RU2467376C1 - Voltage regulator - Google Patents

Voltage regulator Download PDF

Info

Publication number
RU2467376C1
RU2467376C1 RU2011123081/08A RU2011123081A RU2467376C1 RU 2467376 C1 RU2467376 C1 RU 2467376C1 RU 2011123081/08 A RU2011123081/08 A RU 2011123081/08A RU 2011123081 A RU2011123081 A RU 2011123081A RU 2467376 C1 RU2467376 C1 RU 2467376C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
unit
input
output
voltage regulator
computing
Prior art date
Application number
RU2011123081/08A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Витальевич Богданов (RU)
Сергей Витальевич Богданов
Юрий Викторович Кемов (RU)
Юрий Викторович Кемов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Констайлс" (ООО "Констайлс")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Констайлс" (ООО "Констайлс") filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Констайлс" (ООО "Констайлс")
Priority to RU2011123081/08A priority Critical patent/RU2467376C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2467376C1 publication Critical patent/RU2467376C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Control Of Electrical Variables (AREA)

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: voltage regulator is designed for use in power supply systems for regulation, including stabilisation, of single-phase and three-phase voltage of an AC power source, and also for regulation, including stabilisation, of DC voltage. The voltage regulator comprises a computing-metering unit, and at least one regulating unit, at the same time it additionally comprises a tuning unit and a memory unit, besides, the first output of the computing-metering unit is connected to the input of the regulating unit control, and a power input of the regulating unit is connected with an appropriate input of the voltage regulator, a power output of the regulating unit is connected to an output of the voltage regulator, the input and output of the voltage regulator are also connected with inputs of measurement of input and output voltage of the computing-metering unit accordingly, the second of the outputs of the computing-metering unit is connected to the input of the tuning unit, and the output of the tuning unit is connected with the input of the memory unit, besides, the output of the memory unit is connected with an appropriate input of the computing-metering unit.
EFFECT: increased accuracy and reliability of a voltage regulator and simplified design.
3 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике и электронике, а именно к одно- и многоканальным стабилизаторам напряжения, и предназначено для использования в системах электроснабжения для регулировки, включая стабилизацию, однофазного и трехфазного напряжения источника электроэнергии переменного тока, а также для регулировки, включая стабилизацию, постоянного напряжения.The invention relates to electrical engineering and electronics, in particular to single and multi-channel voltage stabilizers, and is intended for use in power supply systems for regulating, including stabilization, single-phase and three-phase voltage of an alternating current electric power source, as well as for regulating, including stabilization, direct voltage.

Известен стабилизатор напряжения переменного тока (патент на полезную модель №50691, G05F 1/20, опубл. 20.01.2006), содержащий автотрансформатор, коммутатор, устройство управления стабилизатором, устройство питания устройства управления стабилизатором, расположенные в корпусе, а также клеммы для подключения к сети и нагрузке, автоматический выключатель и контакт защитного заземления. Устройство управления этим стабилизатором содержит микроконтроллер, входы которого соединены с датчиком входного напряжения, датчиком выходного напряжения, датчиком тока нагрузки и датчиком синхроимпульсов, а выходы микроконтроллера соединены с управляющими входами коммутатора и устройством отображения информации о состоянии стабилизатора.Known AC voltage stabilizer (patent for utility model No. 50691, G05F 1/20, publ. 20.01.2006) containing an autotransformer, a switch, a stabilizer control device, a power device for the stabilizer control device located in the housing, as well as terminals for connecting to mains and load, circuit breaker and protective earth contact. The control device of this stabilizer contains a microcontroller, the inputs of which are connected to the input voltage sensor, the output voltage sensor, the load current sensor and the clock sensor, and the outputs of the microcontroller are connected to the control inputs of the switch and the device for displaying information about the status of the stabilizer.

Недостатком данного стабилизатора является: сложная конструкция стабилизатора, высокая стоимость и ненадежная работа.The disadvantage of this stabilizer is: the complex structure of the stabilizer, high cost and unreliable operation.

