Способ импульсной стабилизации постоянного напряжения последовательного стабилизатора
Патент 541160
Авторы
Классы МПК
Способ импульсной стабилизации постоянного напряжения последовательного стабилизатора
Иллюстрации
Реферат
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик (61) Дополнптелы .ос и авт. сВил-ву (22) Заявлено 02.04.75 (21) 2120198/07 с присоединением заявки М (23) Приоритет
Опубликовано 30.12.76. Бюллетень ¹ 48
Дата опубликования описания 30.12.76 (51) М Кл г G 05F 1 56
Государственный комитет
Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий (53) УДК 621.316.722.1 (088.8) (72) Авторы изобретения
В. А. Цишевский и H. H. Лаптев (7l) Заявитель (54) СПОСОБ ИМПУЛЬСНОЙ СТАБИЛИЗАЦИИ
ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ
ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО СТАБИЛИЗАТОРА
Изобретение относится к электротехнике и может использоваться для управления импульсными стабилизаторами постоянного напряжения, работающими от сети постоянного тока с резко меняющимся напряжением.
Известен способ управления (1), в основу которого положен принцип широтно-импульсного модулирующего устройства с вертикальным управлением. Следовательно, в системе фазосмещения используется принцип сравне- I0 ния опорного пилообразного напряжения с управляющим напряжением и последующей фиксацией прохождения через нуль этого напряжения.
Наиболее близким техническим решением 15 к данному изобретению является способ импульсной стабилизации постоянного напряжения последовательного стабилизатора (2), заключающийся в сравнении сигнала пилообразной формы с сигналом постоянного тока и 20 переключении силового ключа в момент равенства этих сигналов.
Недостатком известного способа является малое быстродействие системы управления, в 25 результате которого при резких изменениях входного напряжения на выходе стабилизатора наблюдаются выбросы и провалы напряжения, величина и длительность которых определяется конкретными динамическими ха- 30 рактеристикамп выбранного способа управления.
Целью изобретения является улучшение качества стабилизации выходного напряжения путем обеспечения инвариантности выходного напряжения стабилизатора к его входному напряжению, Это достигается тем, что по предлагаемому способу пилообразное напряжение формируют из входного напряжения стабилизатора с амплитудой, прямо пропорциональной этому входному напряжению, а величину сигнала постоянного тока устанавливают равной амплитудному значению сигнала пилообразной формы при минимальной величине входного напряжения, причем в процессе управления указанную величину сигнала постоянного тока поддерживают постоянной.
Предлагаемый способ поясняется чертежами. На фиг. 1 показана блок-схема; на фиг.
2 — временные диаграммы.
Схема содержит источник 1 питания, силовой полупроводниковый ключ 2, 1.С-фильтр
3, нагрузку 4, нуль-орган 5, формирователь
6 пилообразного сигнала, источник 7 эталонного сигнала постоянного тока, сумматор 8, измерительный орган 9 напряжения, усилитель 10 постоянного тока, предварительный усилитель 11.
541160
30
1 век=1, т можно записать:
V вкл эт
К 1 эх
Д
На фиг. 1 и 2 приняты также следу1ощие обозначения:
U„x — входное напряжение стабилизатора;
U»>< — выходное напряжение стабилизатора;
U — пилообразное напряжение на выходе формирователя 6;
U p — пилообразное напряжение при минимальной величине входного напряжения стабилизатора;
U» напряжение на выходе источника 7;
4„л — время включенного состояния ключа 2;
Т вЂ” период работы ключа 2;
U — напряжение на выходе нуль-органа 5.
Время включенного и выключенного состояний силового полупроводникового ключа 2 определяется нуль-органом 5. На входе нульоргана 5 сравнивается сигнал пилообразной формы формирователя 6 с сигналом постоянного тока на выходе сумматора 8, который при отсутствии канала обратной связи (блоки 9 и 10) равен напряжению V» источника 7.
В начале каждого периода работы силового ключа входное напряжение U, подается на формирователь 6, который формирует пилообразное напряжение с амплитудой, прямо пропорциональной входному напряжению
U, стабилизатора. Поскольку в начальный момент напряжение U < (фиг. 2) больше U то на выходе нуль-органа 5 образуется сигнал, который через предварительный усилитель 11 включает силовой ключ 2. Последний остается во включенном состоянии до тех пор, пока напряжение пилообразного сигнала на входе нуль-органа 5 не превысит напряжение U». В момент t, нульорган переключается и через усилитель 11 выключает ключ 2, который остается выключенным до конца периода (фиг. 2). Далее процессы повтор я ются.
Выходное напряжение стабилизатора, собранного по блок-схеме фиг. 1, можно записать следующим образом: вкл где т
Из временной диаграммы фиг. 2 видно, что при напряжении, равном амплитудному значению пилообразного сигнала У„при минимальном напряжении на входе стабилизатора
U,,„„è формировании пилообразного сигнала с амплитудой, пропорциональной входному вкл напряжению U„„., для соотношения т
Откуда следует, что эт
V вых — 1 вх 1—
К т. е. выходное напряжение стабилизатора
U„, íå зависит от входного Увх.
Для повышения точности стабилизации выходного напряжения при широком диапазоне изменения нагрузки и температуры окружающей среды в систему регулирования вводится корректирующий канал, состоящий из измерительного органа 9 напряжения и усилителя 10 постоянного тока. Сигнал рассогласования с выхода органа 9, усиленный в усили,теле 10, поступает на второй вход сумматора
8, корректируя сигнал постоянного тока на входе нуль-органа 5. Поскольку общий коэффициент стабилизации такой системы регулирования ХК=К„К,в (где ʄ— коэффициент стабилизации инвариантного канала; К„ коэффициент стабилизации канала обратной связи), то предлагаемый способ позволяет не только получить инвариантность выходного напряжения стабилизатора к его входному напряжению в переходных режимах, но и существенно повысить точность стабилизации, не нарушая устойчивость системы регулирования.
Формула изобретения
Способ импульсной стабилизации постоянного напряжения последовательного стабилизатора, заключающийся в сравнении сигнала пилообразной формы с сигналом постоянного тока и переключении силового ключа в момент равенства этих сигналов, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью улучшения качества стабилизации выходного напряжения путем обеспечения инвариантности выходного напряжения стабилизатора к его входному напряжению, пилообразное напряжение формируют из входного напряжения стабилизатора с амплитудой, прямо пропорциональной этому входному напряжению, а величину сигнала постоянного тока устанавливают равной амплитудному значению сигнала пилообразиой формы при минимальной величине входного напряжения, причем в процессе управления указанную величину сигнала постоянного тока поддерживают постоянной.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:
1. Крайцберг М. И., Шикуть Э. В. Импульсные методы регулирования цепей постоянного тока с помощью тиристоров. М., «Энергия», 1969, с. 61 (аналог).
2. Козин В. М., Марченко Я. Е. Управляющие устройства тиристорных преобразователей для электропроводов постоянного тока.
М., «Энергия», 1971, с. 24 — 25 (прототип).
541160
Фиг.!
Фи.з 2
Составитель С. Горбачева
Текред А. Камышникова
Корректор Л. Брахнина
Редактор С. Заика
Типография, пр. Сапунова, 2
Заказ 2885/17 Изд. № 1894 Тираж 1029 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5