Устройство для регулирования переменного напряжения

(53) 621.316.722,1(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР В 1103212, кл. С 05 Р 1/14, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДНЯ РЕГУЛИРОВАН 11 Я ПЕ РЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ(57) Изобретение относится к вторичным источникам питания радиоаппарату ры. Цель изобретения - обеспечение ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТПРИ ГКНТ СССР защиты при аварийном понижении частоты напряжения питающей сети. Цель достигается благодаря введению дополнительных выпрямителя и блока управления. Блок управления выполнен такимобразом, что при частоте сети, превышающей наименьшее допустимое значение, он не влияет на работу устройства. Если частота питающей сети становится меньше допустимой, блок управ,ления срабатывает так, что трансформатор 1 и нагрузка 6 обесточиваются.2 илИзобретение относится к электротехнике, может быть использовано дляпитания различной радиоэлектроннойаппаратуры, размещенной преимущественно на летательных аппаратах (самолетах, вертолетах и др.) и являетсяусовершенствованием известного устройства по основному авт, свФ 103212, ОЦель изобретения - обеспечение защиты при аварийном понижении частотыпитающей сети.На Ьиг. 1 показана принципиальнаяэлектрическая схема устройства для .5регулирования переменного напряжения;на Ьиг. 2 - временные диаграммы напряжений .Устройство для регулирования переменного напряжения (Ьиг, 1) содержит 20трансФорматор 1, первичная обмотка 2которого имеет М отводов 3,1 - З.М,силовые управляемые ключи 4.1 - 4.М,вторичную обмотку 5, нагрузку 6, основной блок 7 управления и измеритель ный блок 8. Последний содержит М+1пороговых (измерительных) элементов9,1 - 9(М+1), например компараторов.Основной блок 7 управления содержитМ логических элементов И-НЕ 10.1 - 301 О.М, М логических элементов И 11,111.М и М логических элементов НЕ12,1 - 12.М, Имеются также 2 М развязывающих диодов 131 - 1 З.М, вспомогательный источник 14 питания, основной выпрямитель 15, дополнительныеуправляемые ключи 16.1 - 16.М и входные выводы 17 и 18.В устройство введены также дополнительный выпрямитель 19 без фильтра.дополнительный блок 20 управления,.содержащий генератор 21 прямоугольныхимпульсов, счетчик 22 импульсов, интегрирующая 23 и диФЬеренцирующая 24цепиинвертор 25 полярности импульсов, К 8-триггер 26, пиковый детектор27, компаратор 28, источник 29 опорного напряжения, ключевой транзистор30, дополнительные логический элемент НЕ 31 и логический элемент И 32и два диода 33 и 34,Логические элементы И 11.1 - 11.Мв основном блоке 7 управления снабжены четвертыми входами, а катоды диодов 33 и 34 соединены между собой иподключены к коллектору транзистора30. Его эмиттер соединен с отрицательньм полюсом источника 29 опорного напряжения, а база подключена к выходу инвертора 25 полярности и к К-входусброса счетчика 22, Вход инвертора 25соединен с выходом диЬЬеренцирующейцепи 24, вход которой соединен с входом интегрирующей цепи 23, с выходомгенератора 2 прямоугольных импульсов,входом разрешения счета счетчика 22,а также с первым входом логическогоэлемента И 32, второй вход которогосоединен с выходом счетчика 22 и свходом пикового детектора 27. Приэтом выход интегрирующей цепи 23 соединен с анодом диода 33 и с неинвертирующим входом компаратора 28, инвертирующий вход которого соединен с положительным полюсом источника 29. Выход пикового детектора 27 соединеннепосредственно с анодом диода 34 ичерез логический элемент НЕ 31 - свходом стробирования компаратора 28.Выход последнего соединен с К-входомЙЯ-триггера 26, Б-входкоторого соединен с выходом логического элементаИ 32. Выход триггера 26 подключен ксоединенным между собой четвертым входам логических элементов И 11.111.М в блоке 7, ИнЬормационный входсчетчика 22 соединен с выходом выпрямителя 19, вход которого подключен квходным выводами 7 иЯ,Устройство (Фиг.