Известен принятый за прототип регулятор переменного напряжения (далее стабилизатор), содержащий автотрансформатор, коммутатор, автоматический выключатель, устройство питания устройства управления, клеммы подключения к сети и нагрузки, датчик тока нагрузки, устройство индикации информации о состоянии стабилизатора, устройство подключения нагрузки, состоящее из усилителя и магнитного пускателя, устройство управления стабилизатором, содержащее микроконтроллер, датчик выходного напряжения, датчик тока нагрузки и датчик синхроимпульсов, корпус, в котором размещены все перечисленные элементы, а также клеммы защитного заземления, для определения входного напряжения и управления работой стабилизатора переменного напряжения используются показания датчика выходного напряжения при отсутствии датчика входного напряжения.Known adopted for the prototype AC voltage regulator (hereinafter referred to as the stabilizer), comprising an autotransformer, a switch, a circuit breaker, a control device power supply device, mains and load connection terminals, a load current sensor, a stabilizer status information display device, a load connection device consisting of an amplifier and a magnetic starter, a stabilizer control device comprising a microcontroller, an output voltage sensor, a load current sensor, and a clock sensor c, the housing in which all of these elements are located, as well as the protective earth terminals, use the readings of the output voltage sensor in the absence of an input voltage sensor to determine the input voltage and control the operation of the AC voltage stabilizer.

Однако точность и надежность данного решения ограничена из-за технологических разбросов параметров применяемых электронных компонентов и, соответственно, приводит к необходимости ручной настройки приборов с помощью дорогостоящего измерительного оборудования.However, the accuracy and reliability of this solution is limited due to technological variations in the parameters of the used electronic components and, accordingly, leads to the need for manual adjustment of devices using expensive measuring equipment.

Предлагаемое изобретение решает задачу создания регулятора напряжения с увеличенной точностью и надежностью, с одновременным упрощением его конструкции и снижения стоимости.The present invention solves the problem of creating a voltage regulator with increased accuracy and reliability, while simplifying its design and reducing cost.

Поставленная задача решается созданием регулятора напряжения, содержащего вычислительно-измерительный блок и, по крайней мере, один регулирующий блок, новизна которого заключается в том, что он дополнительно содержит блок настройки и блок памяти, причем первый выход вычислительно-измерительного блока соединен со входом управления регулирующего блока, а силовой вход регулирующего блока соединен с соответствующим входом регулятора напряжения, силовой выход регулирующего блока соединен с выходом регулятора напряжения, вход и выход регулятора напряжения соединены также со входами измерения входного и выходного напряжения вычислительно-измерительного блока соответственно, второй из выходов вычислительно-измерительного блока соединен со входом блока настройки, а выход блока настройки соединен со входом блока памяти, причем выход блока памяти соединен с соответствующим входом вычислительно-измерительного блокаThe problem is solved by creating a voltage regulator containing a computing and measuring unit and at least one regulatory unit, the novelty of which is that it additionally contains a tuner and a memory unit, and the first output of the computing and measuring unit is connected to the control input of the regulating unit, and the power input of the control unit is connected to the corresponding input of the voltage regulator, the power output of the control unit is connected to the output of the voltage regulator, the input and output of the reg The voltage regulator is also connected to the measurement inputs of the input and output voltages of the computing unit, respectively, the second of the outputs of the computing unit is connected to the input of the setting unit, and the output of the setting unit is connected to the input of the memory unit, and the output of the memory unit is connected to the corresponding input of the computing unit measuring unit

Для настройки по входному и/или выходному току, с учетом известных параметров нагрузки, регулятор напряжения может дополнительно содержать по крайней мере один измеритель тока, расположенный на входе и/или выходе регулятора напряжения, причем каждый измеритель тока соединен также с соответствующим ему входом измерения тока вычислительно-измерительного блока.To adjust the input and / or output current, taking into account the known load parameters, the voltage regulator may additionally contain at least one current meter located at the input and / or output of the voltage regulator, each current meter also connected to its corresponding current measurement input computing unit.

