Дискретный стабилизатор переменного напряжения

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ЕТ КОМУ СВЩ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ ОПИСАНИЕ ИЗО(56) 1. Келнер И.И., Полищук Я.Н.Бесконтактные регуляторы напряжениядля электропечей сопротивления. М.,(54) (57) ДИСКРЕТНО СТАБИЛИЗАТОРПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащийисполнительный орган, каждый управляющий вход которого соединен черезформирователь с выходом соответствующего элемента И, первые входы элементов И соединены с цепью синхронизации, а вторые входы соединены ссоответствующим выходом реверсивногосчетчика, вход вычитания которогосоединен с вторым выходом блока управления, блок сравнения, первыйвход которого соединен с цепью обратной связи, а второй вход соединенс цепью регулирования, о т л и ч а.,80, 1124269 ю щ и й с я тем, что, с целью рас"- ширения функциональных возможностей за счет мгновенного подъема выходного напряжения, в него введены преобразователь амплитуда-длительность, генератор, два элемента ИЛИ и ключ, а каждый элемент И снабжен третьим входом, причем третьи входы элементов И соединены с входом генератора и с выходом преобразователя амплитуда-длительность, вход которого. соединен с вторым входом блока сравнения, выход которого соединен с первым входом ключа, второй вход и выход которого соединены соответственно с первым входом блока сравнения и входом блока управления, первый выход блока управления соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, второй вход и выход которого соединен соответственна с выходом генератора и счетным входом реверсивного счетчика, третий выход блока управления соединен с первым входом второго элемента ИПИ, второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом преобразователя амплитуда-длительность и суммйрующим входом реверсивного счетчива.Изобретение относится к электро.технике и может быть использованов источниках питания газовыхлазеров.Известны стабилизаторы пере.менного напряжения, первые из нихпостроены на тиристорных регуляторахпеременного напряжения, использующих фазовый принцип, регулирования.Такой регулятор содержит полупроводниковые ключи, включенные междуисточником переменного напряженияи нагрузкой, управляющие электродыключей подключены к устройству управления 315Его недостатком является то, чтоиспользование фазового принципарегулирования искажает форму напряжения на выходе регулятора, Кроме того,регулирование и стабилизация выходно го напряжения, регулятора осуществляется только по среднему значениюэтого напряжения, что ограничиваетобласть применения регуляторов сфазовым принципом регулирования.,особенно при питании газовых лазеров.Наиболее близкий дискретный стабилизатор переменного напряжениясодержит исполнительный орган, каждыйиз управляющих входов которого соЗОединен через формирователь с выходомсоответствующего элемента И, первыевходы элементов И соединены с цепьюсинхронизации, а вторые входы соединены с соответствующим выходом реверсивного счетчика вход вычитанияЭ,которого соединен со вторым входомблока управления, блок сравнения,первый вход которого соединен сцепью обратной связи, а второй входсоединен с цепью регулирования. фВыходное напряжение такого регулятора стабилизировано и не искажено 2.1Его недостатком является то, чтовремя, необходимое для установкизаданного значения выходного напряжения, велико. Это происходит потому, что напряжение на выходе исполнительного органа изменяется с заданной дискретностью в моментыперехода переменного напряжения50через О. До тех пор, пока существует.сигнал рассогласования на выходеблока сравнения, что бывает приотсутствии равенства сигнала обратной связи и сигнала регулирования, 55сигналы с выходов блока управлениябудут управлять реверсивным счетчи,ком. С выхода счетчика сигналы по 1242692ступают на элементы И и в моменты,синхронизированные с частотой сети,будут воздействовать через формирователи на ключи исполнительногооргана. При этом коэффициент трансформации трансформатора исполнительного органа будет меняться, и соответственно будет меняться выходноенапряжение и сигнал обратной связи.