Устройство регулирования мощности

СООЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 19) (11) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ за тойто" ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(56), 1. Авторское свидетельство СССР У 714381, кл.6 05 Г 1/66 1980. (54)(57.) УСТРОЙстВО РеГУЛИРОВАнИЯ МОщНОСтИ по авт.св.714381, о тл и .ч а ю щ е е с я тем, что, с цеЬью повышения точности стабилизации мощности, оно снабжено первым и вторым элементами И, вторым элементом ИЛИ, втарймпреобразователем код - напряжение, вторым двоичным вычитающим счетчиком,. вторым и третьим двоичными суммирующими счетчиками, вторым регистром памяти, блоком сравнения с нулем, компаратором, счетчи-: ком-делителем с переменным коэффици-, ентом деления и вторым инвертором,: выход которого подключен к .одному . входу. второго элемента И; другой вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а выход - со счетным входом счетчика-делителя с переменным коэффициентом деления, выход, деления которого подключен, к счетному входу второго двоичного суммирующего счетчика, а выход пере йоса - к счетному входу второго двоичного вычитающего счетчика, установочный вход которого в свою оче" редь соединен с установочным входом третьего двоичного суммирующего счет чика, выходом первого элемента И и одним входом второго элемента ИЛИ, выходы разрядов второго двоичного вычитающего счетчика через блок. сравнения с нулем подключены к входу второго инвертора, одному входу первого элемента И и управляющему входу второго регистра памяти, выходы разрядов последнего подключены к входам первого нреобразователя код-напряжение, а входы " к выходам разрядов третьего двоичного сумми- Е рующего счетчика, счетный вход которого подключен к другому:входу второго элейента ИЛИ и к выходу компаражора, один вход которого подключен квыходу амплитудного детектора, а другой - к выходу второго преобр вателя .код - напряжение, входы.к рого в.свою очередь подключены к ходам разрядов второго двоичного суммирующего счетчика установоч вход которого подключен к выходу рого элемента ИЛИ, при этом выход второго одновибратора соединен с ;гим входам первого элемента И,Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при построении аналого-цифровых ав-.томатиэированных систем управления технологическими процессами.5По основному авт.св. М,714381известно устройство для регулирования мощности, содержащее источникпеременного напряжения, выход которого через управляемый вентиль подключен к выводам для подключения на грузки и через делитель напряженияк входу усилителя-ограничителя, выход которого подключен к входу перво-.го одновибратора непосредственно, а 15к входу второго одновибратора черезинвертор, элемент ИЛИ, входы которого подключены к выходам одновибраторов, выход элемента ИЛИ - к устано-.вочному входу двоичного вычитающегосчетчика и одному иэ управляющихвходов управляемого вентиля, блоксравнения кодов, выход которого подключен к другому управляющему входууправляемого вентиля, а входы - квыходам разрядов двоичного вычитающего счетчика и регистра памяти,а также генератор импульсов, выходкоторого подключен к счетному входудвоичного вычитающего счетчика, преобразователь код - напряжение, интегратор, сумматор, нуль- орган, делитель частоты на два, двоичныйсуммирующий счетчик и амплитудныйдетектор; вход которого подключен квыходу делителя напряжения, выход 35через интегратор " к входу сумматора, другие входы которого подключены .к выходам делителя напряжения и преобразователя код - напряжение, выход сумматора подключен к входу 40нуль-органа, выход нуль-органа подключен к управляющему входу регистрапамяти, входы которого подключены квыходам разрядов двоичного суммирующего счетчика, при этом выход второго одновибратора подключен к установочным входам интегратора и двоичного суммирующего счетчика, а счетныйвход последнего через делитель частоты на два подключен к входу генератора импульсов 111,50Недостатком известного устройстваявляется сравнительно невысокая стабильность выходного сигнала припостоянном входном сигнале, поскольку имеет место линейная зависимость 55средней мощности от амплитуды напряжения на выходе источника переменного напряжения.