работает следующим образом. оПри подаче переменного напряженияпитания на входные выводы 17 и 18 ивыпрямитель 19 без Аильтра на выходепоследнего образуется последовательность импульсов Е, с частотой, равной или вдвое большей частоты сети,в зависимости от вида выпрямителя -одно- или двухполупериодного (фиг. 2 а).Эти .импульсы поступают на С-вход счетчика 22,В генераторе 21 вырабатываетсяпрямоугольный импульс К с калибро-ванной длительностью Т = (2 - 1),Т, = сопят, где и - число двоичныхразрядов счетаТ, - период следования импульсов Е 9 (Фиг. 2 а,б). Число и определяет требуемую погрешность.Так, при и = 5 можно. получить погрешность около 37. (единица младшего разряда). Импульс Е, подается иаСЕ-вход разрешения счета счетчика 22.Если частота сети не ниже заданного минимально допустимого значенияРщ то к концу интервала времениТ, в счетчике 22 вырабатывается импульс Е, поступающий на первый вход15397логического элемента И 32, на его второй вход подается калиброванный импульс Е (фиг. 2 б,е), поэтому на выходе элемента И 32 появляется одновременно с импульсом Е импульс5 Е , который поступает на Я-вход триггера 26 (фиг. 2 е), Триггер этим импульсом удерживается в состоянии, когда на его неинвертирующем выходе существует напряжение Е лог. "1" (фиг. 2 к). Это напряжение поступает на введенные четвертые входы логических элементов И 11.1 - 11,М в блоке 7, Таким образом, при частоте сети, превьппающей наименьшее допустимое значение, дополнительный блок 20 не влияет на работу основного блока 7 управления и всего устройства регулирования. 20Импульс Е от выхода счетчика 22 поступает на вход пикового детектора 27, на его выходе появляется положительный перепад напряжения Е 7 (фиг, 2 ж), который поступает на вход 25 логического элемента НЕ 31. В момент появления напряжения Е 1 напряжение Е на выходе элемента НЕ 31 спадает от уровня лог. "1" до уровня лог. "0" (фиг. 2 з). Напряжение Е поступает на вход стробирования компаратора 28. Поэтому компаратор запирается на нсе время существования импульса Е независимо от величин напряжений на его информационных входах выходное напряжение Е компаратора 21 равно нулю.35Одновременно импульс Е, поступает на входы дифференцирующей 24 и интегрирующей 25 цепочек, на их выходах по являются соответственно пара разнопо лярных импульсов Е (фиг. 2 г) и пилообразный импульс Е (фиг. 2 в). Отрицательный импульс Еь, совпадающий во времени с моментом окончания импульса Е 1, поступает на инвертор 25 45 полярности, на его выходе появляется положительный импульс Е (фиг. 2 д), который поступает на К-вход сброса счетчика 22 и обнуляет его. Одновременно импульсом Еп отпирается транзистор 30, благодаря чему через диод 33 разряжается конденсатор в интегрирующей цеди 23 и пилообразное напряжение Е обращается в нуль (фиг, 2 в,д). Одновременно через диод 34 и транзистор 30 происходит разряд конденсатора в пиковом детекторе 27, благодаря чему напряжение Е обращается в нуль, а напряжение Е, на 4Овыходе элемента 1,Е 3 вновь возвращается к уровню лог, "1" (фиг, 2 жз).Пилообразный импульс Е поступает на неиннертирующий вход компаратора 28, где сравнивается с опорным напряжением Е, поступающим от источника 29 на иннертирующий вход компаратора 28. В момент Т равенства этих напряжений, который выбирается близким к моменту Т, окончания импульса Екалиброванной длительности, н компараторе 28 вырабатывается положительный импульс Е 8 (фиг. 2 и, штриховые линии), Однако н это время напряжение Еь, на входе стробирования компаратора ьЯ имеет уровень лог, 0. Этим обеспечивается з апирание компаратора во всех случаях, когда частота питающей сети превышает минимальное допустимое значение У, . Поэтому импульс Е в этих условиях не гоступает на выход компаратора и на К-нход сброса триггера 26. Триггер, таким образом, сохраняет напряжение Е лог, "1".