Способ управления регулятором напряжения

Сов э СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОВРЕТЕН ИЯК АВТРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ в 892647(22) Заявлено 230479 (21) 2756463/24-07 с присоединением заявки Рй(51)М, Кл. Н 02 Р 13/16 9 кударстеенный квинтет СССР во делам нзобретеннй н вткрытнй(53) УДК 621. 316,722 (088. 8) Вата опубликования описания 23.12,81(71) Заявитель Московский ордена Ленина энергетический институт(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ РЕГУЛЯТОРОМ НАПРЯЖЕНИЯ Изобретение относится к электротехнике, в частности преобразователь. ной технике, и может быть использовано, например, в устройствах регулирования электрической энергии, в том числе в источниках и системах вторичного электропитания радиоэлектронной радиоаппаратуры. Известен способ управления многоячейковым регулятором напряжения, при котором сравнивают выходное напряжение регулятора с опорным, преобразуют указанную разность в напряжение отрицательной обратной связи, устанавливают выходной ток каждой ячейки регулятора зависящим, например, линейно от упомянутого напряжения отрицательной обратной связи, дополнительно сравнивают данное напряжение с пороговыми уровнями, устанавливаемыми для каждой ячейки, и осуществляют подключение или отключение ячеек в зависи" мости от соотношения между напряже м отрицательной обратной связи ипороговыми напряжениями 11 1Недостаток способа состоит в сложности его схемной реализации, выражающейся в необходимости организациипропорциональной зависимости выходного тока ячейки от напряжения отрицательной обратной связи, а также в относительно невысоком быстродействиии невысокой динамической точности 1 Оустройства, реализующего этот способ.Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсяспособ управления регулятором напря.15жения, содержащим М ячеек, при котором формируют управляющее напряжение,пропорциональное сумме выходного напряжения регулятора и сигнала датчика выходного тока, преобразуют указанное управляющее напряжение в двоичный код, с помощью которого осуществляют коммутацию ячеек регулятора,причем выходные сопротивления ячеекраспределены по двоичному закону 1 21,89264 3Однако недостатками известногоспособа являются: во-первых, слож ность технической реализации способа вследствие необходимости преобразования управляющего напряжения в циф 3ровой код и использования ячеек, выходные сопротивления которых взвешены по двоичному закону, во-вторых,возможность значительного пеерегулирования при скачкообразных изменениях тока нагрузки.Цель изобретения - повышение быст"родействия и динамической точностирегулятора напряжения.Поставленная цель достигается тем, 1 зчто при способе управления регулятором напряжения, содержащим Й ячеек,путем сравнения выходного напряжениярегулятора с опорным напряжением, формирования управляющего напряжения от 20рицательной обратной связи (ООС), пос.гедуюцего сравнения его с пороговыминапряжениями каждой иэ ячеек регулятора и включения или отключенияячеек в зависимости от соотношения25между ними, пороговые напряжения каждой последующей ячейки устанавливаютвыше пороговых на-ряжений предыдущейячейки и отключают все ячейки регулятора одновременно при достижении выЗОходным напряжением наперед заданной величины.При этом разность пороговых напряжений каждой последующей и предыдущейячеек регулятора не превышает велициЗ 5ны АОрр 1, где А Оп - динамическийдиапазон управляющего напряжения ООС,Й - число ячеек.На фиг, 1 приведена функциональнаясхема устройства, реализующего предлагаемый способ; на фиг, 2 - временные диаграммы, поясняющие сущностьспособа управления, где О -О 1 - пороговые напряжения переключения соответствующих компараторов 3 - Й, О упр а вляющие напряжения отрицател ь нойобратной связи.В схему устройства входят ячейки1 - Й регулятора, логицеские элементы 2 - Й соответствующих ячеек регулятора, компараторы 3 - Й соответствующих ячеек регулятора, нагрузка 4,делитель 5 выходного напряжения, компараторы 6 и 7 верхнего и нижнего граничных уровней соответственно, уси- илитель,8 рассогласования,Устройство работает следующим образом. 