Для одно- или двустороннего обмена данными с внешними устройствами регулятор напряжения может дополнительно содержать цифровой и/или аналоговый интерфейс, подключенный к вычислительно-измерительному блоку.For one-way or two-way data exchange with external devices, the voltage regulator may further comprise a digital and / or analog interface connected to the computing unit.

Технический результат достигается за счет автоматической настройки регулятора, при первом включении, периодически либо по внешней команде.The technical result is achieved due to the automatic adjustment of the regulator, at first start-up, periodically or by an external command.

Число регулирующих блоков регулятора может быть любым в зависимости от решаемых задач, в частности один блок при регулировке однофазного напряжения переменного тока, три блока при регулировке трехфазного напряжения переменного тока, три блока при осуществлении плавного пуска трехфазных моторов.The number of regulating blocks of the regulator can be any depending on the tasks to be solved, in particular, one block when adjusting a single-phase AC voltage, three blocks when adjusting a three-phase AC voltage, three blocks when making a smooth start of three-phase motors.

В качестве вычислительно-измерительного блока может быть использован микроконтроллер, микропроцессор с соответствующими периферийными схемами, аналоговая вычислительная машина и др. устройства цифровой и/или аналоговой обработки данных.As a computing and measuring unit, a microcontroller, a microprocessor with corresponding peripheral circuits, an analog computer, and other digital and / or analog data processing devices can be used.

В качестве регулирующего блока может быть использован многообмоточный трансформатор или автотрансформатор с релейной либо электронной схемой управления, блок трансформатор - компенсационный автотрансформатор с моторной схемой регулирования, автотрансформатор с моторной схемой регулирования, импульсные преобразователи напряжения - для переменного напряжения, компенсационный управляемый стабилизатор, резистивная матрица, импульсные преобразователи - для постоянного напряжения.A multi-winding transformer or an autotransformer with a relay or electronic control circuit can be used as a control unit, a transformer unit - a compensating autotransformer with a motor control circuit, an autotransformer with a motor control circuit, pulse voltage converters for alternating voltage, a compensated controlled stabilizer, a resistive matrix, pulse converters - for direct voltage.

В качестве блока настройки может быть использован микроконтроллер, микропроцессор с соответствующими периферийными схемами, аналоговая вычислительная машина и др. устройства цифровой обработки, в том числе и часть вычислительно-измерительного блока, с пространственным либо временным разделением обработки данных.A microcontroller, a microprocessor with appropriate peripheral circuits, an analog computer, and other digital processing devices, including part of a computing and measuring unit, with spatial or temporal separation of data processing can be used as a tuner.

В качестве элемента памяти может быть использован любой вид цифровой и (или) аналоговой памяти, в том числе и встроенная в микроконтроллер вычислительно-измерительного блока.As a memory element, any type of digital and (or) analog memory can be used, including the computing and measuring unit built into the microcontroller.

В частности, вычислительно-измерительный блок, блок настройки и блок памяти могут быть реализованы в виде одной либо набора микросхем, включая микросхемы жесткой логики, микросхемы программируемой логики, микроконтроллеры или микропроцессоры.In particular, a computing and measuring unit, a tuner, and a memory unit may be implemented in the form of one or a set of microcircuits, including hard logic microcircuits, programmable logic microcircuits, microcontrollers, or microprocessors.

В качестве измерителя тока может быть использован трансформатор тока, датчик Холла, пояс Роговского, токовый шунт, теплоэлектрические и другие устройства.As a current meter, a current transformer, a Hall sensor, a Rogowski belt, a current shunt, thermoelectric and other devices can be used.

На фиг.1 приведена общая схема регулятора напряжения.Figure 1 shows a General diagram of a voltage regulator.

На фиг.2 приведена схема регулятора напряжения, снабженного двумя измерителями тока.Figure 2 shows a diagram of a voltage regulator equipped with two current meters.

На фиг.3 приведена схема регулятора напряжения, снабженного интерфейсом.Figure 3 shows a diagram of a voltage regulator equipped with an interface.

