Стабилизатор переменного напряжения

ОП ЕТ 1.МД к вычитающе ходам реверси которого чер я соединены сузел управлени муход ммир ую о уси- праветчика тели у н ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Рыбинский авиациснный технологический институт(56) 1. Авторское свидетельство СССР У 628475, кл, С 05 Р 120, 21.04.75.2, Авторское свидетельство СССР У 440654, кл. С 05 Р 1/20, 01,03.71. (54)(57) СТАБИЛИЗАТОР ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий регулирующий орган дискретного действия, входными выводами соединенный с входными клеммами, а одним выходным выводом - с одной выходной клеммой, реверсивный счетчик, усилители управления, узел измерения, входом подключенный к выходным клеммам, а выходом через ляющими входами ре ирующего органа дискретного деи ия, о т л и - ч а ющи йс я тем;что, с целью повьпнения быстродействия, в него введены вольтодобавочный трансформатор, вторичная обмотка которого включена между другим выходным выводом регулирующего органа дискретного действия и другой выходной клеммой, а крайние выводы через аналоговые ключи соединены с второй входной клеммой, дифференцирующий узел, выходом подклю- СФ ченный через диоды к управляющим входам аналоговых ключей, и дополнительный узел измерения, включенный межцу входными клеммами и входомдифференцирующего узла.20 1 11387Изобретение относится к электротехнике и может найти применение вразличных устройствах электропитания,Известен стабилизатор переменногонапряжения, содержащий силовой трансформатор, одна из связанных с входами выводами обмотка которого выполнена из регулировочных секций,включенных каждая в диагональ переменного тока однофазного тиристорного моста, причем все мосты соединены по постоянному току последовательно, другая же, выполненная нерегулируемой, связана с входнымивыводами через дополнительный однофазный тиристорный мост, в диагональ постоянного тока котороговключена цепь, образованная основными мостами 1,Наиболее близким к изобретениюявляется стабилизатор переменногонапряжения, содержащий регулирующийорган дискретного действия, входнымивыводами соединенный с входнымиклеммами, а одним выходным выводомс одной выходной клеммой, реверсивный счетчик, усилители управления,узел измерения, входом подключенныйк выходным клеммам, а выходом - через30узел управления к вычитающему и суммирующему входам реверсивного счетчика, выходы которого через усилители управления соединены с управляющими входами регулирующего органадискретного действия. Регулирующийорган дискретного действия выполненв виде вольтодобавочных трансформатоРов с двумя группами выключателейв первичных обмотках, причем вторич -ные обмотки вольтодобавочных трансформаторов включены последовательно,а первичные обмотки при помощи одной группы ключей соединены с выходными клеммами и шунтированы второйгруппой ключей, взаимно сбпокированньйс с первой группой ключей 23,Недостатком известного стабилизатора является ограниченное быстродействие, так ка, при скачкообразномизменении амплитуды напряжения навходе, на выходе стабилизатора происходит резкое изменение амплитудынапряжения, т,е. быстродействиястабилизатора не хватает для обработ.ки резких скачков.55Цель изобретения - повышениебыстродействия стабилизатора переменного напряжения,92 гоставленная цель достигается тем, что в стабилизатор переменного напряжения, содержащий регулирующий орган дискретного действия, входными выводами соединенный с входными клеммами, а одним выходным выводом - с одной выходной клеммой, реверсивный счетчик, усилители управления, узел измерения, входом подключенный к выходным клеммам, а выходом через узел управления - к вычитающему и суммирующему входам реверсивного счетчика, выходы которого через усилители управления соединены с управляющими входами регулирующего органа дискретного действия, введены вольтодобавочный трансформатор, вторичная обмотка которого включена между другим выходным выводом регулирующего органа дискретного действия и другой выходной клеммой, средний вывод первичной обмотки соединен с первой входной клеммой, а крайние выводы через аналоговые ключи соединены с второй входной клеммой, дифференцирующий узел, выходом подключенный через диоды к управляющим входам аналоговых ключей, и дополнительный узел измерения, включенный между входными клеммами и входом дифференцирующего узла.1 На фиг.1 показана схема стабилизатора переменного напряжения, на фиг.2 - диаграммы изменения амплитуд входного напряжения, напряжения на выкоде регулирующего органа дискретного действия известного устройства и напряжение на выходе дифференцирующего узла,на фиг,3 - схема аналогового ключа.Стабилизатор переменного напряжения (фиг.1) содержит регулирующий орган 1 дискретного действия, узел 2 измерения, узел 3 управления, вклю чающий пороговые элементы 4 и 5, инвертор 6, мультивибратор 7, узлы 8 и 9 совпадения, а также реверсивный счетчик 10, усилители 11 управления, вольтодобавочный трансформатор 12, аналоговые ключи 13 и 14, диоды 15 и 16, дифференцирующий узел 17 и дополнительный узел 18 измерения, Входные выводы регулирующего органа 1 дискретного действия соединены с входными клеммами, один из выходнык выводов непосредственно, другой через вторичную обмотку тран сформатора 12 соецинены с выхоцны113879 жения. зми клеммами. Вход у зла 2 измеренияподключен к выходным клеммам. Реверсивный счетчик 10 выходами соединен через усилители 11 управленияс управляющими входами регулирующего органа 1, вычитающим входом через узел 9 совпагения и пороговыйэлемент 4, а суммирующим через узел8 совпадения, инвертор б и пороговыйэлемент 5 с выходом узла 2 измерения. Мультивибратор 7 подсоединенк входам узлов 8 и 9 совпадения,Первичная обмотка трансформатора 12средним выводом подключена к однойиз входных клемм, крайними выводами через аналоговые ключи 13 и 14к другой входной клемме. Выход дифференцируьщего узла 17 через диоды15 и 16 подсоединен к управляющимвходам ключей 13 и 14, вход черездополнительный узел измерения - квкодным клеммам.