Стабилизатор переменного напряжения

(54) СТ ЖЕНИЯ (57) Из ным ист изобрет ти стаб кой точ напряже нии высо тора при сохран стабилизации вЦель достигаетс лиз о те усилитель входным и ля ным вывод и ревер -роса,ремножаюия введены втор ик 7, узел 15 с его упр сивный)апряжения узел 8 щий ци л. ват ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ИСАНИЕ И ОРСНОМУ СВИД АБИЛИЗАТОР ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯбретение относится к втори чникам электропитания. Цел ния - повышение экономично мощности включен межд бъединения кодов, п оаналоговый преобра 9, делитель 10 напряжения, первый ивторой ключи 12 и 13, инвертирующийусилитель 11. Причем первый выходкомпаратора 5 соединен с вычитающимвходом первого 6 и суммирующим входом второго 7 реверсивных счетчиков,второй выход компаратора 5 соединенс суммирующим входом первого и вьгштающим входом второго реверсивныхсчетчиков, первый и второй выходыкомпаратора соединены также с первой и второй шинами запуска блока14 управления. Выходы первого и второго реверсивных счстчпков соединеныс первым й вторым входами узла 8 объединения кодов, а также с первым ивторым инФормационными входами блока14 управления, Напряжение на выходеусилителя 1 мощности синФазпо илипротивоФазно с напряжением на выходеисточника 2 переменного напряжения иизменяется в зависимости от стабилизируемого напряжениявыходе источника 2,Изобретение относится к электротехнике и электроизмерительной технике и Может быть использовано в источниках вторичного электропитания электронных устройств, в высокостабильных эталонных или регулируемых источниках переменного напряжения, а также для регулирования и стабилизации амплитуды выходного напряжения в преобразователях постоянного напряжения в переменное.Цель изобретения - повышение экономичности стабилизатора при сохракении высокой точности стабилизации 15выходного напряжения,НА фиг. 1 приведена функциональная схема стабилизатора, на Фиг. 2 -Функциональная схема блока управления,на Фиг, 3 - схема узла объединения 20кодов,Стабилизатор переменного напряжения содержит усилитель 1 мощности выход которого включен последовательно с выходом источника 2 переменного 25 напряжения, узел 3 измерения выходного напряжения, подключенный к выходным выходам стабилизатора, источник 4 опорного напряжения, компаратор 5, первый и второй реверсивный 30 счетчики 6 и 7, узел 8 объединения кодов, перемножающий ЦАП 9, делитель 10 напряжения, подключенный входом к выходу источника 2 переменного напряжения, инвертирующий усилитель 11, 35 первыи и второй ключи 12 и 13, блок 14 управления и узел 15 сброса. Компаратор 5 соединен первым входом с выходом узла 3 измерения выходного напряжения, вторым входом - с выхо- д 0 дом источника 4 опорного напряжения. Первый выход компаратора 5 соединен с вычитающим входом первого и суммирующим входом второго реверсивных счетчиков 6 и 7, второй выход компаратора 5 соединен с суммирующим входом первого и вычитающим входом второго реверсивных счетчиков 6 и 7. Первый и второй входы узла 8 объединения кодов соединены соответственно с выходами первого и второго реверсивных счетчиков 6 и 7. Выход узла 8 объединения кодов соединен с циФровым входом перемножающего ЦАП 9, соединенного выходом с управляющим входом усилителя 1 мощности. Делитель 10 напряжения соединен выходом с входами первого и второго ключей 12 и 13, Выход первого ключа 12 через инвертирующий усилитель 11 и выход второгоключа 13 непосредственно соединеныс аналоговым входом перемножающегоЦАП 9. Блок 14 управления соединенпервым и вторым информационными входами с выходами первого и второгореверсивных счетчиков 6 и 7, первойи второй шинами запуска с первым ивторым выходами компаратора 5, первым и вторым выходами со счетны ивходами соответственно первого ивторого реверсивных счетчиков 6 и 7,первым и вторым переключающими выходами с управляющими входами первого и второго ключей 12 и 13, Узел15 сброса соединен выходом с шинамисброса первого и второго реверсивныхсчетчиков 6 и 7.Блок 14 управления (фиг, 2) содержит генератор 16 импульсов, первый -четвертый элементы И 17-20, первыйи второй элементы И-НЕ 21 и 22, первый и второй дифференцирующий элементы 23 и 24, первый и второй триггеры 25 и 26.Узел 8 объединения кодов можновыполнить на двухнходовых элементахИЛИ, количество которых нужно взятьравным числу разрядов перемножающегоЦАП 9. Первый входы элементов ИЛИпри этом образует первый вход, вторые входы - второй вход, а выходы -выход узла 8 объединения кодов.Устройство работает следующимобразом.