Цель изобретения - повышение точности стабилизации мощности. 60Поставленная цель достигаетсятем, что устройство снабжено первыми вторым, элементами И, вторым элементом ИЛИ, вторым преобразователемкод - напряжение, вторым двоичным вычитающим счетчиком, вторым и треть-, им двоичными суммирующими счетчиками, вторым регистром памяти, блоком сравнения с нулем, компаратором, счетчиком-делителем с переменным коэффициентом деления и.вторым инвертором, выход которого подключен к одному входу второго элемента И, другой вход которого соединен с выходом генератора импульсов, а выход - со счетным входом счетчика-делителя с переменным коэффициентом деления, выход деления которого подключен к счетному входу второго двоичного суммирующего счетчика, а выход переноса - к,счетному входу второго двоичного вычитаиицего счетчика, уста-. новочный вход которого в свою очередь соединен с установочным входом третьего двоичного суммирующего счетчика, выходом первого элемента И и одним входом второго элемента ИЛИ, выходы разрядов второго двоичного вычитающего счетчика через блок сравнения с нулем подключены к входу второго инвертора, одному входу первого элемента И и управляющему входу второго регистра памяти, выходы разрядов последнего подключены к входам первого преобразователя код - напряжениеа входы - к выходам разрядов третьего двоичного суммирующего счетчика, счетный вход которого подключен к другому входу второго элемента ИЛИ и к выходу компаратара, один вход которого подключен к выходу амплитудного детектора, а другой - к выходу второго преобразователи код - напряжение, входы которого в свою очередь подключены к выходам разрядов второго двоичного суммирующего счетчика, установочный вход которого подключен к выходу второго элемента ИЛИ, при этом выход второго одиовибратора соединен с другим входом первого элемента И.На чертеже приведена функциональная схема устройства регулирования мощности. Устройство содержит источник 1 переменного напряжения, делитель 2 напряжения, усилитель-ограничитель 3, первый и второй одновибраторы 4 и 5, первый инвертор 6, первый элемент ИЛИ 7, управляемый вентиль 8, нагрузку 9, генератор 10 импульсов, первый двоичный вычитающий счетчик 11, блок 12 сравнения кодов, первый регистр 13 памяти, амплитудный детектор 14, интегратор 15, сумматор 16, нуль-орган 17, первый преобразователь 18 код - напряжение, делитель 19 частоты на два, первый двоичный, суммирующий счетчик 20, второй инвертор 21, второй элемент ИЛИ 22, первый и второй элемент И 23 и 24, двоичный счетчик-делитель 25 с переменным коэффициентом деления, второй этом с выхода сумматора 16 снимаетсядвоичный вычитающий счетчик 26, вто- напряжениерой и третий двоичные суммирующиесчетчики 27 и 28, второй регистр 29 изИ=-- к,ы Р+о,памяти, второй преобразователь 30код - напряжение, компаратор 31,блок Когда это нап я ен32 сравнения с нулем.огда это напряжение станет равл . ным нулю, сработает нуль-орган 17,образом.Устройство. Работает следующим Сигнал сигнал с его выхода разрешает переС выхода исто н 1запись параллельного двоичного кодавыхода источника 1 переменного М с выходов р ряднапряжения снимается напряжение 10.Яа,ного суммирующего счетчика 20 в пер) "л И)=Оса , где 0 и т - значе- вый регистр 13 памяти.ния амплитуды и периода нап яжениядлительность 6 интервала в емени,апряжеи . от момента появления сигнала на вы"ервала времени,О(1). Это напряжение поступает непосредственно на вход управляемого, 15ходе второго одновибрато а 5 о мовентиля 8 и через делитель 2 напрямента появления сигнала на выхо е.иг ала на выходе.