Стабилизатор переменного напряжения

)5 С 05 Р 1/44 ЕНИ ки АН УССиков во СССР 1986. СССР ОГО НАПРЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБ А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) СТАБИЛИЗАТОР ПЕРЕМЖЕНИЯ 57) Изобретение относится к вторичым источникам питания, стабилизиро 2ванным переменным напряжением. Цель изобретения - улучшение качества стабилизации выходного напряжения, Цель достигается введением в стабилизатор третьего преобразователя 13 кодов, регистра 14 памяти и логического элемента ИЛИ 15, а также выполнением суммирующе-вычитающего узла 10 в виде параллельного сумматора-вычитате- . ля с соответствующим подключением его входов и выходов, При отключении выходного напряжения от заданных ис" тоцником 7 опорных напряжений компараторы 4 и 5 устанавливают соответствующий режим работы суммирующе-.вычитающего узла 10. После этого происходит запись требуемого кода переда- Е1582181 апрянкцио стаби а его О Стабили зато ния работает с Можно выдел ма в работе стх. макс; 0 ьых116 ых ( Вих макс Вкх. мин ач ходнокла из- между конце циомежуткряженийзадаю 11 оп. мащих со- с чи тра нсформа торно- клюц евого исполни ельного органа 1 дискретного дейс вия, При этом за счет нелинейной зависимости между значениями входного и выходного кодов преобразователей 8 и 13, управляющее воздействиеа орган 1 будет зависеть не только Изобретение относится к электроте нике, в частности к преобраэовате ьной технике, и может быть исполь. зовано для построения точных, широкдиапазонных, быстродействующих ста. билиэаторов переменного напряжения дискретного действия.Цель изобретения - улучшение качества стабилизации выходного н ж ния.На фиг. 1 представлена нальная схема предлагаемог этора; на фиг. 2 - диагра работы. Стабилизатор переменного напряженИя, содержит трансформаторно-ключевой исполнительный орган 1 диснретн го действия (регулирующий орган Р), включенный между входными и вых дными выводами 2 и 3, два компаратра 1 и 5, узел 6 выделения модуля отклонения (УВМО) выходного напряженИя, источник 7 опорного напряжения, первый 8 и второй 9 преобразователи кОдов, суммирующе-выцитающий узел 10, перемножитель 11, измерительный орган (ИО) 12, входом подключенный к выходным вывоцам 3, информационным выходом - к первым информационным входам компараторов ч и 5 и узла 6 выделения модуля отклонения выходно, го напряжения, Вторые информационные Юходы компараторов 1 и 5 подключены соответственно к первому и второму выходам источника 7 опорного напряже ния (ИОН), первый преобразователь 8 кодов, подсоединен своими входами к Выходам суммирующе-вычитающего узла 10, второй преобразователь 9 кодов, подключен входами к управляющим входам регулирующего органа, а выходами " к входам для подключения первого сомножителя перемножителя 11.Входы для подключения второго сомножителя перемножителя 11 подсоединены от величины отклонения выходногонапряжения, но и его знака, а такжеот величины и порядкового номеракоэффициента передачи трансформаторно-ключевого исполнительного органа1 дискретного действия. 2 ил. к выходу узла 6 выделения модуля отклонения выходного, напряжения.В стабилизатор переменного напряжения введены третий преобразователь 13 кодов, регистр 1 ч памяти и логический элемент ИЛИ 15, суммир ющевыцитающий узел 10 выполнен в виде параллельного сумматора-выцитателя, вход разрешения суммирования которого соединен с выходом первого компаратора 4, а вход разрешения вычитанияс выходом второго компаратора 5, входы для подключения слагаемого уменьшаемого подключены через третий преобразователь 13 кодов к управляющим входам регулирующего органа 1, а входы для подключения слагаемого вычитаемого - к выходам перемножителя 11. Регистр 1 ч памяти включен между выходами первого преобразователя 8 кодов и управляющими входами регулирующего органа 1, Входы логицес" кого элемента ИЛИ 15 подсоединены к выходам компараторов ч и 5, а его выход - к входу перезаписи регистра памяти, Синхрониэирующий выход измерительного органа 12 подключен к стробирующим входам 16 компараторов. переменного напряжедующим образом,ь три возможных режи" илизатора: В первом режиме зн го напряжения ИО 12 в мерения находится в и значениями опорных на Б,источника ответственно верхнюю5 15821 нижнюю цграницы зоны допустимой нестабильности выходного напряжения. При этом компараторы 4 и 5 не пропускают стробирующие импульсы, поступающие со стробирующего выхода ИО и свидетельствующие об окончании цикла измерения, На выходе регистра 14 памяти ввиду отсутствия на входе перезаписи