Стабилизатор среднего значения постоянного тока

Стабилизатор среднего значения постоянного тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к вторичным источникам питания радиоаппаратуры . Целью изобретения является получение инвариантности выходного напряжения в широком диапазоне изме .нения входного напряжения стабилизатора среднего значения постоянного тока. Цель достигается введением в схему блока 12 управления крутизной пилообразного напряжения, а также одноквадратного умножителя 7 и усилителя 6 с регулируемым коэффициентом передачи. Причем вход умножителя 7 подключен к выходу интегратора 8, а выход - к управляющему входу усилителя 6. Сигнал рассогласования с сумматора 5 подается на усилитель 6, коэффициент передачи которого обратно пропорционален управляющему воздействию . Сигнал с усилителя 6 суммируется с сигналом интегратора 8 на сумматоре 9 и через схему 10 сравнения подается на управление ключом 1. 1 ил. Ф (Л и on

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51)4 G 05 F 1/56

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3960142/31-07 (22) 02.10.85 (46) 07.08.87. Бюл. № 29 (71) Киевский политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (72) В.Я.Жуйков, Т,А.Терещенко, А.В.Назаренко и С.Ю.Канаев (53) 621.316 ° 722.1 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 902004, кл. G 05 F 1/56, 1982 ° (54) СТАБИЛИЗАТОР СРЕДНЕГО ЗНАЧЕНИЯ

ПОСТОЯННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к вторичным источникам питания радиоаппаратуры, Целью изобретения является получение инвариантности выходного напряжения в широком диапазоне измен ения входного напр яже ния стабилиэ атора среднего значения постоянного тока. Цель достигается введением в схему блока 12 управления крутизной пилообразного напряжения, а также одноквадратного умножителя 7 и усилителя 6 с регулируемым коэффициентом передачи. Причем вход умножителя

7 подключен к выходу интегратора 8, а выход — к управляющему входу усилителя 6, Сигнал рассогласования с сумматора 5 подается на усилитель 6, коэффициент передачи которого обратно пропорционален управляющему воздействию. Сигнал с усилителя 6 суммируется с сиг» алом интегратора 8 на сумматоре 9 и через схему 10 сравнения подается на управление ключом

1 ил.

С::

35 ЕТо

R где Š— входное наг,:ряжение стабилизатора, скважнасть импульсов широтно4G импульсного преобразователя, R — сопротивление нагрузки, Приращение тока на выходе стабилизатора без учета составляющих второго порядка малости определяется

45 как

U „ где К

К пр па возмущению, 1

Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразователям электрической энергии, и может быть использовано в системах электро)) питания различных технических устройств с повышенными требованиями к стабильности и точности установки питающего напряжения.

Целью изобретения является получение инвариантности выходного така в широком диапазоне изменения входного напряжения.

На чертеже изображен стабилизатор среднего значения постоянного тока.

Стабилизатор содержит последовательно подключенные к входу устройства силовой ключ 1, LC-фильтр 2, датчик 3 тока и первый интегратор 4, вьнюд которого подключен к первому входу сумматора 5, второй вход которого соединен с источником опорного напряжения, а выход с первым входом усилителя 6 с регулируемым коэффициентом передачи, второй вход кото- 26 рого подключен через последователь- но соединенные умножитель 7 и второй интегратор 8 к входу устройства.

Выход усилителя б ссединен с вторым входом сумматора 9, первый вход ка- 30 торого соединен с выходом второго интегратора 8, а выход подк.тючен к первому входу схемы 10 сравнения, второй вход которой соединен с выходом генератора 11 пилообразного напряжения, Выход схемы 10 сравнения подключен к управляющему входу силового ключа 1. Вход генератора 11 пилооб-разного напряжения подключен к выходу блока 12 управления крутизной пилообразного напряжения, управляющий вход которого подключен к выходу второго интегратора 8, Устройство работает следующим образом.

Выходной так шираrno-импульсного стабилизатора преобразуется датчикам

3 тока в напряжение обратной связи, После интегрирования в интеграторе 4 напряжение обратной связи падается на вход сумматора 5, где сравнивается с опорным напряжением„ Сигнал рассогласования подается на усилитель 6 с регулируемым коэффициентом передачи, обратно пропорциональному управ-, ляющему воздействию, т,е„ входному напряжению Е. На управляющий вход усилителя 6 подается сигнал, пропорциональный квадрату напряжения прямой

2 связи (E), снимаемый с входа силового ключа 1 через интегратор 8 и схему одноквадрантного умножения 7. После усиления напряжения с выхода усилителя 6 с регулируемым коэффициентом передачи поступает на сумматор 9, на котором оно суммируется с напряжением, снимаемым с выхода интегратора

8, и подается на схему 10 сравнения, где сравнивается с пилообразным напряжением. Параметры дилообразного напряжения изменяются каскадом 12 управления крутизной пилообразного напряжения, Сигнал, снимаемый с выхода схемы 10 сравнения, поступает на управляющий вход силового ключа 1 и управляет ега работой, стабилизируя ток нагрузки.