На фиг.4 приведена схема подключения регулятора напряжения к источнику напряжения и нагрузочному элементу.Figure 4 shows the connection diagram of the voltage regulator to the voltage source and the load element.

На фиг.5 изображена блок-схема алгоритма работы прибора.Figure 5 shows a block diagram of the algorithm of the device.

На фиг.6 приведена схема регулятора напряжения постоянного тока 5-10 В с реализацией вычислительно-измерительного блока, а также блоков настройки и памяти на одном кристалле.Figure 6 shows a diagram of a DC voltage regulator 5-10 V with the implementation of a computing and measuring unit, as well as tuning and memory blocks on a single chip.

На фиг.7 приведена схема трехфазного регулятора/стабилизатора для плавного пуска асинхронных двигателей с последующей стабилизацией.Figure 7 shows a diagram of a three-phase regulator / stabilizer for smooth starting of induction motors with subsequent stabilization.

Регулятор напряжения содержит вычислительно-измерительный блок 1 и, по крайней мере, один регулирующий блок 2, блок настройки 3 и блок памяти 4, причем первый выход 5 вычислительно-измерительного блока 1 соединен со входом управления регулирующего блока 6, а силовой вход 8 регулирующего блока 2 соединен со входом 7 регулятора напряжения, силовой выход регулирующего блока 9 соединен с выходом регулятора напряжения 10, вход 7 и выход 10 регулятора напряжения соединены также соответственно с входами измерения входного 11 и выходного 12 напряжения вычислительно-измерительного блока 1, второй из выходов 13 вычислительно-измерительного блока 1 соединен со входом 14 блока настройки 3, а выход 15 блока настройки 3 соединен со входом 16 блока памяти 4, выход 17 блока памяти 4 соединен с соответствующим входом 18 вычислительно-измерительного блока (фиг.1).The voltage regulator comprises a computing and measuring unit 1 and at least one regulatory unit 2, a tuner 3 and a memory unit 4, the first output 5 of the computing and measuring unit 1 being connected to the control input of the regulatory unit 6, and the power input 8 of the regulatory unit 2 is connected to the input 7 of the voltage regulator, the power output of the regulatory unit 9 is connected to the output of the voltage regulator 10, the input 7 and the output 10 of the voltage regulator are also connected respectively to the measurement inputs of the input 11 and output 12 of the voltage measuring and measuring unit 1, the second of the outputs 13 of the computing and measuring unit 1 is connected to the input 14 of the tuner 3, and the output 15 of the tuning 3 is connected to the input 16 of the memory 4, the output 17 of the memory 4 is connected to the corresponding input of the 18 measuring and block (figure 1).

Для настройки по входному и/или выходному току, с учетом известных параметров нагрузки, регулятор напряжения может дополнительно содержать, по крайней мере один измеритель тока 19. На фиг.2 изображен регулятор напряжения с двумя измерителями тока 19 и 20, расположенными на входе 7 (19) и выходе 10 (20) регулятора напряжения, причем измерители тока 19 и 20 соединены также со входом измерения тока соответственно 21 и 22 вычислительно-измерительного блока 1.To adjust the input and / or output current, taking into account the known load parameters, the voltage regulator may additionally contain at least one current meter 19. Figure 2 shows the voltage regulator with two current meters 19 and 20 located at the input 7 ( 19) and the output 10 (20) of the voltage regulator, and the current meters 19 and 20 are also connected to the current measurement input, respectively, 21 and 22 of the computing and measuring unit 1.

Регулятор напряжения может быть дополнительно снабжен цифровым и/или аналоговым интерфейсом 23, подключенным к вычислительно-измерительному блоку для одно- или двустороннего обмена данными с внешними устройствами (фиг.3).The voltage regulator can be additionally equipped with a digital and / or analog interface 23 connected to the computing and measuring unit for one- or two-way data exchange with external devices (figure 3).

Регулятор напряжения работает следующим образом.The voltage regulator operates as follows.