Выходное напряжение стабилизатора Н ц равно сумме напряжения У,-снимаемого с выхода источника 2 переменного напряжения, и напряжения,добавки Ц, снимаемого с выхода усилителя 1 мощности,Амплитуды выходного напряжения стабилизатора Пыпреобразуются уз - лом 3 измерения в постоянное напряжение, величина которого пропорциональна 0 . Компаратор 5 сравнивает напряжение на выходе узла 3 измерения с постоянным напряжением Цисточника 4 опорного напряжения,При включении стабилизатора узел 15 сброса кратковременным импульсом устанавливает первый и второй реверсивные счетчики 6 и 7 в нулевое состояние. На выходах первого и второго элементов И-НЕ 21 и 22 появляется "1", которая через первый и второй дифференцируюсдй элементы 23и 24 сбрасывает первый и второйтриггеры 25 и 26.Если амплитуда выходного напряжения стабилизатора меньше заданной,то уровень "1" с первого выхода компаратора 5 поступит на суммирующийвход второго реверсивного счетчика7 и на вход второго триггера 26. Навыходе второго триггера 26 устанавливается "1", открывающая второй ключ13 и разрешающая прохождение импуль -сов от генератора 16 импульсов черезвторой элемент И 18 на счетный входвторого счетчика 7. Состояние второго счетчика 7 будет изменяться и двоичный код с его выхода через узел 8объединения кодов будет поступать нацифровой вход перемножаюшего ЦАП 9.На аналоговый вход перемножающегоЦАП 9 через второй ключ 13 будет поступать неинвертированное напряжениес делителя 1 О, Амплитуда переменногонапряжения на выходе перемножающегоЦАП пропорциональна произведению амплитуды переменного напряжения наего аналоговом входе на двоичное число, подаваемое на его циФровой вход.Переменное напряжение с выхода перемножающего ЦАП 9 подается на входусилителя 1 мощности, создающего добавочное напряжение, синфазное с напряжением стабилизируемого источника 2. В результате амплитуда выходного напряжения стабилизатора будетнарастать, пока не сравняется с заданной.Состояние первого реверсивногосчетчика б при этом будет оставатьсянеизменным, так как "О" на выходахпервого триггера 25 и второй схемыИ-НЕ 22 запрещают прохождением импульсов с выхода генератора 16 импульсов через элемент И 17 на счетный вход первого реверсивного счетчика б. Первый ключ 12 будет закрыт"О" на его управляющем входе,Пусть при включении стабилизаторана выходе усилителя 1 мощности установилось некоторое добавочное напряжение, синфазное с выходным напряжением источника 2. При внезапном увеличении напряжения источника 2, уровень "1" с второго выхода компарато-.ра 5 поступит на суммирующий входпервого реверсивного счетчика б, навычитающий вход второго реверсивногосчетчика 7 и на вход первого триггера 25. На выходе первого триггера 2510 15 20 25 30 35 40 45 50 55 появится "1", подготавливающая третий. элемент И 19 к Формированию сигнала включения первого ключа 12 ипервого реверсивного счетчика 6Однако их включение производится приналичии также на выходе второго элемента И-НЕ 22, т,е,при установке второго реверсивного счетчика 7 в нулевое состояние. Поскольку на вычитающий вход второго реверсивного счетчика 7 подается "1", с второго выходакомпаратора 5, а "1" на выходах второго триггера 26 и первого элемента Д-НЕ 21 разрешают прохождение им -пульсов с выхода генератора 16 мульсов на счетный вход второго реверсивного счетчика 7, то состояние счетчика изменяется так, что двоичное числона его выходе уменьшается, Это приводит к уменьшению амплитуды напряжения на выходе умножающего ЦАП 9 и следовательно, к уменьшению добавочного напряжения на выходе усилителя1 мощности, Как только второй реверсивный счетчик 7 установится в нулевое состояние, уровень "1" с выхода второго элемента И-НЕ 22 сбрасывает второй триггер 26. На выходе четвертого элемента И 20 формируется "О" запрещающий поступление импульсов на счетный вход второго реверсивного счетчика 7 и выключающий второй ключ 13. Одновременно появление "1" на выходе второго элемента И-НЕ 22 формирует сигнал включения первого ключа12 и разрешает поступление импульсов с выхода генератора 16 импульсов на счетный вход первого реверсивного счетчика 6, на суммирующий вход которого подается "1" со второго выхода компаратора 5. Логическое число на выходе первого реверсивного счетчика 6 начинает увеличиваться. Соответственно увеличивается напряжение, противофазное напряжению источника 2, на выходе перемножающего ЦАП 9 и на выходе усилителя 1 мощности, На аналоговый вход перемножаю- щего ЦАП 9 напряжение, противофазное напряжению источника 2, подается с выхода инвертирующего усилителя 11, В результате выходное напряжение стабилизатора будет уменьшаться, пока не станет равным заданному.