеударстванный нвмнтат СССР но делам нзобретений н откритнй(7 ) Заявитель Научный центр "Каспий" АН Азербайджанской ССР(54) СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГОТОКА Изобретение относится к электротехнике и может быть применено в измерительной технике.Известен стабилизатор напряжения переменного тока, содержащий источник опорного напряжения, задающий генератор,5 охваченный цепью отрицательной обратной связи через дифференциальный компарвтор среднекввдратического значения напряжения и управляющий элемент, причем1 О между выходом компаратора и управляющим элементом включен усилитель с нуль- индикатором 1. 1.Недосритками этого устройства являются .слоЖность исполнения измерительного элемента (дифференцивальный компаратор), обусловленцая необходимостью обеспечения температурной компенсации, это связано с трудностью подбора фотьпреобрвзователей с идентичными температурными характеристиками в широком диапазоне температур окружающей среды; трудность получения нулевого напряжения на выходе измерительного элемента из-ав рвзбвлвнса его по высокочастотнымсоставляющий сигнала; трудность получения неизменного значения выходногонапряжения при плавном изменении частоты стабилизируемого напряжения, чтообъясняется наличием реактивностей вцепи преобразования ствбилизируемогонапряжения,Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство,содержвщее включенную между соответстующими входной и выходной клеммами Пень из последовательно соединенныхрегулирующего элемента и усилителя мощности, измерительный элемент состоюцнйиз преобразователя, компарвтора и источника опорного напряжения, причем входпреобразователя подключен к выходнойклемме, а выход - к одному из входовкомпаратора, к другому входу которогоподключен источник опорного напряжения, и блок управления, выход которогосоединен с управлюощим входом регули:руюшего элемента.3 79223Недостатком известного устройства является узкий диапазон частот стабилиЪзированного напряжения. Расширение диапазона часто известными средствами .снижает качество стабилизации.Целью изобретения является расширение диапазона частот стабилизированного напряжения при сохранении качества стабилизации.1 ОПоставленная пель достигается тем, что в предлагаемом стабилизаторе напряжения переменного тока преобразователь измерительного элемента выполнен в виде нелинейного элемента, первого15 ключа и ЯС-фильтра, причем один вывод нелинс йного элемента соединен с входом преобразователя, в другой вывод подклю-" чен к точке соединения первых выводов резистора и конденсатора РС фильтра и20 выходу преобразователя, вторые выводы указанных резистора и конденсаторасоединены через первый ключ, компаратор выполнен нв операционном усилителе, вход которого через первый резистор25 подключен к одному входу компаратора, через второй резистор - к другому входу компаратора, соединенного с источником опорного напряжения через введенный второй ключ, в вывод операционного усилцтеля соединен с выходом компврвЗО тора, который через введенный третий ключ подсоединен к входу введенного запоминающего устройства, выходомподключенного к входу блока управления, при; этом управляющие электроды всех упомянутых ключей соединены с соответствуювующими введенными выводами блока управления, введенный дополнительный вход которого подключен к входной. клемме. При этом регулирующий элемент фф может быть выполнен на многоразрядном делителе напряжения и реверсивном счетчике.На чертеже приведена схема стабилизатора напряжения переменного тока.Он содержит.регулирующий элемент 1,включающий в себя многоразрядный делитель напряжения 2 и реверсивный счетчик 3, блок управлении 4, усилитель мощности 5, измерительный элемент 6, состоящий из преобразователя 7 стабилизируемого напряжения и компаратора 8, запоминающий элемент 9, источник опорного напряжения 10.Процесс стабилизации напряжения впредлагаемом стабилизаторе можно пояснить посредством рекурентной процедуры, представляюпей собой последовательность 0 фчередующихся операций "измерение" и "исполнение.Операция "измерение" - переменное напряжение с входной клеммы через регулирующий элемент 1 и усилитель мощности 5 подается на вход измерительного элемента 6. Выпрямленное напряжениебеэ пульсаций (что обеспечи-, вается включением сопротивления К=фф, т.