Устройство для регулирования и стабилизации переменного напряжения

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(23) Приоритет С 05 Е 1/44 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(53) УДК 621. 316.722.1(088.8) Опубликовано 150882 Бюллетень Мо 30 Дата опубликования описания 15,08.82(54) УСТРОИСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИ И СТАБИЛИЗАЦИИ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯэффеке оста Изобретение относится к электропитанию различных устройств, в частности к преобразовательной технике,и может быть использовано для накала мощных устройств, например подогревателей и электропечей, где требуется стабилизация напряжения призначительных колебаниях сети,Известно устройство для стабилизации переменного напряжения, содержацее два коммутирующих элемента,соединяющих входной зажим с двумявыходными зажимами, датчик напряжения с фазосдвигающей цепью, соединенной с управляюцими входами первогокоммутируюцего элемента и через блокфиксированной задержки - с управляюцим входом второго коммутирующегоэлемента. Первый коммутирующий эле"мент стабилизирует напряжение посреднему значению, а второй - поэффективному, причем величины обоихнапряжений устанавливают равными Г 1.Недостатками данного стабилизатора.являются отсутствие обратнойсвязи по выходным напряжениям, чтоснижает точность стабилизации, иневозможность независимой регулировки выходных напряжений. Кроме того,ограничен предел совместного регулирования напряжения, так какменении угла включения в широпределах величины среднего итивного значений напряжений нются одинаковыми,Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство, содержацее переключаюцийэлемент, включенный между входнойи выходной клеммами, элемент сравнения, входами соединенный с опорным узлом н через фильтр и выпрямитель - с выходной клеммой 23.Недостатком известного стабилизатора является сложность схемы, таккак для питания накалов несколькихкаскадов моцного устройства приходится использовать такое же числостабилизаторов, что значительноувеличивает объем оборудования ипотребляемую мощность, В стабилизаторе ограничен предел регулированиявыходного напряжения, так как пилообразное напряжение формируется 5 из выпрямленного напряжения сети.Кроме того, стабилизатор, выполненный на принципе линейного смещения угла включения путем сравненияпилообразного напряжения с амплиту дой сигнала рассогласования выходно 9512 б 1го напряжения (обратной связи) иопорного напряжения,может самовозбуждаться.Цель изобретения - упрощение схемы и расширение функциональных возможностей стабилизатора. 5Поставленная цель достигаетсятем, что в устройство введены дваэлемента И, триггер и программныйблок, причем выходы элементов И объединены и подключены к управляющему 10входу перекдючающего элемента, первые входы элементов И соединены свыходами триггера, а вторые входы -с соответствующими выходами программного блока, другие выходы которогоподключены соответственно к опорному узлу, выполненному в виде преобразователя код - напряжение, и стробирующим входам фильтра и триггера,информационный вход которого соединен с выходом элемента сравнения,На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства для регулирования и стабилизации переменногонапряжения; на фиг, 2 - диаграммаего работы для одного канала,Устройство состоит из фильтра 1с выпрямителем, переключающего элемента 2, схем И 3 и 4 с триггером 5,выполняющих функции элемента ИЛИ с.памятью, программного блока б, состоящего из синхронизируемого сетьюсчетчика и коммутатора, преобразователя код - напряжение 7, элементасравнения 8Устройство работает следующим образом.фильтр 1 с выпрямителем подключенк переключающему элементу 2 (симистор), который через .схемы И 3 или4, управляемые триггером 5, включается при максимальном или минимальномугле включения импульсами с соответствующего выхода программного блокаб, счетчик которого заполняется импульсами с частотой. Причем частота 45выбирается из условия необходимойдескретности углов (импульсов) включения, а разрядность счетчика - сучетом перекрытия всех используемыхуглов включения. В каждый полупериод .50напряжения сати часть коммутатора,соединенная со счетчиком, в зависимости от режима выбирает из последовательности импульсов счетчикасвою пару импульсов, которые соответствуют расчетным углам включения.Для каждого канала стабилизации коммутатор имеет свою пару выходов,один - для максимальных углов включения, другой - для минимальных.