Стабилизатор переменного напряжения

Стабилизатор переменного напряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СТАБИЛИЗАТОР -ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий регулирующий орган дискретного действия, входами соединенный с входными выводами, а одним из выходовс первым выходным выводом, реверсивный счётчик, подключенный одним входом к выходу первого конъюнктора, а выходами через соответствующие усилители управления - к соответствуквдим управляющим входам регулирующего органа дискг ретного действия, измерительный орган , входом соединенный с выходом регулирующего органа, а выходом связанный с первым входом первого конъюнктора через первый пороговый элемент и через второй пороговый элемент подключенный к входу первого инвертора, второй инвертор и первый дизъюнктор, отличающийся тем, что, с целью улучшения формы кривой выходного напряжения, в него введены компаратор, трансформатор с тремя -обмотками, формирователь импульсов , семь конъюнкторов, второй дизъюнктор, два ключа и конденсатор, причем первая обмотка трансформатора включена между другим выходом регулирующего органа дискретного действия и вторым выходным выводом. параллельно второй обмотке включен конденсатор, а третья обмотка средним выводом подсоединена к . одному из введенных выводов для подключения к источнику постоянного напряжения , другой вывод которых через соответствующие KJHQMH соединен с друмя . крайними выводами третьей обмотки, выход первого инвертора соединен с первым входом второго Конъюнктора, выход которого подключен к другому входу реверсивного йчетчика, вторые входы первого и второго конъюнкторов соединены с выходом компаратора, с входом формирователя импульсов, с входом второго инвертора и с первыми входами третьего и четвертого конъюнкторов, вход компаратора под (Л ключен к выходу регулирующего органа дискретного действия, при этом с второй вход третьего и первый вход пятого конъюнкторов соединены с выходом первого порогового элемента, выход первого инвертора подключен к первому входу шестого конъюнктора и к второму ВХОДУ четвертого конъюнк тора;, вторые входы пятого и шестого конъюнкторов подключены к выходу ВТО ьо рого инвертора, выходы третьего и О5 шестого конъюнкторов соединены с соответствующими входами первого дизъюнктора, выход которого подклюю чен к первому входу седьмого конъюнктора , выхода четвертого и пятого со i конъюнкторов соединены с соответствующими входами второго дизъюнктора, выход которого noflKJH04eH к первому входу восьмого конъндактора, вторые входы седьмого и восьмого конъюнкторов соединены с выходом формирователя импульсов, а.выходы указанных конъюнкторов подключены к управляющим входам соответствующих ключей.

С0е3 Со8ЕТСННХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

g(51) G 05 F 1/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3403978/24-07 (22) 03.03.82 (46) 30.06.83. Бюл. Р 24 (72) П.Л. Глузман, В.В, Юдин и Ю.A. Черных (71 ) Рыбинский авиационный технологический институт (53) 621.316.722.1(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 628475, кл. G 05F 1/20, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 440654, кл. G. 05F 1/02, 1973. (54) (57) СТАБИЛИЗАТОР .ПЕРЕМЕННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий регулирующий орган дискретного действия,.входами соединенный с входными выводами, а одним из выходов - с первым выходным выводом реверсивный счетчик, подключенный одним входом к выходу первого конъюнктора, а выходами через соответствующие усилители управления - к соответствующим управляющим входам регулирующего органа дискретного действия, измерительный орган, входом соединенный с выходом регулирующего органа, а выходом связанный с первым входом первого каньюнктора через первый пороговый элемент и через второй пороговый элемент подключенный к входу первого инвертора, второй инвертор и первый дизъюнктор, отличающийся тем, что, с целью улучшения формы кривой выходного напряжения, в него введены компаратор, трансформатор с тремя обмотками, формирователь импульсов, семь конъюнкторов, второй дизъюнктор, два ключа и конденсатор, причем первая обмотка трансформатора включена между другим выходом регулирующего органа дискретного действия и вторым выходным выводом, „„SU„„1026123 А параллельно второй обмотке включен конденсатор, а третья обмотка средним выводом подсоединена к одному из введенных выводов для подключения к источнику постоянного напряжения, другой вывод которых через соответствующие ключи соединен с друмя . крайними выводами третьей обмотки, выход первого инвертора соединен с первым входом второго конъюнктора, выход которого подключен к другому входу реверсивного Счетчика, вторые входы первого и второго конъюнкторов соединены с выходом компаратора, с входом формирователя импульсов, с входом второго инвертора и с первыми входами третьего и четвертого Е