жения с коэффициентом передачи К . нуль-органа 17 при К=, и : - "Оона входы усилителя-ограничителя 3,амплитудного детектора 14. и сумма определяется из равенстватора 16, С выхода усилителя-ограни 1 ,Г , 2 З( М(чителя 3 снимается последователь-Гч .2 ъ Т, 2" цность двух полярных прямоугольных им"пульсов напряжения., причем моменты где ЧЧ и Тм - номинальные значениясмены полярности выходного напряже- . амплитуды и периодания усилителя-ограничителя 3 совпанапряжения 0.дают с моментами перехода напряжения25 При частоте 1 снимаемых с выхода0 Я). через нуль. Одновибраторы 4. генератоРа 10 импульсов, равнойи 5 формируют сигналы на выходе при "1 значение кодазначение кода, эанесенно.изменении полярности, входного напря- Тсйжения с отрицательной наположитель- го в первый Регистр 13 памЯти, опреную. Таким образом, на выходе второ- З 0 делит я к кЫ -4 Хгде Ьго одновибратора 5 сигналы появляют-ся в моменты изменения полярности . число двоичных разрядов счетчиковнапряжения 0(М) с положительной на 11 и 20отрицательную, а.на выходе первого Схема 12 сравнения кодов вырабаэлемента или 7 - в моменты перехода 35 тывает сигнал. в момент равенства конапряжения Ц.) через нуль. По сиг. да Н коду, снимаемому с выходовналам. с выхода второго одновибрато- РазРядов первого, двоичного вычитаюра 5 устанавливается в нулевое щего счетчика 11. На установочныйсостояние первый двоичный суммирую- .вход последнего поступают сигналы сщий счетчик 20, а ва выходе интег выхода первого логического элементаратора 15 устанавливается напряже- ИЛИ 7, которые устанавливают его вние, равное нулю. После этого вы- состояние, соответствующее коду 2"-1ходное напряжение 0 интегратора Можно показать, что длительность15 изменяется во времени по закону 1 а интервала времени от моментапоявления сигнала (этот сигнал откры0=К 4, 45 вает управляемый вентиль 8) на выхо;де блока 12 сравнения кодов до могде К 0 - напряжение на выходе .мента появления сигнала (этот сигналамплитудного детектора закрывает управляемый вентиль 8) на14;выходе первого элемента ИЛИ 7 опре - постоянная интегрирован делится при Т=Т как 1 ф-, аная интегратора 15,значение Р средней за полпериодаЭто напряжение подается на вход напряжения мощности, рассеиваемойсумматора, на другие входы которогов активной нагрузке 9 с сопротивлеМЬпоступает напряжение - к 0 зь - .,с, нием Ф , как1 55 Р(выхода делителя 2 напряжения и на- О/)ОР=Й % Ж " Т,пряжение - - " м, с выхода первогоУчитывая, что при Т Т,ЬФпреобразователя 18 код - напряжение,Р с. сй- сгде Ип - значение двоичного кода на с учетом равенства (1) получимвходе первого преобразователя 18 60, ОаУр Ркод - напряжение; -р, - значение ко 2 2 И (2)сэффициента преобразования первого При отсутствии сигнала на входепреобразователя 18 код - напряженке; блока 32 сравнения с нулем (состоя-.- число его двоичных разрядов. При 65 ние второго двоичного вычитающегосчетчика 26 отлично от нулевого) сиг.нал с выхода блока 32 сравнения снулем запрещает прохождение сигналас выхода второго одновибратора 5 через первый элемент И 23 и проинвертированный вторым инвертором 21 разрешает прохождение импульсов с генератора 10 импульсов через второйэлемент И 24 на счетный вход счетчика-делителя 25 с переменным коэффициентом деления, сигнал с выхода пере- )Ополнения которого поступает на счетный вход второго вычитающего счетчика 26 до тех пор, пока не установитего в нулевое состояние. При появлении нулевого состояния второго двоич"15ного вычитающего счетчика 26 сигналс выхода блока 32 сравнения с нулемразрешает прохождение сигнала с выхода второго одновибратора 5 черезпервый элемент И 23 и проинвертиро Ованный вторым иннертором 21 запрещает прохождение импульсов с генератора 10.импульсов через второй элемент И 24 на счетный вход счетчика-делителя 25 с переменным коэффициентом деления. Импульс с выхода второго одновибратора 5 пропускается первым логическим элементом И 23 (приналичии разрешающего сигнала на другом входе первого логического элемента И 23) и устанавливает третийдвоичный суммирующий счетчик 26 внулевое состояние, а второй вычитающий счетчик 26 - и состояние, соответствующее его входному коду йю йи пройдя через второй элемент ИЛИ 22,устанавливает второй двоичный суммирующий счетчик в нулевое состояние.