В данном устройстве точность стабилизации выходного напряжения стабилизатора определяется числом разрядов перемножающего ЦАП 9 и точнос 1 ч 378тью стабилизации выходного напряжения источника 4 опорного напряжения.Наряду с высокой точностью с табилизации амплитуды выходного напряже 5ния обеспечивается также высокое быстродействие цепи автоматической стабилизации,При частоте следования импульсовот генератора 16 импульсов, многобольшей частоты стабилизируемого переменного напряжения, быстродействиестабилизатора полностью определяетсябыстродействием узла 3 изменения выходного напряжения. 15Устройство экономично, так какпри соответствии выходного напряжениястабилизируемого источника 2 заданному напряжение добавки на выходе усилителя 1 мощности равно нулю и мощ рность, потребляемая стабилизатором,становится минимальной, Кроме того,выход усилителя мощности стабилизатора включен последовательно с выходом источника переменного напряжения, Это позволяет максимально использовать выходную мощность источника переменного напряжения.Блок управления и два реверсивных счетчика исключают резкие скачки ам- ЗО плитуды и фазы напряжения добавки.Формула изобретенияСтабилизатор переменного напряжения, содержащий включенный между вход. ным и выходным выводами усилитель мощности, узел измерения выходного напряжения, подключенный к выходным выходам, источник опорного напряжения,10 компаратор, соединенный первым входом с выходом узла измерения, вторым входом - с выходом источника опорного напряжения, первый реверсивный счетчик, блок управления, о т л и ч а ю - 4 б щ и й с я тем, что, с целью повышения экономичности стабилизатора при сохранении высокой точности стабилизации выходного напряжения, в него введены второй реверсивный счетчик, узел сброса, узел объединения кодов, перемножающий цифроаналоговый преобразователь, делитель напряжения, первый и второй ключи, инвертирующий усилитель, причем первый выход компаратора соединен с вычитающим вхо- дом первого и суммирующим входом второго реверсивных счетчиков, второй ц 3 6выход компаратора соединен с суммирующим входом первого и вычитающим входом второго реверсивных счетчиков, первый и второй выходы компаратора соединены также с первой и второй шинами запуска блока управления, выходы первого и второго. реверсивных счетчиков соединены с первым и вторым входами узла объединения кодов, а также с первым и вторым информационными входами блока управления, выход узла сброса соединен с шинами сброса первого и второго реверсивных счетчиков, счетные входы которых соединены с первым и вторьм выходами блока управления, выход узла объединения кодов соединен с цифровым входом перемножающего цифро-аналогового преобразователя, выход делителя напряжения, подключенного входами к входным выводам, соединен с входами первого и второго ключей, выход второго ключа непосредственно, а выход первого ключа - через инвертирующий усилитель соединены с аналоговым входом перемножающего цифроапалогового преобразователя, соединепного выходом с управляющим входом усилителя мощности, управляющие входы первого и второго ключей соединены с первым и вторым переключающими выходами блока управления, причем блок управления выполнен на генераторе импульсов, соединенном выходом с первым входом первого и второго элементов И, вторые входы которых соединены с выходами соответственно третьего и четвертого элементов И, первом и втором элементах И-НЕ, соединенных выходами с первым входом соответственно четвертого и третьего элементов И, а также через первый и второи дифференцирующие элементы - с шинами сброса первого и второго триггеров, выходы которых соединены с вторым входом соответственно третьего и четвертого элементов И, выходы первого и второго элементов И являются первым и вторым выходами блока управления, выходы третьего и четвертого элементов И - первым и вторым переключающими выходами блока управления, входы первого и втор ог о эл ементов И-НЕ - и ер вым и вторым информационными входами блока управления, а входы первого и второго триггеров - первой и второй шинами запуска блока управления.1437843 Фцг. г Составитель А. Колоколкир О,Спесивых Техред А. Кравчук Корректор Э.Лончаков ак аказ 5893/4 оектная, 4 роизвадственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул Тираж 8 ВПИИПИ Госуд па делам 035, Москва, твенного кобретений и35, Раушска Подписноетета СССРкрытийнаб., д, 4/5