Стабилизатор напряжения переменного тока
Патент 792230
Авторы
Классы МПК
Стабилизатор напряжения переменного тока
Иллюстрации
Реферат
Союз Советски к
Сощиалистическик
Республик
< 792230 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 1.2.09.78 (21) 2662522/24-07 с присоединением заявки tk (23) ПриоритетОпубликов но 30.4.2.80. Бюллетень М 48
Дата опубликования описания 02.03..81
3 (51)М. Кд.
Gr 05 F 1/44
Гаеудлретвенньй немнтет
CCCP о,йелем нзобретений н откритнй (53) УДК 621. .316. 722. . 3. (088.8) (72) Авторы изобретения
Т. К. Исмаилов, В. П. Степанов и А. А. Макридина (71) Заявитель
Научный центр "Каспий" АН Азербайджанской ССР (54) СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО
ТОКА
Изобретение относится к электротехнике и может быть применено в измерительной технике.
Известен стабилизатор напряжения переменного тока, содержаший источник опорного напряжения, задающий генератор, 5 охваченный цепью отрицательной обратной связи через дифференциальный компаратор среднеквадратического значения напряжения и управляющий элемент, причем
l0 между выходом компаратора и управляюшим элементом включен усилитель с нульиндикатором f 1$.
Недостатками этого устройства являются .слоЖность исполнения измерительного элемента (дифференцивальный компаратор), обусловленная необходимостью обеспечения температурной компенсации, это связано с трудностью подбора фотьпреобразова гелей с идентичными температурными характеристиками в широком диапазоне температур окружаюшей среды; трудность получения нулевого напряжения на выходе измерительного элемента из- а разбаланса его по высокочастотным составляюши и сигнала; трудность получения неизменного значения выходного напряжения при плавном изменении частоты стабилизируемого напряжения, что объясняется наличием реактивностей в цепи преобразования стабилизируемого напряжения.
Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство, содержащее включенную между ссютветстуюшими входной и выходной клеммами Пень из последовательно соединенных регулирующего элемента и усилителя мощности, измерительный элемент, состоюцнй из преобразователя, компаратора и источника опорного напряжения, причем вход преобразователя подключен к выходной клемме, а выход - к одному из входов компаратора, к другому входу которого подключен источник опорного напряжения, и блок управления, выход которого соединен с управляошим входом регули» руюшего элемента.
3 79223
Недостатком известного устройства является узкий диапазон частот стабилнЪ зированного напряжения. Расширение диапазона часто известными средствами .снижает качество стабилизации.
Целью изобретения является расширение диапазона частот стабилизированного напряжения при сохранении качества стабилизации.
1О
Поставленная пель достигается тем, что в предлагаемом стабилизаторе напряжения переменного тока преобразователь измерительного элемента выполнен в виде нелинейного элемента, первого
ll$ ключа и ЯС-фильтра, причем один вывод нелин йного элемента соединен с входом преобразователя, а другой вывод подклю-" чен к точке соединения первых выводов резистора и конденса ора RQ фильтра и
20 выходу преобразователя, вторые выводы указанных резистора и конденсатора соединены через первый ключ, компаратор выполнен на операционном усилителе, вход которого через первый резистор
25 подключен к одному входу компаратора, через второй резистор - к другому входу компаратора, соединенного с источником опорного напряжения через введенный второй ключ, а вывод операционного усилнтеля соединен с выходом компараЗО тора, который через введенный третий ключ подсоединен к входу введенного запоминающего устройства, выходом подключенного к входу блока управления, при; этом управляющие электроды всех упомянутых ключей соединены с соответствуювующими введенными выводами блока управления, введенный дополнительный вход которого подключен к входной . клемме. При этом регулирующий элемент @ может быть выполнен на многоразрядном делителе напряжения и реверсивном счетчике.
На чертеже приведена схема стабилизатора напряжения переменного тока.
Он содержит. регулирующий элемент включающий в себя многоразрядный делитель напряжения 2 и реверсивный счет чик 3, блок управлении 4, усилитель мощности 5, измерительный элемент 6, состоящий из преобразователя 7 стабилнзируемого напряжения и компаратора8, запоминающий элемент 9, источник опорного напряжения 10.
Процесс стабилизации напряжения в предлагаемом стабилизаторе можно пояснить посредством рекурентной процедуры, представляющей собой последовательность
0 ф чередующихся операций "измерение" и
"исполнение .
Операция измерение" — переменное напряжение с входной клеммы через регулирующий элемент «1 и усилитель мощности 5 подается на вход измерительного элемента 6. Выпрямленное напряжение беэ пульсаций .(что обеспечи-, вается включением сопротивления Й= т.е. ключ 1 1 разомкнут) с выхода преобразователя 7 поступает на один иэ входов компаратора 8 для сравнения в с опорным напряжением Е д, поступающим на другой вход компаратора 8 через ключ 3.2 от источника опорного напряж1ния l0.