е. ключ 11 разомкнут) с выхода преобразователя 7 поступает на один иэ входов компаратора 8 для сравнения в с опорным напряжением Ед, поступающим нв другой вход компарвтора 8 через ключ 12 от источника опорного напряж 1 ния 10Напряжение на выходе компаратора 8 можно представить в видеВЫХ,ЮОр 1 й ЮЫ й Оп ( 1)Я где К - коэффициент передачипреобразователя 7;:1 - при замкнутом ключе 11;8=0 - при разомкнутомключе 11;Я Я Я - резисторы компарао )тора;У с, - напряжение на выходе стабилизатора, Результат проведенного измерения на выходе компаратора 8 формируется в двоичном коде1 приЯ 1 аОУ 8 ьи.КОвО при (О (2) который заносится в запоминающий элемент 9, что обеспечивается синхронной работой ключей 12 и 13 под действием сигналов от блока управления 4.После окончания измерения и запоминания результата измерения происходит кратковременный разряд конденсатора фильтра 14, который осуществляется путем замыкания ключа 1 Ь За время разряда напряжение на конденсаторе падаетна величину(3)где Д У - величина изменения выходного напряжения за один циклрегулирования;,ь - время разряда конденсатора;- постоянная времени цепи разряда конденсатора фильтра.Операция исполнение - сигнал результата измерения и двоичном коде сЬхРык где,Ф - коэффициент усиления усилителя мощности 5;- напряжение на входе многоразрядного делителя напряжения 2;уу - число разрядов реверсивного счетчика 3.С учетом выражения (4) стабилизируемое напряжение примет новое значение у й(х ЬиРБх 18 ьх алых(6) Одновременно с началом операции "исполнение" начинается заряд конденсатора до величины Гр(ключ 11 разомкнут) . Для правильной работы стабилизатора время заряда конденсатора должно быть не менее периода стабилизируемого напряжения, что обеспечивается периодическим переключением ключас частотой, синхронизированной час тотой стабилизируемого напряжения,После этого производится измерениеф и т.д. На-ом шаге регулирования выходное напряжение будетизменятся в окрестности значения напряжения опорного источника Едл , что позволит принять уровень выходного напряжения, равным -Яс некотоРяд олрой погрешностью У Я . уБГЯ бПг (7)Л,Точность стабилизации будет тем выше, .чем большее число разрядов ю имеет реверсивный счетчик 3 регулирующего элемента Формула изобретения 1. Стабилизатор напряжения переменного тока, содержащий вклоченную между 5кь ходе запоминающего элемента 9 поступает в блок управления 4, где формируется сигнал управляющего воздействия на регулирующий элемент 1, изменяя его коэффициент передачи, а следовательно, и выходное напряжение на вели 792230 6 соответствующими входной и выходной клеммами цепь из последовательно соединенных регулирующего элемента и усилителя мощности, измерительный элемент, состоящий из преобразователя, компаратора и источника опорного напряжения, причем вход преобразователя подключен к выходкой клемме, а выход - к одному .иэ входов компаратора, к другому входу которого подключен источник опорного напряжения, и блок управления, выход которого соединен с управляющим входом регулирующего элемента, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью расширения диапазона частот стабилизированного напряжения при сохранении качества стабилизации, преобразователь измерительного элмента волен в виде нелинейного элемента, первого ключа и ИС фильтра, причем один вывод нелинейного элемента соединен с входом преобразователя, а другой вывод подключен к точке соединения первых выводов резистора и конденсатора ЯС -фильтра н выходу преобразователя, вторые выводы указанных резистора и конденсатора соединены через первый ключ, компаратор выполнен на операционном усилителе, вход которого через первый резистор подключен х одно му входу компаратора, через второй резистор - к другому входу компаратора, сое.диненного с источником опорногО напря женин через введенный второй ключ, а выход операционного усилителя соединен с выходом компаратора, который через введенный третий ключ подсоединен к входу введенного запоминающего элемента, выходом подключенного к входу блока управления, при этом управляющие электроды всех упомянутых ключей соединены с соответствующими введенными выводами блоке управления, введенный дополнительный вход которого подключен к входной клемме,2. Стабилизатор по п. 1, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что регулирующий элемент выполнен на многоразрядном делителе нацряже;щя и реверсивном счетчике.Источники информации,принятые во внимание при экспертизеАвторское свидетельство СССРМо 3.96144, кл, Ь 05 Р 1/40, 1966,2. Образцовые источники переменного напряжения. Инв. % Б.025009.М гос. рег. 68021571, Всесоюзныйнаучно-технический информационный центр792230 . еш Тираж 958ИИПИ Государствпо делам иэобреЗз, М ква, ж-а Подписноеенного комитета СССРтений и открытий5, Раушская набд. 4 ППП " г. Ужго