Стабилизатор переменного напряжения

СОЮЗ СОВЕТСНИХ сацииапнесникРЕСПУБЛИН це 80 1 1 7. 1 СЯ)З С 05 Г 1/20 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЗНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Рыбинский завод приборостроения (72) В.В.Юдин, Л.Н,Наумов и Б.Б.Иалков: (53) 621.316.722.1(088,8)(56) Авторское свидетельство СССР й 1233121, кл. С 05 Р 1/20, 1984.Авторское свидетельство СССР Н 1583928, кл. С 05, Р 1/20, 1988. (54) СТАБИЛИЗАТОР ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯ" ЖЕНИЯ(57) Изобретение. относится к электротехнике и может найти применение вустройствах электропитания аппаратуры. Целью изобретения является повышение точности стабилизации действующего 2значения несинусоидального выходйого напряжения. Цель достигается за счет введения в стабилизатор делителя 10 частоты, перестраиваемого делителя 11 частоты и дополнительного счетчика 12. Точность стабилизации действую" щего значения выходного напряжения определяется точностью операции возведения в квадрат выходного напряжения. Эта операция разбита на два линейных процесса: линейного нарастания во времени значения кода на выходе счетчика 12 и линейной зависимос" ти частоты импульсов на выходе пере" страиваемого делителя 11 частоты от значения этого кода. 1 з.п ф-лы, 4 ил.Изобретение относится к электротехнике и может найти применение вустройствах электропитания аппаратуры.Целью изобретения является повыше 5ие точности стабилизации действующего значения несинусоидального выходного напряжения,На Фиг, 1 приведена блок-схемастабилизатора переменного напряжения; 10на Фиг. 2 -схема регулирующего органа дискретного действия; йа Фиг,3 схема измерения; на Фиг, 1 - временные диаграммы, поясняющие принципработы стабилизатора.15Стабилизатор переменного напряже"ния (фиг. 1) содержит регулирующийорган 1 дискретного действия, включенный между входными и выходнымивыводами, генератор 2 тактовых импуль сов, логический узел 3, выходы которого через реверсивный счетчик 4 подключены к управляющим: входам регу. лирующего органа 1 дискретного действия, первый и второй информационные 25эходы логического узла 3 соединенысоответственно с первым и .вторымвыходами циФрового компаратора 5,а синхронизирующий вход через Формирователь 6 импульсов - к входным выводам, выход Формирователя 6 импульсов подключен также к синхронизирующему входу цифрового компаратора 5 иустановочному нулевому входу двоичного счетчика 7 импульсов, выходы ко 35торого подключены к информационнымвходам цифрового компаратора 5, авход - к выходу ключа 8, соединенного управляющим входом через узел 9сравнения с выходными выводами, делитель 10 частоты, перестраиваемый делитель частоты 11 и дополнительныйдвоичный счетчик 12, нулевой. установочный вход которого подключен к выходу Формирователя 6 синхроимпульсов, 45счетный вход - к выходу делителя 10частоты, а выходы - к цифровым входам узла 9 сравнения и управляющимвходам перестраиваемого делителя 11частоты,счетный вход которого соединен с выходом генератора 2 такто 50вых импульсов, который подключентакже к входу делителя 10 частоты.Регулирующий орган дискретного действия фиг. 2) выполнен на трансформаторе с секционированной вторичнойобмоткой, для чисел витков которойЯИЯ справедливы соотношенияЫ=гы(К=1,2 -1) Секции вторичной обмотки объединены в общую схему посредством групппоследовательных и групп параллельных ключей. Управляющие входы последовательной группы ключей непосредственно подсоединены к управляющим вхо-.дам регулирующего органа 1 дискретного действия. Управляющие входы парал"лельной группы подсоединены к нимпосредством логических инверторов.Логический узел 3 реализует систему функций,Р =20,щ=Егде Е - сигнал на выходе формирователя 6 синхроимпульсов;3 и- сигналы соответственно напервом и втором выходах цифрового компаратора 5.Реализуемая цифровым компаратором. функция описывается системой уравнений1 Е при ЬК0 при Ь 6 КЕ при .К Н10 при К Нгде Ь и Н - коды соответственно ниж"него и верхнего уровнейдиапазона стабилизации;.К - код на информационныхвходах цифрового компаратора 5.