Напряжение на выходе компаратора 8 можно представить в виде бых. gopn и ы
Я где К вЂ” коэффициент передачи пр еобр азова тел я 7; =1 — при замкнутом ключе 1l;
8=0 - при разомкнутом ключе
R R Я - резистс,рь1 компараg» д тора;
- напряжение на выходе стабилизатора.
Результат проведенного измерения на вы ходе компаратора 8 формируется в двоичном коде 1 пРиЯ „,1,„, >0
1 О при ф,, д < .у(2) который заносится в запоминающий элемент 9, что обеспечивается синхронной работой ключей 12 и 13 под действием сигналов от блока управления 4.
После окончания измерения и запоминания результата измерения происходит кратковременный разряд конденсатора фильтра 14, который осуществляется путем замыкания ключа 13.. 3а время разряда напряжение на конденсаторе падает на величину (3) где Д У - величина изменения выходного напряжения за один цикл регулирования;
,ь - время разряда конденсатора; — постоянная времени цепи разряда конденсатора фильтра.
Операция исполнение — сигнал результата измерения в двоичном коде с чину
5х
Рык
Б К где Ф - коэффициент усиления усилителя мощности 5;
- напряжение на входе многоразрядного делителя напряжения 2;
pe - число разрядов реверсивного счетчика 3.
С учетом выражения (4) стабилизируемое напряжение примет новое значение у Й/Х lb
fbi/ f 8ых (6) Одновременно с началом операции "исполнение" начинается заряд конденсатора до величины Гу >у (ключ 11 разомкнут) . Для правильной работы стабилизатора время заряда конденсатора должно быть не менее периода стабилизируемого напряжения, что обеспечивается периодическим переключением ключа
3. l сс ччаассттооттоойй, синхронизированной частотой стабилизируемого напряжения.
После этого производится измерение @ 9/ и т.д. На g -ом шаге регулирования выходное напряжение будет изменятся в окрестности значения напряжения опорного источника Eän, что позволит принять уровень выходного напряжения, равным — Я„ с некотоР яд ол рой погрешностью
Точность стабилизации будет тем выше, .чем большее число разрядов ю имеет реверсивный счетчик 3 регулирующего элемента
Формула изобретения
1. Стабилизатор напряжения переменного тока, содержащий вкпоченную между
5 кь ходе запоминающего элемента 9 поступает в блок управления 4, где формируется сигнал управляющего воздействия на регулирующий элемент 4,, изменяя его коэффициент передачи, а следовательно, и выходное напряжение на вели792230 6 соответствуюшими входной и выходной клеммами цепь из последовательно сое5
9%
Мс
46
45 диненных регулирующего элемента и усилителя мошности, измерительный элемент, состоящий из преобразователя, компаратора и источника опорного напряжения, причем вход преобразователя подключен к выходкой клемме, а выход — к одному .иэ входов компаратора, к другому входу которого подключен источник опорного напряжения, и блок управления, выход которого соединен с управляющим входом регулирующего элемента, о т л и ч а юш и и с я тем, что, с целью расширс..ния диапазона частот стабилизированного напряжения при сохранении качества стабилизации, преобразователь измерительного элемента выполнен в виде нелинейного элемента, первого ключа и RC фильтра, причем один вывод нелинейного элемента соединен с входом преобразователя, а другой вывод подключен к точке соединения первых выводов резистора и конденсатора RC -фильтра н выходу преобразователя, вторые выводы указанных резистора и конденсатора соединены через первый ключ, компаратор выполнен на операционном усилителе, вход которого через первый резистор подключен х одно» му входу компаратора, через второй реэисгор - к другому входу компаратора, сое.диненного с источником опорного напряжения через введенный второй ключ, а выход операционного усилителя соединен с выходом компаратора, который через введенный третий ключ подсоединен K входу введенного запоминающего элемента, выходом подключенного к входу блока управления, при этом управляющие электроды всех упомянутых ключей соединены с соответствующими введенными выводами блоке управления, введенный дополнительный вход которого подключен к входной клемме.
2. Стабилизатор по п. 4., о т л и— ч а ю Ilj и и с я тем, что регулирующий элемент выполнен на многоразрядном делителе нацряже!ц:я и реверсивном счет» чике.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
Авторское свидетельство СССР
М 3 963 44, кл. G 05 P 1/40, 1966.
2. Образцовые источники переменного напряжения. Инв. М Б.025009.
N9 гос. рег. 68021571, Всесоюзный научно-технический информационный центр
792230
Составитель С. Чернышева
Редактор 3. Ходакова Техред Е.Гаврилешко Корректор Г. Решетник
Заказ 9432/47 Тираж 956 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР
rto делам изобретений и открытий
11ЗОЗ5, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП Harem, г. Ужгород, ул. Проектнаи, 4