Способ стабилизации напряжения или тока

,1288663 ц 4 С 05 Р 1/445 1/5 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ВТОРСНОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТ(71) Киевский политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции(56) Авторское свидетельство СССР В 666527, кл, С 05 Р 1/56, 1/44,1979.Авторское свидетельство СССР В 936350, кл. Н 02 Р 13/16, 1978,Авторское свидетельство СССР У 584296, кл. С 05 Р 1/56, 1977.Авторское свидетельство СССР У 1049880, кл. С 05 Р 1/56, 1982, (54) СПОСОБ СТАБИЛИЗАЦИИ НАПРЯЖЕНИЯ ИЛИ ТОКА. (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к источникам вторичного электропитанияЦель изобретения - повышение качества стабилизации. Цель достигается за счет того, что цифровое регулирование осуществляют в зонах, которые строят таким образом, что каждая последующая зона встроена в предыдущую. Способ реализован в устр-ве-стабилизаторе напряжения, в котором регулирование осуществляется путем измененияцифрового кода эталонного значениярегулируемого параметра и выполняется сначала для старшего байта сигнала с выхода блока 4 сравнения, С установлением выходного параметра,когда старший байт обнуляется, переходят к младшему и т.д. до самого младшего байта. При изменении цифровогокода эталонного значения опорногонапряжения на выходе задатчика 11кода коэффициента усиления цепи обратной связи в соответствии с этимкодом опорного напряжения появляется цифровой код максимально возможного коэффициента усиления цепи обратной связи, обеспечивающий наиболее быстрое протекание переходныхпроцессов в фильтре. Через напередзаданное время этот код заменяетсякодом коэффициента усиления для ста"тического режима работы, 1 з.п, ф-лы,2 ил1288663 3 Ц = 0, -Б(п),вания Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в системах вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры, 5Целью изобретения является повы - шение качества стабилизации выходного параметра при сохранении высокого быстродействия стабилизатора,10На фиг,1 представлена функциональная схема устройства, реализующего способ стабилизации напряжения или тока, на Фиг. 2 - пример формирования встроенных зон регулирования. Устройство содержит регулирующий орган 1 (фиг, 1) последовательного типа, делитель 2 напряжения, аналого-цифровой преобразователь 3, блок 20 4,сравнения, блок 5 мультиплексирования, цифровой умножитель 6, блок 7 демультиплексирования, сумматор 8 с накоплением, цифроаналоговый преобразователь 9, задатчик 10 кода опор ного напряжения, задатчик 11 кода коэффициента усиления цепи обратной связи, задатчик 12 кода начального значения регулирующей величины и блок 13 управления. Делитель 2 напряжения 30 включен между выходными шинами устройства, Один из входов блока 4 сравнения через аналого-цифровой преобразователь 3 соединен с выходом делителя 2 напряжения. Выход задатчика 10 кода опорного напряжения подключен к другому входу блока 4 сравнения, Вход задатчика 11 кода коэффициента усиления цепи обратной связи соединен с выходом задатчика 10 кода опорО ного напряжения, а выход - с первым входом цифрового умножителя. Выход цифроаналогового преобразователя 9 подключен к управляющему входу регулирующего органа 1. Один из входов блока 5 мультиплексирования соединен с выходом блока 4 сравнения, подключенным к входу блока 13 управления, другой вход - с выходом блока 13 управления, а выход - с вторым входом цифрового умножителя 6, Один из входов блока 7 демультиплексирования подключен к выходу цифрового умножителя 6, а другой вход - к выходу блока 13 управления, Один из входов сум матора 8 с накоплением соединен с выходом блока 7 демультиплексирования, другой вход - с выходом задатчика 12 начального значения регулирующей величины, а выход - с входом цифроаналогового преобразователя,Способ осуществляется следующим образом.Аналоговый сигнал обратной связи, полученный.