Период обнуления дополнительногодвоичного счетчика 12 в и раз меньшеполупериода входного напряжения, гдеи - целое числоЧастота сигнала на выходе перестраиваемого делителя 11 частоты прямопропорциональна значению кода на егоуправляющих входах.Стабилизатор работает следующимобразом.Входное напряжение 0 поступает нарегулирующий орган 1 дискретного действия, коэффициент передачи К которого определяется скалярным произведением вектора управления Х= Х,ХХви вектора коваеициеита передачи В результате формируется выходноенапряжение30 1161Генератором 2 тактовых импульсов формируется последовательность им" пульсов , период которой составляет Т 1., Делителем 10 частоты из этой последовательности формируют последова" тельность импульсов ц, период которых, определяемый кратностью Б деления частоты, устанавливает такт качания частоты ь нч =Б Тт,лВ начале каждого полупериода входного напряжения формирователем 6 синхроимпульсов формируются импульсы 2, осуществляющие установку в начальное нулевое состояние двоичного счет чика 7 импульсов и дополнительного счетчика 12, а такжесинхронизацию работы цифрового компаратора 5 ило.- гического узла 3.Счетчик 12 осуществляет подсчет числа импульсов ц, прошедших с нацала полупериода. При этом Формируется код Я, управляющий частотой следования импульсов, поступающих на вход перестраиваемого делителя 11 частоты. 25 В результате формируется последовательность д, частота 1 которой на . каждом такте оказывается пропорциональной номеру такта 1: 6мальное значение выходного напряжения.На Фиг. 4 для упрощения вместо дискретной величины изображена непрерывная Функция Л" = -г ----С2 "БТДлительность импульсовпоследова" тельности С определяется уровнем выходного сигналал 2, Б тгс = ----ЧЧКлюцом 8 из последовательностиФормируется модулированная по длительности управляющими сигналами С последовательность импульсов г. При этом количество импульсов, происходящееся на один такт качания частоты, составляетЛ2 Бп=Б И= - -= --Чо 2 Б Т ЧаОбщее колицество импульсов в последовательности г за полупериод выходного напряжения составляет2 Р2я - =г, ЧДФ ф1где ш - разрядность счетчика 12;Последовательность д является. периодической. За время периода качения Тц =2 .нпроисходит изменениещЛчастоты от нулевого значения до ча" стоты 1/Тг. В соответствии с этим зависимость частоты от времейи может быть представлена в виде401 1"кчТг 2 БТг Узел 9 сравнения осуществляет сравнение кода, пропорционального, 45 уровню выходного, сигнала Ч, с кодом0 счетчика 12. В результате формйруется последовательность управляющих сигналов50при цдъЧ0 при ц сЧгде через Ч .обознацена. дискретноизменяющаяся величинаоВЧ я =(2 я+2 я+е 2ц ) рВеличина Ч представляеТ собой максионо пропорционально сумме квадратовмгновенных значений выходного напряжения. Подсчитанное счетчикомчисло импульсов преобразуется в код К, пропорциональный действующему значению выходного напряжения.Код Р сравнивается с кодами Ь и Ннижнего и верхнего предельных значений выходного напряжения. При этомФормируются сигналы управления о и ,поступающие на информационные входы логического узла 3; Из этих сигналов образуют сигналы в и Р управления реверсивным счетчиком М, определяющим величину коэффициента передачи регулирующего органа 1 дискретного действия.Реализуемые логическим узлом 3 функции обеспечивают неизменность состояния счетчике 4 в случае выполнения условия Ьй Ей Н, положительного счета при выполнении условия Р,( Ь и реверсивного счета при выполнении условия К Н, Это обеспечивает поддер", жание уровня выходного напряжения в заданных кодами . и Н пределах.Так как формирование кода Р проис.ходит в каждом полупериоде, предлагаемая схема стабилизатора обладает большим быстродействием, Она "отслеживает" изменения действующей величины выходного напряжения, происходящие в течение любого полупериода.5По сравнению с известным стабилизатором переменного напряжения предлагаемое техническое решение обеспечивает большую точность стабилизации действующих значений напряжений. При одинаковом количестве уровней коэффициентов передачи регулирующего органа 1 дискретного действия стабильность. действующего значения выходного 5 напряжения определяется точностью определения его фактической величины.