Когда напряжение обратной связи,станет равным напряжению регулирования, сигнал рассогласованияна выходе блока сравнения станетравным О, Этот момент соответствует полученио заданного напряженияна выходе регулятора.Это ограничивает функциональныевозможности и область применениярегулятора при повторно кратковременных включениях напряжения, Этотнедостаток особенно проявляетсебя при использовании такого регулятора в качестве источника питаниягазового лазера, предназначенногодля работы в режиме кратковременнойгенерации, так как фронты импульсагенерации получаются затянутыми.Цель изобретения - расширениефункциональных возможностей регулятора-стабилизатора напряжения засчет мгновенного подъема напряжения.3Поставленная цель достигаетсятем, что в дискретный стабилизаторпеременного напряжения, содержащийисполнительный орган,.кажцый изуправляющих входов которого соединен через формирователь с выходомсоответствующего элемента И, первыевходы элементов И соединены с цепьюсинхронизации, а вторые входы соединены с соответствующим выходомреверсивного счетчика, вход вычитания которого соединен со вторым входом блока управления, блок сравнения, первый вход которого соединенс цепью обратной связи, а второйвход соединен с цепью регулирования,,введены преобразователь амплитудадлительность генератор, два элемента ИЛИ и ключ, а элементы И снабженытретьим входом, причем третьи входыэлементов И соединены со входомгенератора и с выходом преобразователя амплитуда-длительность, вход которого соединен соответственно совторым входом блока сравнения, выходкоторого соединен с первым входомключа, второй вход и вьиод которогосоединены соответственно с первым124269 3входом блока сравнения и входом блока управления, первый вход блока управления соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, второй вход и выход которого соединены соответственно с выходом генератора и счет-, ным входом реверсивного счетчика, третий выход блока управлениясоединен с первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход и выход р которого соединены соответственно с выходом преобразователя аналог- длительность и суммирующим входом реверсивного счетчика. 5На чертеже приведена схема стабилизатора.Дискретный стабилизатор переменного напряжения содержит исполнительный орган 1,каждый управляющий вход которого соединен через формирователь 2 с выходом соответствующего элемента И 3-7, первые входы элементов И 3-7 соединены с цепью синхронизации, вторые входы элементов И 3-7 соединены с соответствующим выхоДом реверсивного счетчика 8, вход вычитания -1 1 которого соединен со вторым выходом блока управления 9, блок сравнения 10, первый вход которого соединен с цепью обратной связи, а второй вход соединен с цепью регулирования, третьи входы элементов И 3-7 соединены со входом генератора 11 и с выкодом преобразователя амплитуда-длительность 12, вход которого соединен со вторым входом блока сравнения 10, выход которого соединен с первым входом ключа 13, второй вход и выход ключа соединены соответственно с первым входом блока сравнения 1 О и входом блока управления 9, первый выход блока управления 9 соединен с первым входом первого элемента ИЛИ 14, второй вход и выход которого соединены соответ ственно с выходом генератора,11 и; счетным входом (С )реверсивного счетчика 8, третий выход блока управления 9 соединен с первым входом второго элемента ИЛИ 15, второй вход и 50 выход которого соединены соответственно с выходом преобразователя амплитуда-длительность 12 и суммирующим входом (+1) реверсивногосчетчика 8, 55Дискретный стабилизатор переменного напряжения работает следующим образом. 4При подаче напряжения сети на стабилизатор выходное напряжение отсутствует, и отсутствует напряжение обратной связи на первом входе блока сравнения 10 и втором входе ключа 13. Отсутствует также напряжение регулирования на входе преобразователя амплитуда-длительность 12 и втором входе блока сравнения 10. При этом на выходе преобразователя 12 отсутствует импульс, на выходе блока сравнения 10 отсутствует сигнал рассогласования, ключ 13 закрыт, и на входе и вьг"одах блока управления 9 отсутствуют сигналы управления. Счетчик 8 находится в исходном состоянии, н на его выходах отсутствуют сигналы управления исполнительным органом 1, Ва .