импульсов сохраняется код, определяющий тот или иной коэффициент передачи РО, при котором обеспечивается нахождение ц вх в заданных пределах. Порядковый номер коэффициента передачи РО однозначно задается выходным кодом преобразователя 8 кодов. Значение 1 с ; Определяется отношением величин ц и61(х Вх Б; Ц х, Вх(ц Вых. ма ксццВх. макс в (2), получают 1 с ги - Цвык Ивх цвах " )(4Вх,мин) Так как преобразователь 8 кодов 25 связывает сумматор-вычитатель 10 иРО, то Формула (4) Фактически определяет соотношение между его входным, и выходным кодами. На фиг. 2 в, г, д представлены в последовательном единичном (цислоимпульсном) коде значения входного кода преобразователя 8, равные ц Вых. минп 1Вх. Макс Ц ВИ. мИН цВх. 1 ц Вых. макс ц Ва х. мин цв, цвх. для 1 с , - Б, + (1 Б,), дляк п Б о + Б 1 + .(1, , Б ),35причем 40 Выходной код третьего преобразователя 13 определяет значение перво го слагаемого-уменьшаемого узла 10,в зависимости от того, в каком изсостояний находится РО. Его обра зование в числоимпульсном (единичном)коде показано на Фиг. 2 е, ж, з. При= 1 на входе опорного напряженияУВМО 6, подключенном к выходу ИОН 8,задающему уровень ц, значение 50 выходного кода преобразователя 13Должно быть равно значению БВ, а ес"ли вход опорного напряжения соединенс выходом ИОН 7, задающим уровеньнапряжения ц ,ма значение выходного кола преобразователя 13 должно быть( равно Б, + Ч, (Фиг 2 е), Яля каждого последующегодля этих двух случаев значение кода должно быть соответственно равно: и когда 1 = 1 ( Фиг. 2 а, 6) значениеИсходя из идентичности треугольников . а, Ъ, с и Ъ, с 1, 1 с (фиг. 2 а) По аналогии любое значение Е ; цвых. макс ц Вы, ми (1)П 1ВМ. 1+1 в 1 На Фиг. 26 показано соответствиемежду поддиапа зонами входного на пря- жениЯ Ц Вх,1 Ц вх, и поРЯДкОвыминомерами 1 коэффициентов передачи К,. (Фактически это ,регулировочнаяхарактеристика РО), Так как количество М значений входного кода преобразователя 8, соответствующее диапазо-.ну стабилизируемого напряжения цВХ МИН иа цВх, макс ЗНацИтЕЛЬНОбольше кол ичества д , коэффициентов передачи Р ; РО, то одному и тому же 1 с, может соответс". воватьнесколько значений входного кода преобразователя 8, Первому коэффициенту 1 с В (1 ец Вх, В ц Вх,) должно соответстовать хотя бы одно значениевходного кода, а для каждого последующего К ., соответствующее количество Б; значений входного кода должнов Лдвисимости от величины соответст 81 6вующего поддиапазона (ц 6;+,- цв,) входного напряжения бытьбольше и определяться из пропорции: цвх макс ц Вх,ммн(ЦВ;- ЦВ;) ИБ. 1 Вх макс Вх Мак так как из Формулы (1) цвх. 1 ц Вк ц Вык макс ц вых.мин(Б +Б и Бо+ Б, +БфоОри= 35Бо ББ 2 и Бо Б 2 эри д=п10БоБ . иЕсли ИОоперирует с полными отсчетами измеряемой величины 11, значениедолжно быть прямо пропорциональ Но величине 11(как показано на фиг. 2 в, 3), однако так как величина максимально возможных перепадовОд возникающих при соответствующйх уменьшениях И , зависит от эна ( оьФфения коэффициента передачи РО вомент отклонения и величины,Бх, урн и 11 , и не снижается ниже определенной величины, то и Б может быть соответственно уменьшено и даже принято равным нулю, что в итоге может дать экономию в разрядности суммирующе-вычитающего узла 10 и преобразователей кодов 8 и 13. Но при любом выбранном значении Б, юждые после дующие значения выходного кода преоб,разователя 13 должны быть больше предыдущего.на величину Б,.Значение выходного кода второго . преобразователя 9 обратно пропорционально величине коэффициента передачи РО.Таким образом, во втором и третьем режимах работы устройства в конце цикла измерения, о чем свидетельству ет поступление стробимпульса с ИО на стробирующие входы компараторов р и 5 УВМО 6 выделяет абсолютную величину отклонения выходного напряжениякоторое поступает на перемножитель 4511. Так как выходной код (Фиг. 2 и) перемножителя 11 пропорционален произведению модуля отклонения д.Ц б( на значение выходного преобразователя 9 кода, которое всегда обратно пропорционально значению 1РО, то его изменение пропорционально величине перепада входного напряжения, вызвавшего отклонение Б в,о(, независимо от того, в какой части диапазона входного напряжения работал стабилизатор.В зависимости от того, больше или меньше напряжение на информационномвыходе ИО относительно уровней "о макс "омр ИОН 7, задающих со ответственно напряжения Во,(" цри,баррстробирующий импульс проходит на выход компаратора 5 или р и соответственно разрешает операцию суммирования или вычитания для суммирующе-вычитающего узла 10.