С2 конъюнкторов, вход компаратора подключен к выходу регулирующего органа дискретного действия, при этом второй вход третьего и первый вход пятого конъюнкторов соединены с выходом первого порогового элемента, выход первого инвертора подключен к первому входу шестого конъюнктора и к второму входу четвертого конъюнк тора, вторые входы пятого и шестого конъюнкторов подключены к выходу второго инвертора, выходы третьего и шестого конъюнкторов соединены с ©) соответствующими входами первого дизъюнктара, выход которого подключен к первому входу седьмого конь- Я юнктора, выходы четвертого и пятого конъюнкторов соединены с соответствующими входами второго дизъюнктора, выход которого подключен к первому входу восьмого конъюнктора, вторые входы седьмого и восьмого коиъюнкторов соединены с выходом формирователя импульсов, а.выходы указанных конъюнкторов подключены к управляющим входам соответствующих ключей, 1026123

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в устройствах электропитания различной аппаратуры.

Известны стабилизаторы переменного напряжения, содержащие силовой трансформатор, одна из связанных с входными выводами обмоток которого .выполнена из регулировочных секций, включенные каждая в диагональ переменного тока однофазного тиристорного моста, причем все мосты соединены по постоянному току последовательно, другая же, выполненная нерегулируемой, связана с входными выводами через дополнительный однофазный тиристорный 35 мост, в диагональ постоянного тока которого включена цепь, образованная основными мостами P1).

Наиболее близкии к предлагаемому является стабилизатор переменного налряжения, содержащий регулирующий орган в виде вольтодобавочных трансформаторов с двумя группами выключателей в первичных обмотках, и схему управления с измерительным орга-. ном, пороговыми элементами, мультивибратором, схемами совпадения, инверторами, схемой ИЛИ, реверсивным двоичным счетчиком и усилителями управления, причем вторичные обмотки вальтодобавочных трансформаторов включены последовательно с источником регулируемого переменного напряжения, а первичные при помощи одной группы выключателей соединены с выходом устройства и шунтированы второй группой выключателей, взаимна сблокированяых с первой группой выключателей, причем обе группы выключателей через усилитель управления соединены с триггерами реверсив- 40 ного двоичного счетчика, который через схему совпадения подключен к мультивибратору и при помощи реле времени и схемы ИЛИ вЂ” к пороговым элементам„ один из которых через 4$ инвертар соединен с шинкой уменьшения напряжения двоичного счетчика, а через другие инверторы - с шинкой увеличения напряжения двоичного счетчика, через регулировочные резис- @ торы, делитель напряжения, выпрямитель, фильтр и согласующий трансформатор пороговые элементы соединены с выходом устройства 23.

Недостатком данного стабилизатора является неудовлетворительная форма кривой напряжения на выходе из-за дискретного переключения коэффициента передачи регулирующего органа. 60

Цель изобретения — улучшение формы кривой выходного напряжения.

Поставленная цель достигается тем, что в стабилизатор переменного напряжения, содержащий регулирующий 65

I орган дискретного действия, входами соединенный с входными выводами,. а одним из выходов - с первым выходным выводом, реверсивный счетчик, подключенный одним входом к выходу первого конъюнктора, а выходами через соответствующие усилители управле-... ния . — к соответствующим управляющим входам регулирующего органа дискретного действия, измерительный орган, входом соединенный с выходом регулирующего органа, а выходом связанный с первым входом первого конъюнктора через первый пороговый элемент и через второй пороговый элемент подключенный к входу первого инвертара, второй инвертар и первый дизъюнктар, введены кампаратор, трансформатор с тремя обмотками, форьмрователь импульсов, семь конъюнкторов, второй дизъюнктор, два ключа-и конденсатор, причем первая обмотка трансфор матора включена между другим выходом регулирующего органа дискретного действия и вторым выходным выводам, параллельно второй обмотке включен конденсатор, а третья обмотка средним выводом падсоединена к одному из введенных выводов для подключения к источнику постоянного напряжения, другой вывод которых через соответствующие ключи соединен с двумя крайними выводами третьей обмотки, выход первого инвертора соединен с первым входом второго конъюнктора, выход которого подключен к другому входу реверсивного счетчика, вторые входы первого и втарого конъюнктаров соединены с выходом компаратора, с входом формирователя импульсов, с входом второго инвертора и с первыми входами третьего и четвертого конъюнкторов, вход кампаратара нодключеи к выходу регулирующего органа дискретного действия, при этом второй вход третьего и верный вход пятого конъюнкторов соединены с выходам первого порогового элемента, выход первого инвертара подключен к пераому входу шестого конъюнктара и к второму входу четвертого конь-, юнктора, вторые входы пятога и шестого конъюнкторав подключены к выходу .второго инвертора, выходы третьего и шестога конъюнктораэ соединены с соответствующими входами первого дизъюнктора, выход которого подключен к первому входу. седьмого конъюнктора, выходы четвертого и пятого конъюнкторов соединены с соответствующими входами второго дизъюнктора, выход которого подключен к первому входу восьмого коньюнктора, вторые входы седьмого и восьмого конъюнкторов соединены с выходом формирователя импульсов, 1026123 а выходы указанных конъюнкторов подключены к управляющим входам соответствующих ключей.