с выхода делителя 2 напряжения, преобразуют в цифровой код разрядностью 1 ш, где ш,3 е И (Б - множество натуральных чисел). Полученный цифровой код вычитают из заданного цифрового кода эталонного значения сигнала обратной связи где Ь - эталонное значение сигналаэтобратной связи, соответствующее требуемому напряжению;П (и) - значение сигнала обратной рссвязи в текущий момент времени С Полученный после вычитания цифровой код 8 Б сигнала рассогласования сравнивают с 1 ш-разрядным нулевым кодом. Если среди первых ш разрядов кода 811 осуществляют ненулевые, то обрабатывают эти первые ш разрядов. После их обработки получают соответствующий цифровой код изменения регулирующей величины, который суммируют с соответствующими разрядами 1 полного 1 ш-разрядного цифрового кода значения регулирующей величины, Полученный Зш-разрядный цифровой код преобразуют в аналоговую Форму и подают на регулирующей орган 1. Если среди первых ш разрядов кода оП все нулевые, то обрабатывают вторые ш разрядов. Если и среди них все разряды нулевые, то обрабатывают следующие ш разрядов и так далее до последней 3-й группы ш разрядов, Над всеми группами разрядов производят все описанные действия до подачи на регулирующий орган 1 включительно,Предложенный способ отличается от известного тем, что цифровое регулирование осуществляют в зонах, которые строят таким образом, что каждая последующая эона встроена в предыдущую, Относительная ширина каждой из зон равна ш разрядов. Когда обрабатывают первые ш разрядов, регулирование осуществляют в первой зоне с относительным шагом кванто1288663 8 ц = цщ8 цР ф ц цмасЧ где 8 ц - диапазон возможных измаксменений сигнала рассогла 5сования;Ч - основание системы счисления.Если обозначить значение цифрового кода сигнала рассогласования оц 10 с точностью до младшего разряда перИ) вой зоны регулирования как оц , то для данной зон)ы справедливо следующее соотношение:(8 ц,(.(Вц ((1-1)18 ц,Регулирование в первой зоне осуществляют до тех пор, пока первые ш разрядов цифрового кода оц сигнала рассогласования не станут нуле выми. В случае, когда первые ш разрядов кода оц нулевые, т.е, 3 цЗцФ переходят к обработке вторых ш разрядов кода Яц, что соответствует регулированию во второй зоне с относи тельным шагом квантования Для второй зоны справедливо соо тношение(Ьц,(. (ац" с Вц,( . З 5 Аналогично выходной параметр уточняют до тех пор, пока 8 ц не станет1 Рравным нулю с точностью до относительного шага квантования последней 40зоны (р = 1), для которой- СИЯ,ЫЧ" - 1(ац,(МВц ЬЦ(,45В процессе регулирования цифровойкод Бц сигнала рассогласования, имеющий разрядность 1 ш, обрабатывают пош-разрядным группам по пропорциональному, пропорционально-интегральномуили пропорционально-интегрально-дифференциальному законам. Например,ког-.да осуществляют пропорциональное регулирование, соответствующий сигналрассогласования усиливают в К раэ пу тем умножения цифрового кода ш-разрядной группы на ш-разрядный код коэффициента усиления К цепи обратнойсвязи. Рассмотрим способ стабилизации на примере переходного процесса в стабилизаторе тока после е) о включения.Пусть в стабилизаторе тока осуществляют пропорциональное регулирование и управляющую переменную определяют согласно формуле 7 = 7, + К(1, -д(п) ),где м , 1 - эталонные значения уг 9 рла управления.и выход-.ного токаК - коэффициент усиленияцепи обратной связи,д(п) - текущие значения углауправления и выходного тока,Предположим, что в начале переходного процесса при больших изменениях выходной величины тока обрабатывают первые ш разрядов двоичного )ш-разрядного кода разности заданного эталонного и текущего значения выходного тока, т,е. регулирование происходит в первой зоне.При этом о)1) у +К(1 д(п +Кб,д(п),где о д = ( 1- д (и ) ) "- значение разности эталонного и выходного токов с точностью до отно сительного шага квантования первой эоны ь,д (и) = (1 -д (и) ) -(1, -д (и) ) ) - отбрасываемый остаток, 6,у =К м(п) ошибка вычисления у при регулировании в первой зоне.Регулирование в первой зоне осуществляют согласно формулеУ =У, +К(1-д(п Когда первые ш разрядов 1 ш-разрядного полного двоичного кода разности названных токов нулевые, а разность токов меньше относительного шага квантования первойа тования первой зоны Зд = Ря"-фЖ2 - 1 т.е, имеет место соотношение(Ы")=1-д(п)( 3; переходят к обработке следующих ш разрядов )ш-разрядного полного двоичного кода разности токов,, Сф 2) Регулирование во второй зоне производят по формуле и продолжают до тех пор, пока раз-,ница токов не станет меньше относительного шага квантования второй зочто соответствует тому, что вторые ш разрядов полного кода разности нулевые.18 з.