выходе генератора 11 отсутствуют импульсы,При подаче напряжения регулирования на вход преобразователя 12 и второй вход блока сравнения 10 на выходе блока сравнения появляется сигнал рассогласования, который поступает на первый вход ключа 13, но не проходит на вход блока управления 9, так как ключ 13 закрыт из-за отсутствия напряжения обратной связи на его втором входе. Преобразователь 12 вырабатывает импульс, длительность которого пропорциональна величине напряжения регулирования. Этот импульс с выхода преобразователя 12 поступает на третьи входы элементов И 3-7 и блокирует их. Одновременно этот импульс через элемент ИЛИ 15 поступает на суммирующий вход +счетчика 8 и подготавливает его к операции суммирования. Опновременно этот же импульс поступает на вход генератора 11. На выходе генератора появляются последовательность импульсов, которая через. элемент ИЛИ 14 проходит на,счетный вход 1 С)счетчика 8. Число импульсов ра выходе генератора 11 зависит от длительности импульса на его входе и пропорционально напряжению регулирования,Счетчик 8, осуществив операцию ф суммирования, устанавливаются в определенном состоянии. При этом, на его выходах появляется комбинация сигналов, соответствующая заданному выходному напряжению стабилизатора. В момент окончания импульса на выходе преобразователя 12 снимается управление со входа .генератора 11 и суммирующего входа 1+1) счетчика 8, 1124269Одновременно прекращается блокировкаэлементов И 3-7 по их третьим входам,В момент прихода сигнала синхронизации на первые входы элементов И 3-7сигналы управления с выхода счетчика 8 проходят на формирователь 2,который формирует сигналы управленияисполнительным органом 1. Исполнительный орган вкщочается и на еговыходе. мгновенно появляется заданное напряжение, пропорциональноенапряжению регулирования, На первыйвход блока сравнения 1 О и второйвход ключа 13 приходит: напряжениеобратной связи. При этом ключ 13становится проводящим для сигналарассогласования .с выхода блока:сравнения 10. Но если в первый моментвремени напряжение обратной связиравно напряжению регулирования, тосигнал рассогласования на выходеблока сравнения 10 будет отсутствовать, и блок управления 9 не будетуправляться по его входу, и следовательно, выходное напряжение стабилизатора не изменится. Если в силукаких-либо дестабилизирующихфакторов например за счет изменения напряжения сети 1 изменится выходное напряжение, то именится инапряжение обратной связи. Приэтом сигнал рассогласования с выхода блока сравнения 10 пройдет через про-.водящий ключ 13 на вход блока управления 9. С его первого выхода счетныеимпульсы поступят через элемент ИЛИ14 на счетный вход счетчика. Одновременно, если выходное напряжениеменьше заданного, то с третьего выхода блока управления 9 сигнал суммирования пройдет через элемент ИЛИ15 на суммирующийвход ( +)счетчика. 8, а если выходное напряжение стабилизатора больше заданного то с второго выхода блока управления 9 сигнал вычитания поступит на вычитающий вход (-1 )счетчика 8.Таким образом, стабилизатор работает в двух режимах, автоматическиследующих одйн за другим. Первыйрежим - режим мгновенной установки20 задаНного напряжейия. Второй режим -режим стабилизации. Причем первыйрежим автоматически реализуетсяпри подаче напряжения регулированияи отсутствии выходного напряжения25 регулятора-стабилизатора, а второйрежим автоматически реализуетсяпосле окончания первого режима.Т.е. в предложенном регуляторе-стабилизаторе реализован принцип,ЗО независимости управления исполнительным органом по двум различным каналам,1124269 Рихдд 1 Подписноеного комитета СССР каз 8278/36 Тираж ИИПИ Государств по делам изобре 3035, Москва, Ж ений и открытии35, Раушсхая наб.,Проектная, 4 л ППП "Патент", г. Ужгоро Составитель В.Москинедактор А.Долинич Техред Ж,Кастелевич Корректор В. Гири