4Выходное напряжение через делитель 5 поступает на инвертирующий вход операционного усилителя 8 рассогласования, который сравнивает его с опорным напряжением О 0 р и формирует управляющее напряжение отрицательной обратной связи О, пропорциональное усредненной усиленной разности последних. Управляющее напряжение ООСггвоздеиствует на систему компараторов 3 - Й, на инвертирующие входы которых поданы пороговые напряжения включения и отключения соответственноЙ ячеек. Пороговые напряжения включения и отключения каждой яцейки в частности, могут совпадать, если компараторы не имеют гистерезиса (на фиг. 2 сплошные линии пороговых уровнеи ООЙ), либо несколько отличаться, если компараторы имеют гистерезис (на фиг. 2 пунктирные линии). Каждому значению управляющего напряжения ООС соответствует определенное число постоянно включенных яцеек - длл них пороговое напряжение включения меньше напряжения управления ООС, т,е. соответствующий 1-й компаратор 3 находится в состоянии 1" и логический элемент 2 формирует на выходе сигнал "1", отпирающий ячейку (нафиг, 2 это лцейки с номерами меньше 1), Остальные ячейки, кроме одной, постоянно выключены, так как длл них пороговое напряжение выключения больше управляющего напряжения ООС (на фиг, 2 начиная с 1+1), Одна ячейка, как правило, периодически подклюцаетсл и отключается, поддерживая среднее значение выходного напряжения равным номинальному значению. Этот процесс происходит вследствие действия цепи отрицательной обратной связи. Например, если суммарный выходной ток первых 1 ячеек регулятора оказывается больше тока нагрузки при номинальном выходном напряжении, то напряжение на нагрузке начинает постепенно возрастать вследствие заряда конденсаторов выходного фильтра, выходное напряжение усилителя 8 рассогласования уменьшается, что приводит к переключению 1-го компаратора 3 в состояние "0" на выходе, т.е. выключению ячейки. При этом выходной ток регулятора становится меньше тока нагрузки, конденсатор фильтра разряжается, несколько уменьшается напряжение на нагрузке, возрастает управляющее на5 8926 чпряжение ООС, ячейка снова включается и описанный процесс периодическиповторяется,При отклонении выходного напряжения от номинального значения, напри- Фмер вследст вие изменения нагрузки,изменяется величина выходного напряжения усилителя 8 рассогласования,что приводит к изменению числа включенных ячеек, причем таким образом, 0что изменение суммарного тока яцееквозвращают систему к номинальномузначению выходного напряжения.При превышении выходного напряжения на,наперед заданную величину д О компаратор 6 переходит в состояние "1", цто обеспечивает формирование на выходе всех логических элементов 2 - М сигнала "0", одновременно запирающего все ячейки.Формула изобретенияСпособ управления регулятором напряжения, содержащим М ячеек, путем сравнения выходного напряжения регулятора с опорным напряжением, формирования управляющего напряжения 30 7 6отрицательной обратной связи, последующего сравнения его с пороговыминапряжениями каждой из ячеек регулятора и включения или отклюцения ячеек в зависимости от соотношения междуними, .о т,л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения быстродействияи динамической точности, пороговые напряжения каждой последующей ячейкиустанавливают выше пороговых напряжений предыдущей ячейки и отключают всеячейки регулятора одновременно придостижении выходным напряжением наперед заданной величины.2, Способ по и, 1, отличающ и й с я тем, что разность пороговых напряжений каждой последующей ипредыдущей ячеек регулятора не превышает величины ЬОу 11, где Ь 011 рдинамический диапазон управляющегонапряжения отрицательной обратнойсвязи.Истоцники информации,принятые во внимание при экспертизеПроблемы миниатюризации и унификации ВИП РЭА. МДНТП им, Дзержинского, 1979, с. 1322. Авторское свидетельство СССРИ 88198, кл, С 05 Г 1/61, 1975 (прототип),Тираж 733осударст венного комитета СССРлам изобретений и открытийсква, Ж, Раущская наб., д. 4/