=1, -(п)о . Описанные действия осуществляют в каждом цикле Т обработки вплоть до 3-й зоны, в которой регулирование производят по формуле(з)У = У +И-(п) ) Таким образом, стабилизацию тока осуществляют в зонах, которые сужаются и вложены друг в друга (фиг.2),Напряжение обратной связи, пропорциональное выходному, поступает с выхода делителя 2 на вход аналогоцифрового преобразователя 3, преобразуется там в параллельный цифровой код и подводится к входу блока 4 сравнения. Последний осуществляет вычитание из заданного (эталонного) значения кода опорного напряжения текущее значение кода сигнала обратной связи, Результат вычитания в прямом коде с выхода блока 4 сравнения поступает на вход блока 5 мультиплексирования, В зависимости от значения кода результата вычитания блок 13 уп. равления управляет передачей соответ. . ствующих разрядов (первого ненулевого байта) на выход блока 5 мультиплексирования. Этот код направляется к цифровому умножителю 6, куда подводится также код коэффициента усиления цепи обратной связи из задатчика 11. В результате умножения на выходе цифрового умножителя 6 образуется результирующий двухбайтный циф. ровой код, который подводится к демультиплексору 7. На выходе демультиплексора 7, управляемого блоком 5 10 15 20 25 30 35 13, появляется на соответствующих выходах упомянутый цифровой код.Этот код поступает на сумматор 8 и в зависимости от знака результата вычитания в блоке 4 вычитается или складывается с соответствующими разрядами кода предыдущего значения регулирующей величины. Сформированный на выходе сумматора 8 код поступает на вход цифроаналогового преобразователя 9 и преобразуется последним во временной интервал или другую величину для управления регулирующим органом 1Регулирование выходного напряжения в стабилизаторе осуществляется путем изменения цифрового кода эта - лонного значения регулируемого параметра и выполняется сначала для старшего байта сигнала с выхода блока 4 сравнения. Затем с установлением выходного параметра, когда старший байт, обнуляется, переходят к младшему и так далее до самого младшего байта. При изменении (переключении уставки) цифрового кода эталонного значения опорного напряжения на выходе задатчика 11 в соответствии с этим кодом опорного напряжения появляется цифровой код максимально возможного коэффициента усиления цепи обратной связи, обеспечивающей наиболее быстрое протекание переходных процессов в фильтре. Через наперед заданное время этот код заменяется кодом коэффициента усиления для статического режима работы,Предлагаемый способ характеризуется повышенным качеством стабилизации, обеспечиваемым более высокой точностью регулирования (при двухзонной схеМе регулирования с точностью 16 двоичных разрядов), Уве - личение точности можно оценить отношением (2 - 1)/(2 - 1), котороеы 8соответствует 256.При этом возможно синтезировать схемы с данной точностью в статическом режиме (задают полную длину двоичного слова 1 т) и в переходных режимах (задают количество зон 1 и число двоичных разрядов в зоне т),Формула изобретения 1. Способ стабилизации напряжения или тока, заключающийся в изменении коэффициента передачи регули1288663 которых осуществляют регулиронани,определяют с учетом соотношений Ц (ПЯИ80гР (1 р 1, 3 ш 3 6 М где ш -ЧЮмакс БПсч БП Да 2Составитель Л.Морозовдактор О.Головач Техред,Н. Глущенко . Корректор И.Мус Заказ 7807/46 ВНИ и 11303Подписнкомитета СССРоткратийская наб д. 4.Тираж 885Государственногоелам изобретенийосква, Ж, Рауш жгород, ул. Проектная Производственно-полиграфическое предприятие рующего органа и основанный на разбиении диапазона возможных отклонений выходного параметра от заданного значения на отдельные эоны, дискретизации выходного параметра, выявле нии сигнала отклонения, регистрации номера зоны с текущим отклонением, формировании кодового сигнала рассогласования, обработке сигнала рассогласования в соответствии с выбранным законом регулирования и указанном изменении коэффициента передачи регулирующего органа в моменты дискретных отсчетов выходного параметра с шагом квантования, прогрессивно зависящим от номера зоны, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения качества стабилизации, обработку сигнала рассогласования производят с постоянной разрядностью, меньшей в целое число раз полной разрядности диапазона возможных отклонений выходного параметра, причем в процессе обработки последовательно переходят от старшей25группы разрядов к младшей.2. Способ по п, 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что.номера эон, вчисло обрабатываемых разрядов в пределах одной группы; общее число зон возможных отклонений выходного параметра от заданного значения; множество натуральных чисел; номер зоны и номер группы обрабатываемых разрядов, основание системы счисления; диапазон возможных отклонений выходного параметра; относительное отклонение выходного параметра для р-эоны относительный шаг квантования выходного параметра для р эоны.