Стабилизатор переменного напряжения

(5 ие относ питания ся к Изобретесточникамелью изо ич- ату- выапп ади ляе ции жен етения я стабилиз ого напр реализа ся ы в ен ре- оссреднегоя. Задазмериност выхо ачен и,ча решена пут ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И,ЯО 1374197 А 1 тельного органа в виде двухвходовогоинтегратора со считыванием информациии последующим обнулением в конце каждого полупериода напряжения. Полупериод разбивается относительно некоторого уровня напряжения, задаваемогодвумя одинаковыми параметрическимицепями, состоящими из резистора истабилитрона, на две части. Причемверхняя часть полупериода в последующем интегрируется полностью, а в нижней выделяется, а дальше интегрируется. только изменяющаяся часть. Повышение точности происходит за счет гого,что в последующем происходит обработка неполных отсчетов информации овыходном напряжении, что снижает тбование к инструментальным погрешнтям средств обработки. 2 ил.Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может быть исполь. эовано для построения точных стабили. заторов переменного напряжения дискретного действия.Целью изобретения является повышение точности стабилизации среднего значения выходного напряжения при 10 наличии искажений формы выходного напряжения стабилизатора.На фиг. 1 представлена функциональная схема стабилизатора; на фиг. 2 - эпюры напряжений в основных 15 точках схемы.Устройство содержит регулирующий орган 1 дискретного действия, соединенный управляющими входами с выходами реверсивного счетчика 2, входы 20 прямого и обратного счета которого подключены к выходам первого и второго пороговых элементов 3 и 4 соответственно, измерительный трансформатор 5, первичная обмотка которого 25 подсоединена к выходу устройства, аторичная через выпрямитель 6 подклюена к двум параллельно включенным параметрическим цепям, состоящим соответственно из стабилитронов 7, 8 и 30 резисторов 9, 10, двухвходовый интегратор 11 с ключом 12 сброса, подключенный своими входами к точке соединения стабилитрона и резистора соответственно первой и второй параметрических цепей (причем к второй через управляемый ключ 13), а выходом - к входам пороговых элементов 3 и 4, стробируемые входы которых соединены с выходом формирователя 1 О 14 стробирующих импульсов, формирователь 15 импульсов сброса интегратора, подключенный входом к выходу формирователя 14 стробирующих импульсов, а выходом - к управляющему 45 входу ключа 12 сброса интегратора, формирователь 16 импульсов стабильной длительности, формирователь 17 им-. пульсов стабильной длительности по заднему Фронту входного сигнала, причем вход второго формирователя 17 соединен с выходом первого Формирователя 16, выход - с управляющим вхо дом ключа 13, а вход формирователя 16 подключен к выходу формирователя 14 стробирующих импульсов.Работа стабилизатора поясняется диаграммами, представленными на фиг, 2; где а - выходное напряжениеколичество входов;постоянная времени интегра. тора по -му входу;период напряжения;напряжение на ь-м входе интегратора. где При синусоидальном выходном напря.жении стабилизатора Б, равно(2) стабилизатора, б - выходное напряжение 18 выпрямителя 6. Формирователь14 стробирующих импульсов вырабатывает короткие строб-импульсы 19(фиг. 2 в), совпадающие по времени смоментом перехода через нуль выходного напряжения. По заднему фронтустроб-импульса формирователем 15вырабатываются импульсы 20 сбросаинтегратора 11 в нулевое состояние(П, , .-О), подготавливая интегратор к очередному циклу измеренияСтроб-импульсы (Фиг. 2 в) запускаютпервый формирователь 16 импульсовстабильной длительности, по заднему фронту импульсов 21 которого(фиг. 2 д) запускается второй формирователь 17. На фиг. 2 е,ж показанаформа импульсов 22 и 23 соответственно на прямом и инверсном выходахформирователя 17. Выходное напряжение 18 выпрямителя 6 (фиг. 2 б) разбивается по уровню напряжения стабилизации стабилитронови 8 (стабилитроны выбираются с одинаковым напряжением стабилизации) Б на двечасти. Верхняя часть этого напряжения 24 (фиг. 2 и) выделяется на резисторе 9 и подается непосредственно напервый вход интегратора 11. Нижняячасть 25, выделяемая на стабили-.троне 8, подается на второй вход интегратора только на время, определяе.мое замкнутым состоянием ключа 13(интервалы времени Со-с, й-с,фиг. 2 з). Постоянные времени интегрирования при этом выбираются равнымипо обоим входам, Выходное напряжение26 интегратора (фиг. 2 к) при нулевыхначальных условиях может быть записано в следующем виде:"син амплитуда синусоидальногонапряжения,Таким образом, из полной вольтсекундной площади полупериода вычи 5тается часть площади П (Т,),равная площади прямоугольника со сто-.