В предлагаемом устройстве квадратичное суммирование обеспечиваетсяза счет одновременного выполнения двух встречных процессов- формирования линейной временной зависимостии линейного преобразования временной шкалы. При этом используется циф- . ровая реализация каждого из процес сов, линейная завИсимость формируется путем суммирования равномерно следующих тактов качания частоты, а линейное преобразование временной шкалы- путем изменения частоты следования тактовых импульсов.Замена аналогового формирования параболического сигнала двумя одновременно выполненными цифровыми линейными преобразованиями обеспечивает повышение стабильности действующего35 значения несинусоидального выходного напряжения.Формула изобретения1, Стабилизатор переменного напряжения, содержащий регулирующий орган дискретного действия, включенный между входными и выходными выводами, реверсивный двоичный счетчик, вычитающий и суммирующий входы которого соединены соответственно с первым и вторым выходами логического узла, а выходы реверсивного двоичного счетчика подключены к управляющим50 входам регулирующего органа дискретного действия, узел сравнения, аналоговым входом подключенный к выходным выводам, а выходом - к управляющему входу ключа, цифровой компаратор, ин формационные входы которого подключе- . ны к выходам двоичного счетчика им,пульсов, входом соединенного с выходом ключа, первый и второй управляющие входы " к выводам для подключения источников задания соответственно верхнего и нижнего уровней диапазона стабилизации, а первый и второй выходы цифрового компаратора соединены соответственно с первым и вторыминформационным входами логического узла, формирователь .синхроимпульсов, вход которого подключен к входным выводам, а выход - к синхронизирующему входу логического узла, к установочному нулевому входу двоичного счетчика импульсов и к синхронизирующему входу цифрового компаратора, и генератор тактовых импульсов, при этом цифровой компаратор соответственно на первом и втором выходах реализует функции2 при ЬК0 при ЬК2 при КН0 при Ксна логический узел соответственно напервом и втором выходах функции где К - код на информационных входахцифрового компаратора;Е - выходной сигнал формирователясинхроимпульсов;Н и Ь - коды соответственно верхнегои нижнего уровней диапазонастабилизации, поступающие отсоответствующих источниковзадания,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности стабилизации действующего значения несинусоидального выходного напряжения, в него введены делитель частоты, перестраиваемый делитель частоты и дополнительный двоичный счетчик, период обнуления которого в и раз меньше полу- периода входного напряжения, где и - целое число, причем нулевой устано- . вочный вход дополнительного двоичного счетчика подключен к выходу формирователя синхроимпульсов, счетный входк выходу делителя частоты, а выходы - к цифровым входам узла сравнения и к управляющим входам перестраиваемого делителя частоты, счетный вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, подключенного также к входу делителя частоты, а9, 171649610 выход перестраиваемого делителя ча- . выпрямительный мост соединен с втостоты соединен с входом ключа, приричной обмоткой трансформатора, перэтом частота .сигнала йа выходе пере". вичная обмотка которого использована страиваемого делителя частоты прямо в качестве аналогового входа узла пропорциональна значению кода на его . сравнения, и узле сравнения кодов, управляющих входах. первые входы которого подключены к выходам аналого-цифрового преобразовате 2. Стабилизатор по и. 1, о т л и- ля, вторые входы использованы в кач а ю щ и й с я тем, что узел сравчестве цифровых входов узла сравненения выполнен на аналого-цифровом. . ния, а выход - в качестве выхода узла преобразователе, вход которого через сравнения1ГКНТ СС твенно-издательский комбинат. "Патент", г. Ужгород, ул. ина, 10 оиэ аказ 612 ТиражНИИНИ Государственного кмситета по изобрете11303 5, 11 с к в а, И5, Р душек Подписноем и открытия наб., д. 4/5