Блок настройки 3 регулятора напряжения позволяет при взаимодействии его с другими блоками регулятора напряжения произвести необходимые настройки для точной и правильной работы регулятора. Для этого при первом включении прибора подключаем его к источнику известного калиброванного напряжения, постоянного или переменного в зависимости от назначения регулятора, к выходу регулятора 10 подключаем нагрузочный элемент, активный, реактивный либо комплексный, с известными параметрами (фиг.4).Setting block 3 of the voltage regulator allows, when interacting with other voltage regulator blocks, to make the necessary settings for the accurate and correct operation of the regulator. To do this, when you turn on the device for the first time, we connect it to a source of known calibrated voltage, either constant or variable, depending on the purpose of the controller, and to the output of controller 10 we connect a load element, active, reactive or complex, with known parameters (Fig. 4).

Блок-схема алгоритма работы прибора изображена на фиг.5. При подключении прибора к источнику напряжения, СТАРТ, вычислительно-измерительный блок 1 считывает данные настройки регулятора из блока памяти 4, шаг I. На шаге II происходит анализ полученных данных, если настройка не была ранее произведена, то вычислительно-измерительный блок 1 выставляет начальное состояние регулирующего блока 2, производит измерение входного и выходного напряжений, передает данные об измеренных входных и выходных напряжениях в блок настройки 3 - шаг III. На шаге IV блок настройки 3 определяет данные о необходимых преобразованиях входного и выходного напряжений для соответствия входному калиброванному напряжению, а также выходному с учетом начального состояния регулирующего блока. На шаге V эти данные пишутся в блок памяти 4, затем регулятор возвращается к шагу 1. Таким образом, автоматическая настройка регулятора напряжения произведена, и на шаге I данные настройки считываются вычислительно-измерительным блоком 1, на шаге II, поскольку данные из блока памяти 4 получены, регулятор напряжения переходит к шагу VI. На шаге VI вычислительно-измерительный блок 1 анализирует, не был ли получен внешний сигнал о настройке, и если такой сигнал не был получен, переходит к шагу VII - происходит регулировка выходного сигнала с учетом данных автонастройки.A block diagram of the algorithm of the device is shown in Fig.5. When connecting the device to the voltage source, START, the computing and measuring unit 1 reads the controller settings data from the memory unit 4, step I. At step II, the received data is analyzed, if the setting has not been previously made, then the computing and measuring unit 1 sets the initial state control unit 2, measures the input and output voltages, transmits data on the measured input and output voltages to the tuner 3 - step III. In step IV, tuner 3 determines the data on the necessary transformations of the input and output voltages to match the calibrated input voltage, as well as the output, taking into account the initial state of the control unit. In step V, this data is written to memory unit 4, then the controller returns to step 1. Thus, the voltage regulator is automatically configured, and in step I, these settings are read by the computing and measuring unit 1, in step II, since the data from memory unit 4 received, the voltage regulator proceeds to step VI. At step VI, the computing and measuring unit 1 analyzes whether an external tuning signal has been received, and if such a signal has not been received, proceeds to step VII - the output signal is adjusted taking into account the auto-tuning data.

Таким образом, прибор производит непрерывную регулировку выходного напряжения по программе (циклически повторяя шаги VI и VII) до тех пор, пока не будет получен внешний сигнал о настройке, переходя в этом случае к шагу II алгоритма.Thus, the device performs continuous adjustment of the output voltage according to the program (cyclically repeating steps VI and VII) until an external signal on tuning is received, proceeding in this case to step II of the algorithm.

При введении в схему регулятора напряжения по крайней мере одного измерителя тока 19, расположенного на входе и/или выходе регулятора напряжения, кроме настройки регулятора напряжения по входному и выходному напряжению может производиться настройка по входному и/или выходному току, с учетом известных параметров нагрузки. Второй измеритель тока может быть полезен при применении параметрического регулирующего блока, когда часть тока при регулировании стекает на землю, и при диагностике регулирующего блока.When at least one current meter 19 located at the input and / or output of the voltage regulator is introduced into the circuit of the voltage regulator, in addition to setting the voltage regulator for the input and output voltage, the input and / or output current can be adjusted, taking into account the known load parameters. The second current meter can be useful when using a parametric control unit, when part of the current flows to the ground during regulation, and when diagnosing the control unit.