Для обеспечения инвариантности выходного тока при шираком диапазоне изменения входного напряжения в схеме установлен каскад 12 управления крутизной пилообразного напряжения генератора пилообразного напряжения н усилитель 6 с регулируемым коэффициентам передачи, который управляется входным напряжением, а также одноквадрантный умножителв 7.

Цокажем,, что::нвариантнасть выходного )ака в пред.сагаемай схеме достигается.

Выходной так =табилизатора в статическом режиме

Дт = — ()F + Lr )) Y)) (1)

)) " 10 - 0

Уравнение замьгкания стабилизатора с широтно-импульсным преобразователем и комбинированным регулированием по возмущению питающегс напряжения Е и выходному таку Х имеет вид

"-ос о Кпр - ) 7 ) статический коэффициент передачи цеги обратной связи; статический коэффициент передачи цепи прямой связи

1328803

10 "pp Т вЂ” Кпр Е(2с Т + Е ) = О, (8) Но условие соблюдается только для определенного значения Е (уравнение 7) и при его изменении нарушается. Для выполнения условия (8) при изменении Е в широких пределах необходимо выполнение следующих ус25 ловий: (3) Кос у +Кр дЕ, (4) (с(Т + Е)

U Е = const;

К „. Ег = const, 30

1 =

1

5I = — (R

Кпр Е (б) Поп Е + Кп РТЕ

Ксс

R пр

) 4Е. (дТ + ос E)г

После преобразований из выражения (6) получают конечное уравнение

Up pl Т вЂ” Кпр E(2d Т + + Е) dE (7) + ос

55 оп

8= -- — коэффициент передачи модуТ лятора;

Т - период переключения модулятора;

U„ - постоянное опорное напряжение стабилизатора;

0„ " амплитуда пилообразного напряжения, Уравнение (2) определяется из условия равенства вьгходного напряжения схемы сумматора 9 и напряжения генератора 11 пилообразного напряжения и определяется скважность импульсов широтно-импульсного преобразователя. Переходя к приращениям, получают

-К DI — Кпрд Е = p Тдуф

Подставляют уравнение (1) в уравнение (3) и после преобразования имеют

Из уравнения (2) и уравнения

E )" î определяют значение

Если в уравнение (1) подставить уравнения (4) и (5), получают следующее выражение:

Как известно из теории инвариантности, в системах комбинированного регулирования при выполнении определенных условий можно добиться независимости регулируемого параметра от входного возмущения, т,е, его инвариантности, Условие получения инвариантности тока 1 от изменения входного напряжения Е определяется приравниванием числителя уравнения (7) нулю

Это условие выполняется при соответствующем выборе коэффициента К„ ос

dТ Upp пр

° °

Е(2/Т + с Е)

Таким образом числитель выражения (7) становится равным О, и I не saвисит от Е при -его изменении в широких пределах. Эти соотношения получают путем введения в схему двух усилителей с регулируемым коэффициентом передачи и одноквадрантного умножителя, Формула и з о б р е т е н и я

Стабилизатор среднего значения постоянного тока, содержащий последовательно подключенные к входному выводу силовой ключ, .С-фильтр, датчик тока, первый интегратор, выход которого подсоединен к первому входу первого сумматора, второй вход которого соединен с источником опорного напряжения, а также второй сумматор, первый вход которого через второй интегратор соединен с входным выводом, а выход сумматора с первым входом узла сравнения, второй вход которого соединен с выходом генератора пилообразного напряжения, а выход с управляющим входом силового ключа, отличающийся тем, что, с целью получения инвариантности выходного напряжения в широ1328803

Составитель A.Баженов

Редактор О.Головач Техред М.Хопанич

Корректор Б.Гирняк

Заказ 3488/50 Тираж 863 Подписное

ВНИИПИ Государс*венного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическре предприятие, г, Ужгород., ;л, Проектная, 4 ком диапазоне изменения входного напряжения, в устройство введены блок управления крутизной пилообразного напряжения, вход которого подключен к выходу второго интегратора, а выход к входу управления генератора пилообразного напряжения, а также одноквадрантный умножитель и усилитель с регулируемым коэффициентом передачи, причем вхоц умножителя подключен к выходу второго интегратора, а выход к первому входу усилителя с регулируемым коэффициентом передачи„ обратно пропорциональным управляющему воздействию, при этом второй вход усилителя с регулируемым коэффициентом передачи подключен к выходу первого сумматора, а выход к второму входу второго сум10 матора.