Регулирующий орган 1 дискретного действия содержит вольтодобавочные трансформаторы, обмотки которых 25коммутируются ключами. Узлы 2 и 18измерения представляют собой выпрямители с фильтрующими узлами и токоограничивающими резисторами. Пороговые элементы 4 и 5 выполнены на компараторах типа К 521 САЗ, логическиеэлементы и счетчик - на микросхемахК 155 ЛАЗ и К 155 ИЕ 7.Усилители 11 управления: содержатоднокаскадные транзисторные усилите 35ли,Аналоговый ключ 13 представлен нафиг.3. Он содержит два включенныхвстречно-параллельно транзисторнодиоцных ключа, один из которых предназначен для пропускания положительной полуволны, другой - отрицательной полуволны синусоидального напряАналоговый ключ 14 выполнен ана логично, причем в нем взяты транзисторы с проводимостью р-ь-р-типа (в ключе 13 - и -р-), а полярность вклю чения диодов изменена на противоположную. Возможно также применение мощных полевых транзисторов.Стабилизатор переменного напряжения работает следующим образом.При напряжении на выходе 02, пре вышающем верхний пороговый уровень, 55 сигнал логической "1" с выхода порогового элемента 4 поступает на вход узла 9 совпадения, Импульсы с мультивибратора 7 поступают на вычитаю -щий вход счетчика 10. Под воздействием этих импульсов состояниесчетчика 10 изменяется Это изменение передается усилителями 11 управления регулирующему органу 1, осуществляя уменьшение коэффициента егопередачи до тех пор, пока выходноенапряжение 02 не станет меньше порогового уровня. Далее процесс уменьшения коэффициента передачи регулирующего органа 1 прекращается, таккак сигнал логического 0 с выходапорогового элемента 5 запрещает прохождение импульсов с генератора 7на счетчик 10. Если напряжениена выходе стабилизатора ниже порогового уровня, определенного пороговым элементом 5, сигнал логической "1" с выхода инвертора б разрешает прохождение импульсов мультивибратора 7 на суммирующий входреверсивного счетчика. Состояниесчетчика 10 изменяется. При этомвозрастает коэффициент передачирегулирующего органа 1. Это изменение происходит до тех пор, покавходное напряжение не превыситнижний пороговый уровень, установленныйэлементом 5. Состояние реверсивного счетчика 10 остается неизменным до тех пор, пока на его суммирующий (вычитающий) вход не поступят импульсы, т.е. выходное напряжение не станет меньше нижнего граничного уровня (не превысит верхний граничный уровень) .На вход дифференцирующего узла 18 поступает выпрямленное напряжение, пропорциональное входному. При скачкообразном изменении амплитуды входного напряжения (фиг.2 д ) дифференцирующий узел вырабатывает импульсное двухполярное напряжение (фиг.2 ь). В случае резкого увеличения О положительный импульс в момент скачка с выхода дифференцирующего узла 17 через диод 15 поступает на вход аналогового ключа 13, Амплитуда импульса пропорциональна величине перепада вхоДного напряжения. Аналоговый ключ приоткрывается так, что на выходной обмотке трансформатора 12 индуктируется напряже- ние, фаза которого противоположна фазе напряжения на выходе регулирующего органа 1, а величина равна величине перепада напряжения на выходе11регулирующего органа 1. Таким образом, перепад напряжения компенсируется в первый момент времени, Далееаналоговый ключ плавно закрывается,и срабатывает пороговый элемент 4,регистрирующий превышение верхнегограничного уровня. Коэффициент передачи регулирующего органа 1 уменьшается, и выходное напряжение Оостается в заданных пределах,В случае резкого уменьшения входного напряжения отрицательныйимпульс с выхода дифференцирующегоузла 17 через диод 16 проходит навход ключа 14, который управляетсяотрицательнь 1 м напряжением. Ключ 14приоткрывается. На выходе трансформатора появляется напряжение, синфазное выходному. Перепад напряжениякомпенсируется. Далее ключ 14 плавно закрывается, и срабатывает пороговый элемент 5. Коэффициент пере -дачи регулирующего органа увеличивается. Выходное напряжение остаетсяв заданных пределах.Напряжение на выходе стабилизатора по известной схеме при резком 38792изменении входного напряжения имеетвид, представленный на фиг.2 б . Разность 12-1 характеризует постоянную времени стабилизатора напряже ния. Для надежной работы предложенного стабилизатора постоянная времени дифференцирующего узла - 1 должна превышать постоянную времени стабилизатора по известной схемеФ 1 О Таким образом, напряжение на выходе стабилизатора является стабильным по амплитуде и не изменяетсяпри резких перепадах входного напряжения, т.е. быстродействие предло женной схемы выше.Введение новых элементов - вольтодобавочного трансформатора 12, аналоговых ключей 13 и 14, диодов 15и 16, дифференцирующего узла 17 и 20 дополнительного узла 18 измеренияпозволяет существенно повыситьбыстродействие стабилизатора переменного напряжения. В обычном случаеперед стабилизатором включают для 25 сглаживания резких скачков входного напряжения сложные многозвенныефильтры,ка илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,688/37 ВНИИПИ по 113035, Тираж сударс ам изо ква, Ж 863 Подписвенного комитета СССРретений и открытий35, Раушская наб д. /