На чертеже изображена структур-. ная схема стабилизатора.

Устройство содержит регулирующий орган 1 дискретного действия, усилители 2 управления, реверсивный счетчик 3, измерительный орган 4, первый и второй пороговые элементы 5 и .6, первый и второй инвер- 10 торь1 7 и 8, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой и .восьмой конъюнкторы 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, трансформатор 17, конденсатор 18, первый и второй >5 дизъюнкторы 19 и 20, первый и второй ключи 21 и 22, компаратор 23 и формирователь 24 импульсов. Трансформаторный регулирующий орган 1 дискретного действия подключен к входным выводам стабилизатора. Реверсивный счетчик 3 соединен одним входом с выходом конъюнктора 9, другим — с выходом конъюнктора 10, а выходами через усилители 2 управления — с 25 соответствующими входами регулирующего органа 1. Вход измерительного органа 4 подключен к выходу регулирующего органа 1, а выход к входу конъюнктора .9 — через пороговый элемент 5, к входу конъюнктора 10 - через пороговый элемент 6 и инвертор 7.

Первая обмотка трансформатора 17 включена между выходными выводами стабилизатора и. выходом регулирующего органа 1, параллельно второй обмотке подключен конденсатор 18, а третья обмотка средним выводом подсоединена к одному из выводом источника постоянного напряжения, другой вывод которого через ключи 40

21 и 22 соединен с двумя крайними выводами третьей обмотки. Третий и четвертый конъюнкторы 11 и 12 подключены первыми входами через формирователь 24 импульсов и комнара- 45 тор 23 к выходу регулирующего органа 1, вторыми входами к выходам дизъюнкторов.19 и 20 соответственно, а выходами — к соответствующим входам ключей 21 и 22. Входы дизъюнк- 50 тора 19 подключены к выходам конъюнкторов 13 и 14, входы дизъюнктора 20 к выходам конъюнкторов 15 и 16.

Регулирующий орган 1 может быть выполнен на основе трансформаторов с коммутируемыми контактными или бесконтактными ключами, обмотками.

Усилители 2 управления представляют собой транзисторные .усилители. .Счетчик 3 выполнен на основе микросхемы К155 ИЕ 7, пороговые элементы 60

5 и 6 — K155 ТЛ1, компаратор—

К521 САЗ.

Измерительный орган 4 представляет собой выпрямитель в виде диодного моста с фильтрующим конденсатором 65 и токоограничивающим резистором.

Конъюнкторы, дизъюнкторы и инверторы исполнены на микросхемах К155 ЛАЗ, К155 JIE1. Ключи 21 и 22 представляют собой транзисторые усилители, нагрузкой которых являются обмотки трансформатора 17. В качестве источника постоянного напряжения, к которому подсоединены ключи 21 и 22 совместно с третьей обмоткой трансформатора 1, может быть использован маломощный источник питания схемы управления.

Формирователь 24 импульсов выполнен на основе конъюнктора, инвертора и линии задержки. Входом формирователя 24 при этом является вход инвертора, выходом - выход конъюнктора.

Один из двух входов конъюнктора подключен к выходу инвертора, другой через линию задержки — к входу инвертора. В качестве линии задержки используется RC-цепь.

Стабилизатор работает следующим образом.

При напряжении на выходе L» превышающем верхний пороговый уровень, сигнал логической "1" с выхода порогового элемента 5 поступает на вход конъюнктора 10 и разрешает прохождение прямоугольных импульсов с выхода компаратора 23 на вычитающий вход счетчика 3. Под действием этих импульсов состояние счетчика изменяется. Это изменение передается усилителями управления 2 регулирующему органу 1, осуществляя уменьшение его коэффициента передачи до тех пор, пока выходное напряжение U не станет меньше порогового уровня. Далее процесс уменьшения коэффициента передачи трансформаторного регулирующего органа 1 прекращается, так как сигнал логического "0" с выхода порогового элемента 5 запрещает прохождеwe импульсов на счетчик 3.

Если напряжение на выходе стабилизатора переменного напряжения ниже некоторого порогового уровня, определяемого пороговым элементом 6, сигнал логической "1" с выхода инвертора 7 разрешает. прохождение импульсов на суммирующий вход счетчика 3.