При Й ФО сигнал с выхода блока32 сравнения с нулем:запрещает прохождение сигнала с выхода второго 40однонибратора 5 и проинвертированныйвторым иннертором 21 разрешает прохождение импульсов с генератора 10импульсов через второй элемент И 24на счетный нход счетчика-делителя 25 45с переменным коэффициентом деления,2 П чравным , где йь - двоичный кодна входах деления счетчика-делителя25 с переменным коэффициентом деления; . 5 ОО" - число его двоичных разрядов.Сигнал с выхода деления счетчика-делителя 25 с переменным коэффициентом деления с частотой " 9" поступает на счетный вход второго двончно 55го;суммирующего счетчика 27, а р выхода переполнения с частотой к-;на счетный вход второго вычитающегосчетчика 26, Двоичный код с второгодвоичного суммирующего счетчика по . ступает на вход второго преобразователя 30 код - напряжение. Напряжение, Нп с выхода второго преобразователя 30 код - напряжение поступает на А 5 вход компаратора 31, на другой вход которого поступает напряжение КО с выхода амплитудного детектора 14, где й - значение двоичного кода на входе второго преобразователя 30 код напряжение; . ф - значение коэффициента преобразования второго преобразователя 30 код - напряжение;.н число его двоичных разрядов.Импульс с выхода компаратора 31 вырабатывается каждый раз при равенстве напряжений на его входах, т.е. при условиии поступает на счетный вход третьего двоичного суммирующего счетчика 28 и через второй элемент ИЛИ 22 на нход установки в нулевое состояние второго двоичного суммирующего счетчика 27.При появлении нулевого состояния второго двоичного вычитающего счетчика 26 сигнал с выхода блока 32 сравнения с нулем производит запись параллельного двоичного кода с выхода разрядов третьего двоичного суммирующего счетчика 28 во второй регистр 29 памяти, параллельный двоич 1 ный код с выходов разрядов которого является входным двоичным кодом . первого преобразователя 18 код - напряжение, а также разрешает прохождение сигнала с ныхода второго од" новибратора 5 через первый элемент И 23 и проинвертированный вторым инвертором 21 запрещает прохождение импульсов с. генератора 10 импульсов через второй элемент И 24 на счетный вход счетчика-делителя 25 с переменным коэффициентом деления. Для нормальной работы компаратора 31 и второго преобразователя 30 код - напряжение во всем диапазоне измейения напряжения Ос. должно выполняться условие равенства наибольшего возможного напряжения на выходе второго преобразователя 30 код - напряжение и напряжения на выходе амплитудного детектора 14 при наибольшем возможном значении амплитуды напряжения Ор,с,источника 1 переменного напряжения.р(. "). Ц 4)Длительность интервала времени от момента установки в нулевое состояние третьего двоичного суммирую" щего счетчика 28 и в состояние, соответствующее входному коду , второго вычитающего счетчика 26, до момента записи информации во второй регистр 29 памяти равна1072029 Число импульсов, поступившие в течение Ьэ на счетный вход второго двоичного суммирующего счетчика 27, равноа ) ф3))4 аф-рщ - з и с учетом равенства (5) ЙаМв Мо Значение кода Чо, записываемое во второй регистр 29 памяти, определяетМася из равенства й ,( . С учетомМравенств (3) и (4) и при йщ= - -а - (АМОспе 15 поЛучим М=-=дйе и, следовательно,Оас учетом (2) ВНИИПИ Рак Тираж 842 . ееевеееэее Филиап ППП "Патеитф, г.Ужгород,ул.Проектная р Ьцсайф - КвхР 2(Из последнего выражения следует,что значение Р не зависит от значения Ос. и имеет линейный характерзависимости от управляющего сигналадвоичного кода,Предлагаемое устройство обеспечивает стабилизацию мощности нагрузкис погрешностью не более 0,5 приизменении амплитуды питающего нагрузку напряжения на Ф 10, что примернов 20 раз меньше, чем у известногоустройства. Это позволяет успешноиспольэовать изобретение при построении стабилизированных управляемыхисточников питания в автоматизированных инвариантных системах управления, работающих в режиме непосред"ственного цифрового управления.