ронами Бс, и ( -Т ). Пропорциональность между средним значением выходного напряжения стабилизатора и выходным напряжением интегратора в конце полупериода соблюдается до некоторого минимального значения выходно.го напряжения И пи, при которомуглы прямоугольника (при равенстве 15С-С=С,-1 ) лежат на кривой полупериода. При этом точка излома напряжения (фиг. 2 з), соответствующая моменту времени С смещается в точку,соответствующую моменту времени т. 20Аналогично сливаются точки, соответствующие моментам времени Си С,.Напряжение интегратора при ,= Я; - "равноБ Т Ц Т25БстТ Пст Тсг+агсв 1 п -2-" ь Н Приравнивая левые части формул (2) и (3), можно найти выражение, связывающее минимальное значение Псин,мин (при котором еще соблюдается пропорциональность между Б ц с и П ьа. инт ) с временными характеристиками импульсов, вырабатываемых формирователями 16 и 17.,ь(, - ,), =(4)О си н. мин Быигрьпп, получаемый в виде увеличения отклонения Б бьх. инт при одном и том же отклонении О п,х стабилизатора, тем больше, чем больше площадь неинтегрируемой части полупериода по сравнению со всей площадью, что будет при приближении вписанного прямоугольника к квадрату, так как площадь .55 последнего максимальна.Условие равенства сторон квадрата является условием максимума площади и для данного случая имеет вид: Решая условия (4) и (5) относительно ж(г -С, ) получим, что равенство соблюдается при ы(-Т,)=0,6368 (36,49 ) =Из.пш (гд а)и=0,594.Таким образом, наибольшии выигрыш получается при напряжении стабилизации стабилитронов 7 и 8, равном примерно 0,6 и с такими параметрами импульсов формирователей 16 и 17, при которых ы ( -с,) =О, 6368.При превышении выходным напряжени. ем интегратора (фиг. 2 к) уровня срабатывания порогового элемента 3 Бх; , (задающего верхнюю границу зоны допустимой нестабильности) или его понижении ниже уровня срабатывания порогового элемента 4 Б (задающего нижнюю границу зоны) стробирующие импульсы 19 поступают на суммирующий или вычитающий вход счетчика (фиг.2 л). Это приводит к соответствующему изменению состояния счетчика и, как следствие, изменению коэффициента передачи регулирующего органа 1. Поступление строб-импульсов на счетчик продолжается до тех пор, пока выходное напряжение стабилизатора не войдет в пределы зоны допустимой нестабильности.Таким образом, при неизменной инструментальной погрешности пороговых элементов благодаря тому, что операции производятся с неполными отсчетами контролируемой величины, предлагаемое устройство обеспечивает повьппенную точность. Причем на точность поддержания среднего значения напряжения не влияют искажения формы выходного напряжения стабилизатора. Формула изобре тения Стабилизатор переменного напряжения, содержащий включенный между входными и выходными выводами регу - лирующий орган дискретного действия, связанный управляющими входами с выходами реверсивного счетчика, входы прямого и обратного счета которого подключены соответственно к выходам первого и второго стробируемых пороговых элементов, измерительный трансформатор, первичная обмотка которо 1374197го подсоединена к выходным выводам,а вторичная через выпрямитель - кпервой параметрической цепи, состоящей из последовательно соединенныхстабилитрона и резистора, интеграторс ключом сброса, подключенный своимпервым входом к точке соединениястабилитрона и резистора, второй вывод которого заземлен, а выходом -к входам пороговых элементов, стробируемые входы которых соединены свыходом формирователя стробирующихимпульсов, формирователь импульсовсброса интегратора, подключенный выходом к управляющему входу ключасброса, а своим входом - к выходуформирователя стробирующих импульсов,вход которого подсоединен к незаземленному выводу выхода выпрямителя,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения точности стабилизации среднего значения выходногонапряжения, в стабилизатор введеныформирователь импульсов стабильной длительности, формирователь импульсов стабильной длительности по заднему фронту входного сигнала, дополнительный ключ и вторая, аналогичная первой и включенная параллельноей параметрическая цепь таким образом, что резисторы параметрическихцепей соединены с одноименными вы водами стабилитронов этих цепей,при этом инверсный выход формирователя импульсов стабильной длительности по заднему .фронту входного сигнала подсоединен к управляющему входу дополнительного ключа, а вход - квыходу формирователя импульсов стабильной длительности, вход которогоподключен к выходу формирователястробирующих импульсов, второй, ана логичный первому,.введенный вход интегратора через дополнительный ключ-.подключен к точке соединения резистора и стабилитрона второй параметрической цепи.1374197иг,Составитель С. Чернышева Редактор И. Рыбченко Техред А.Кравчук Корректор В. Бутяга Заказ 602/44 Тираж 8 б 6 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4