Для одно- или двустороннего обмена данными с внешними устройствами вычислительно-измерительный блок регулятора напряжения снабжают интерфейсом, и настройка производится также при получении сигнала о настройке по интерфейсу. Необходимость управления по внешнему интерфейсу может возникнуть при периодической поверке прибора, а также при осуществлении регулировки напряжения по внешним сигналам.For one-way or two-way data exchange with external devices, the computing and measuring unit of the voltage regulator is equipped with an interface, and tuning is also performed upon receipt of a tuning signal via the interface. The need for control via an external interface may arise during periodic calibration of the device, as well as when adjusting voltage for external signals.

Приведенные ниже примеры, подтверждают, но не ограничивают применение заявляемого регулятора напряжения.The following examples confirm, but do not limit the use of the inventive voltage regulator.

Пример 1. Регулятор напряжения постоянного тока.Example 1. DC voltage regulator.

Регулятор напряжения постоянного тока 5-10 В выполнен с реализацией вычислительно-измерительного блока, а также блоков настройки и памяти на одном кристалле Atmega8 фирмы Atmel, с использованием широтно-импульсной модуляции для регулировки (фиг.6). В качестве блока регулировки выступает однокристальный параметрический стабилизатор 78L05 фирмы STI. В чистом кристалле все ячейки памяти записаны значениями FF, что позволяет отличать настроенный регулятор от ненастроенного. При включении напряжения, в соответствии с алгоритмом фиг.5, происходит считывание данных из встроенного в микроконтроллер постоянного запоминающего устройства - шаг 1. Если считанные данные равны FF, то считанные по входам РС2 и РС3 (соответствуют входам 12 и 11 блок-схемы фиг.3) сравниваются с калибровочными, при том что выход РС5 выставляется равным нулю для получения на выходе известного напряжения 5.0 В. Поскольку данная схема линейна по входному и выходному напряжениям, данные в памяти представляют собой просто частные полученных и калибровочных значений. После калибровки регулятора напряжения он переходит в рабочий цикл, постоянно регулируя выходное напряжение в соответствии с программой изменением скважности выхода РС5, с учетом записанных в память данных. Данные хранятся в энергонезависимой памяти, так что после выключения и включения регулятор не требует повторной настройки. Цепи питания являются стандартными и не показаны на рисунке. Блоки памяти, настройки и вычислительно-измерительный блок сформированы из логических элементов микроконтроллера, включая встроенный аналого-цифровой преобразователь.The DC voltage regulator 5-10 V is implemented with the implementation of a computing and measuring unit, as well as tuning and memory units on a single Atmel Atmega8 chip, using pulse-width modulation for adjustment (Fig. 6). As an adjustment unit, a single-chip parametric stabilizer 78L05 from STI is used. In a pure crystal, all memory cells are recorded with FF values, which makes it possible to distinguish a tuned controller from a non-tuned one. When the voltage is turned on, in accordance with the algorithm of FIG. 5, data is read from the read-only memory built into the microcontroller - step 1. If the read data is FF, then it is read from the inputs of PC2 and PC3 (correspond to the inputs 12 and 11 of the block diagram of FIG. 3) are compared with the calibration ones, while the PC5 output is set to zero to get a known voltage of 5.0 V. The given circuit is linear in input and output voltages, the data in the memory are simply quotient of the received and calibres cing values. After calibrating the voltage regulator, it goes into a duty cycle, constantly adjusting the output voltage in accordance with the program by changing the duty cycle of the PC5 output, taking into account the data recorded in the memory. The data is stored in non-volatile memory, so that after turning it off and on, the controller does not require reconfiguration. Power circuits are standard and not shown. The memory blocks, settings and the computing unit are formed from the logic elements of the microcontroller, including a built-in analog-to-digital converter.

Пример 2. Стабилизатор переменного напряжения 220 Вольт с гальванической развязкой.Example 2. An AC voltage stabilizer of 220 volts with galvanic isolation.