Единственным условием для выходного кода перемножителя 11 является соблюдение для него одноразмерности с кодом преобразователя 13, т.е. перепад входного напряжения от О р до 1, или наоборот, должен вызывать появление его выходного кода с разностью значений, равной Б,В дальнейшем выходной код суммирующе-вычитающего узла 10, дешифрируется в код той или иной комбинации включения силовых ключей РО, информация о которой запоминается регистром 14 памяти по поступлении строб- импульса с выхода элемента ИЛИ 15,На Фиг, 2 а, б, ж, и показана геометрическая интерпретация определения требуемого коэффициента передачи при увеличении выходного напряжения и нахождении РО до момента отклонения на втором коэффициенте передачи.Таким образом, за счет нелинейной зависимости между значениями входного и выходного кодов преобразователей И и 13 управляющее воздействие на регулирующий орган зависит не только от. величины отклонения выходного напряжения, но и его знака (т.е. уменьюм" лось 11 или увеличилось), а также величины и порядкового номера коэффициента передачи РО. Кроме того обработка всей информации производится в параллельном коде, что ускоряет время обработки и дает возможность достаточно просто моделировать такое устройство на ЦВМ.Формула изобретенияСтабилизатор переменного напряжения, содержащий трансформаторноключевой исполнительный орган дискретного действия, включенный между входными и выходными выводами, два компаратора, узел выделения модуля отклонения выходного напряжения, источник опорного напряжения, первый и второй преобразователи кодов, суммирующе-вычитающий узел, перемножитель, измерительный орган, входом(Убрх.макс БЬЫк мнн)В 1 "Вк, макс В.мин) К (1( 30 где Б , У - соответствен 6(К, максВик. минно максимальное и минимальное значения выходного напряжения в статическом режиме;.13 ,1( - соответственВх, макс ф вх. мннно максимальное и минимальное допустимые значения входногонапряжения встатическом режиме; подключенный к выходным выводам, информа.ционным выходом - к первым инФормационным входам компараторов и узла выделения модуля отклонения вы 5 ходного напряжения, вторые информационные входы компараторов подключены соответственно к первому и второму выходамисточника опорногонапряжения,первый преобразователь кодов,под 10 соединенный своими входами к выходам суммирующе-вычитающего узла, второй преобразователь кодов, подключенный входами к управляющим входам регулирующего Органа, а выходами - к Вхо дам первого сомножителя перемножителя, входы второго сомножителя которого подсоединены к выходу узла выделения модуля отклонения выходного напряжения, при этом каждому 1-му значению коэффициента передачи К ;регулирующего органа соответствует последовательный ряд значений входного кода первого преобразователя кодов, каждый из которых на единицу больше предыдущего и количество которых равно: М " количествозначений входного кодапервого преобразователякодов, большее числакоэффициентовпередачи регу.лирующего Органа,значение выходного кода второго преобразователя кодов обратно пропорционально величине соответствующегокоэффициента передачи регулирующегооргана, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью улучшения качествастабилизации выходного напряжения,в него введены третий преобразова"тель кодов, регистр памяти и логический элемент ИЛИ, суммирующе-вычитающий узел выполнен в виде параллельного сумматора-вычитателя, входразрешения суммирования которогосоединен с выходом первого компаратора, а вход разрешения вычитанияс выходом второго компаратора, входыслагаемого-уменьшаемого подключены,через третий преобразователь кодовк управляющим входам регулирующегооргана, а входы слагаемого-вычитаемого - к выходам перемножителя, регистрпамяти включен между выходами первогопреобразователя кодов и управляющимивходами регулирующего органа, входылогического элемента ИЛИ подсоединены к выходам компараторов, а его вы"ход - к входу перезаписи регистрапамяти, синхронизирующий выход измерительного органа подключен к строби"рующим входам компараторов, при этомзначение выходного кода третьегопреобразователя кодов, соответствующее первому коэффициенту передачиК, регулирующего органа, пропорциойально Б, а каждое последующееего значение больше предыдущего навеличину Ы;.1582181 г Составитель Техред П,Ол д ктор Л.Пцолинская роль ма щеем б Лодпис КНТ СС о изобретениям и открытиям35, Раушская наб., д. 4/5 Пат нно-издательский комбинатент", г, Ужгород, ул. ина,101 роизводс Заказ 20 Ь 9 ТираНИИПИ Государственного комитета113035, Москва,.Колоколкинныл Коррект