Состояние счетчика 3 изменяется. При этом возрастает коэффициент передачи регулирующего органа 1 до тех пор, пока выходное напряжение не превысит нижний пороговый уровень, установленный элементом 6.

Состояние реверсивного счетчика

3 считается неизменным до тех пор, пока на его суммирующий (вычитающий) вход не поступят импульсы, т.е. пока выходное напряжение не превысит верхний граничный уровень (станет меньше нижнего граничного уровня).

При каждом изменении коэффициента передачи регулирующего органа

1026123 с помощью импульса, подаваемого в третью обмотку трансформатора 17 от формирователя 24 импульсов, во второй обмотке возникают затухающие колебания. Эти колебания трансформируются в первую обмотку и складываются (или вычитаются) с выходным напряжением. При этом сглаживается скачок изменения выходного напряжений,, так как максимальная амплитуда трансформируемых колебаний равна единичному скачку напряжения регулирующего органа. Частота затухающих колебаний совпадает с рабочей частотой стабилизатора, причем возможные небольшие отклонения .рабочей частоты не вносят 15 существенного нарушения в работу стабилизатора. Переключение коэффициента передачи регулирующего органа возможно только в момент перехода синусоиды выходного напряжения че- 20 рез ноль, так как на выходе компаратора напряжение имеет форму прямоугольных импульсов, причем при положительной полуволне выходное напряжение соответствует уровню логической2

"1", при отрицательной полуволне логическому "0". Переключение состояний счетчика происходит по перепаду выходного напряжения компаратора от логической "1" в логический "0". В это же время появляется импульс на выходе формирователя импульсов:, который в момент переключения регули-. рующего органа открывает один из ключей 21 и 22 и в одну из половин третьей обмотки подается импульс, который вызывает затухающие колебания во второй обмотке. Импульс от формирователя 24 подается на вход ключа 21 в следующих случаях: счетчик 3 изменяет свое состояние в сто- 4О рону уменьшения кода и после переключения следует положительная полуволна напряжения на выходе регулирующего органа 1; счетчик 3 изменяет свое состояние в сторону увеличе- 45 ния кода и после переключения следует отрицательная полуволна напряжения на выходе регулирующего органа 1.

Импульс от Формирователя подает- ц) ся на вход ключа 22 в следующих случаях: счетчик 3 изменяет свое состояние в сторону увеличения кода и после переключения следует положительная полуволна напряжения на выходе регулирующего органа 1; счетчик 3 изменяет свое состояние в сторону уменьшения кода и после переключения следует отрицательная полуволна напряжения на выходе регулирующего органа 1.

Такое регулирование необходимо для того, чтобы при уменьшении коэффициента передачи регулирующего органа 1 затухающие колебания складывались с выходным напряжением (импульс подается в согласно включенную обмотку). При увеличении коэффици- ента передачи колебания вычитаются из выходного напряжения (импульс подается во встречно включенную .обмотку). Такое управление ключами

21 и 22 осуществляют логические элементы 8, 11, 12, 13, 14, 15., 16, 19, 20, которые включены в соответ-. ствии с логическими формулами х = (я.к.v Ke) v, (AiK V KB)iF, где Х и Y †.входы ключей 21 и 22 соответственно;

4 — вход конъюнктора 9;

 — вход конъюнктора 10;

K †выход компаратора 23;

F — выход формирователя

24 импульсов;

° . — знак конъюнкции; знак дизъюнкции; знак над буквой означает логическое отрицание.

Таким образом, при дискретном переключении коэффициента передачи регулирующего органа 1 напряжение на выходе стабилизатора переменного налряжения изменяется плавно.

Предлагаемый стабилизатор выгодно отличается от известного, так как напряжение на выходе стабилизатора по известной схеме изменяется скачкообразно-из-за дискретного переключения.обмоток трансформатора регулирующего органа. В предлагаемом стабилизаторе скачки напряжения устранены благодаря подключению на выходе стабилизатора .дополнительного трансформатора и логической схемы, управляющей подключением трансформатора. Логическая схема остается неизменной при любой мощности стабилизатора, а дополнительный трансформатор рассчитывается на напряжение, равной одной дискрете регулирования выходного напряжения и имеет небольшие массогабаритные показатели. Следовательно, массогабаритные показатели предлагаемого стабилизатора возрастают незначитель. но, а форма колебаний выходного напряжения. существенно улучшается.

1026123

Составитель С. Чернышева

Редактор Ю. Середа Техред А.Бабннец Корректор Г. Решетник.

Заказ 4558/40 Тираж 874 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная:, 4

1