Другая часть коммутатора управляетпреобразователем код - напряжение 7,разрядность которого выбирается изнеобходимой точности опорного напряжения. Число направлений этой частикоммутатора равно числу режимов рабо ты устройства, а необходимое опорноенапряжение получают коммутацией входов соответствующего направления.С выхода преобразователя код - напряжение 7 опорное напряжение поступает на вход схемы сравнения 8, на другой вход которой поступает выходное напряжение с фильтра 1,. Информация о знаке разности опорного и выходного напряжений с выхода порогового элемента сравнения 8 поступает на информационный вход триггера 5, который стробируется одним из импульсов последовательности в той части полупериода напряжения сети, где нет включения переключающего элемента. В случае использования одного канала стабилизации напряжения фильтра Ц (фиг,2) и вход преобразователя код - напряжение 7 можно не стробировать, при этом уровень напряжения на выходе порогового элемента сравнения 8 зависит от того, больше или меньше Пр опорного напряжения, До фильтра 1 снимается переменное выходное напряжение, а после фильтра 1 - постоянное, При увеличении числа каналов стабилизации элемента 1-5 схемы повторяются в каждомканале, а б- общие для всех каналов, причем фильтр 1 и вход преобразователя код - напряжение 7 необходимо стробировать поканально совместно с триггером 5 импульсами последовательности, сдвинутыми друг относительно друга. Для этого выходы фильтров 1 через резисторы либо шунтируются соответствующим транзисторным ключом, либо через разделительныедиоды поочередно подключены к общему входу элемента сравнения 8, эпюры входных и выходных напряжений которого в этом случае представляют собой импульсные сигналы, сдвинутые вовремени согласно стробирующим импульсам.Таким образом, опрос фильтров стробирующими импульсами с программного блока и обновление информации на триггерах происходит в каждый полупериод напряжения сети, а стабилизация выходных напряжений при изменении напряжения сети и нагрузки осуществляется изменением соотноше. - ния числа полупериодов с максимальным углом включения и минимальным. Точность стабилизации определяетсячувствительностью элемента сравнения, а быстродействие зависит от постоянной времени соответствующего фильтра. Программное изменение дискретнофиксированных углов включения и опорного напряжения исключает самовозбуждение устройства и необходимость в регулировочных элементах, обеспечивает дистанционное управление, повышая тем самым надежность и улучшая условия эксплуатации, Устройство951261 Уу обеспечивает наращивание каналовстабилизации переменного и постоянного напряжений и при этом экономитоборудование и потребляемую мощностьпутем временного уплотнения работынекоторых элементов (6-8) схемы,причем для органиэации каждого последующего канала достаточно одногосимистора, Фильтра с выпрямителем,.триггера и двух схем И, что значительно упрощает схему. Регулировканапряжения путем дискретного смещения углов включения переключающегоэлемента от 0 до 180 электрическихградусов расширяет пределы регулирования. формула изобретения Устройство для регулирования и стабилизации переменного напряжения, содержащее переключающий элемент, включенный между входной и выходной клеммами, элемент сравнения, входами соединенный с,опорным узлом и через фильтр и выпрямитель - с выходной клеммой, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью расширенияфункциональных возможностей и, упрощения схемы, в него введены два элемента И, триггер и программный блок,5 причем выходы элементов И объединеныи подключены к управляющему входупереключающего элемента, первые входы элементов И соединены с выходамитриггера, а вторые входы - с соответ 10 ствующими выходами программного блока, другие выходы которого подключены соответственно к опорному узлу,выполненному в виде преобразователякод - напряжение, и к стробирующимвходам фильтра и триггера, информаци-онный вход которого соединен с выходом элемента сравнения.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9601679, кл. С 05 Р 1/44, 1974.2. "Миниатюризация вторичных источников электропитания электроннойаппаратуры". Общество "Знание", 1973,февраль, с. 49, рис. 2,9512 б 1 Фиг. Составитель С.ЧернышеваРедактор М.Дылын Техред С,Мигунова Корректор А нко илиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул, Проектна Заказ 5945/53 ВНИИПИ Госуда по делам из 113035, Москва, Жтираж 914 Подпитвенного комитета СССРретений и открытий5, Раушская наб., д, 4/5