Если частота питающей сети становится меньше минимально допустимого значения Р(например, из-за аварийного снижения числа оборотов бортового турбогенератора), то на выходе счетчика 22 за время Т существования импульса Е 21 импульс Е 22 появиться не может. Импульс Е на выходе элемента И 32 в этих условиях отсутствует, Напряжение Е на выходе пикового детектора 2 остается равным нулю, а напряжение ЕЗ на выходе логического элемента НЕ 31 остается на уровне лог, "1" ( фиг. 2 з, горизонтальная штриховая линия). Таким образом, компаратор 28 остается открытым. В момент Т равенства пилообразного напряжения Еь и опорного напряжения Е формируется импульс Е, который н этих условиях проходит на выход компаратора 28 и далее на К-вход сбро са триггера 26 (фиг. 2 в,з,и). В результате происходит обнуление неинвертирующего выхода триггера, его выходное напряжение Е , поступающее на четвертые входи всех элементов И 11,1 - 11.М, обращается в нуль (фиг. 2 и, штриховые линии). В результате все элементы И 11,1 - 11.М запираются, а все силовые ключи 4.1 - 4.Г 1 и ключи 16.1 - 16.М переходят в разомкнутое состояние. Трансформатор 1 и нагрузка 6 оказываются обесточенными. Этим до- стигается их защита при аварийном по 1539741нижении частоты напряжения питающей сети.Электропитание основного 7 и до" полнительного 20 блоков управления должно осуществляться от специального источника, рассчитанного на работу при резко пониженной частоте сети. Этим же условием должны удовлетворять блоки 8, 14, 15, 19 и 29.10Положительный, технический эффек т от использования предлагаемого уст-,; ройства состоит в защите трансформа - тора и нагрузки при аварийном понижегнии частоты питающей сети. 15формупа изобретенияУстройство для регулирования переменпого напряжения по авт. св. 20 1103212, отличающееся тем, что, с целью обеспечения защиты при аварийном понижении частоты на-, пряжения питающей сети, в него введены дополнительный выпрямитель и допол Л нительный блок управления, состоящий из генератора прямоугольных импульФсов, с калиброванной длительностью, счетчика импульсов, интегрирующей и дифференцирующей цепей, инвертора по лярности импульсов, КЯ-триггера, пи" кового детектора, компаратора, источника опорного напряжения, ключевого транзистора, а также дополнительных логических элементов НЕ и И и двух дополнительных диодов, причем логические элементы И в основном блоке управления снабжены четвертыми входами а катоды дополнительных диодов соединены между собой и подключены к40 коллектору транз истора, эмиттер которого соединен с отрицательным полюсомисточника опорного напряжения, а базаподключена к выходу инвертора полярности импульсов и к входу сброса счетчи,ка импульсов, вход интегратора полярности импульсов соединен с выходомдифференцирующей цепи, вход которойсоединен с входом интегрирующей цепи,с выходом генератора прямоугольныхимпульсов, входом разрешения счетасчетчика импульсов, а также с первымвходом дополнительного логическогоэлемента И, второй вход которого сое"динен с выходом счетчика импульсов ис входом пикового детектора, при этомвыход интегрирующей цепи соединен санодом первого дополнительного диодаи с неинвертйрующим входом компарато-,.ра, инвертирующий вход которого подключен к положительному полюсу источника опорного напряжения, выход пикового детектора соединен непосредственно с анодом второго дополнительного диода и через дополнительный логический элемент НЕ - с входом стробирования компаратора, выход которогосоединен с установочным входом КЯтриггера, установочный Я"вход которого соединен с выходом дополнительного логического элемента И, при этомвыход КЯ-триггера подключен к соединенным между собой четвертым выходамлогических элемейтов И основного блока управления, а.информационный входсчетчика импульсов соединен с выходомдопоЛнительного выпрямителя, вход которого подключен к входным выводамустройства.1539741 оставитель С. Чернышоваехред Л,Олийнык Корректо пле тро Редакто 218 Тираж 637 Государственного комитета113035, Москва, Ж Зака ВНИИП зводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгоро Гагарина, 101 19ОБц о г,Оу 0 юг, Еи О гг ф оПодписноеизобретениям и открытиям при ГКНТ ССС5, Раушская наб., д, 4/5