В качестве регулирующего блока выступает многообмоточный трансформатор Tr1, в качестве блока памяти - микросхема 24LC фирмы Microchip, в качестве блока настройки - микроконтроллер TINY26 фирмы Atmel, а в качестве вычислительно-измерительного блока - аналого-цифровой преобразователь МАХ 11645 фирмы Maxim и микроконтроллер ATMEGA8 фирмы Atmel, соединенные цифровой шиной I2C. Напряжения со входа и выхода подаются через резистор и через развязывающий трансформатор Тг2 соответственно. Регулятор подключаем к известному напряжению 220 В, Atmega8 считывает по шине I2C чип памяти 24LC и дает команду TINY26 на настройку, TINY26 производит запись в память данных, которые затем используются в работе микроконтроллером Atmega8.The Tr1 multi-winding transformer is used as the control unit, the Microchip 24LC chip is the memory block, the Atmel microcontroller is the TINY26 microcontroller, and the Maxim analog-to-digital converter Maxim is the Maxim analog-to-digital converter, and Atmel is the ATMEGA8 microcontroller. connected by digital bus I2C. Voltages from the input and output are supplied through the resistor and through the decoupling transformer Tg2, respectively. We connect the regulator to a known voltage of 220 V, Atmega8 reads the 24LC memory chip via the I2C bus and gives the TINY26 command to configure, TINY26 writes data to the memory, which are then used by the Atmega8 microcontroller.

Пример 3. Трехфазный регулятор/стабилизатор для плавного пуска асинхронных двигателей с последующей стабилизацией.Example 3. Three-phase regulator / stabilizer for smooth starting of induction motors with subsequent stabilization.

В качестве регулирующих блоков выступают симисторы ВТА16 фирмы International Rectifier, в качестве блока памяти - микросхема 24LC фирмы Microchip, в качестве блока настройки - микроконтроллер TINY26 фирмы Atmel, а в качестве вычислительно-измерительного блока - микроконтроллер ATMEGA8 фирмы Atmel, соединенные цифровой шиной I2C. Напряжения со входа и выхода подаются через резисторные делители на порты РС0 - РС6 микроконтроллера. Регулятор подключаем к известному напряжению 380 В, Atmega8 считывает по шине I2C чип памяти 24LC и дает команду TINY26 на настройку, TINY26 производит запись в память данных, которые затем используются в работе микроконтроллером Atmega8. Плавный пуск и регулировка/стабилизация питания трехфазного двигателя осуществляется вырезанием части питающего напряжения симисторами, симисторы запускаются через оптроны LED1/FD1 - LED3/FD3, контроль оптронов портами PD0-PD2, включенными на выход.The RTA16 triacs of the International Rectifier company act as control units, the Microchip 24LC chip is the memory block, the Atmel microcontroller is the TINY26 microcontroller, and the Atmel microcontroller ATMEGA8 connected by the I2C digital bus is the computing unit. The voltages from the input and output are fed through resistor dividers to the ports of the PC0 - PC6 microcontroller. We connect the regulator to a well-known voltage of 380 V, Atmega8 reads the 24LC memory chip via the I2C bus and gives the TINY26 command for tuning, TINY26 writes data to the memory, which are then used in the Atmega8 microcontroller. Soft start and adjustment / stabilization of the three-phase motor power is carried out by cutting out part of the supply voltage with triacs, triacs are triggered through optocouplers LED1 / FD1 - LED3 / FD3, the optocouplers are controlled by PD0-PD2 ports connected to the output.

Как видно из приведенных примеров, предлагаемое изобретение решает задачу создания регулятора напряжения с увеличенной точностью и надежностью, с одновременным упрощением его конструкции и снижения стоимости, что достигается самонастройкой прибора и не требует применения прецизионных компонентов, а также исключает ручную настройку регулятора, для чего требуется точная аппаратура. Так, в примерах 1 и 3 даже при применении обычных компонентов с разбросом параметров +-5% (что является стандартом для массового производства) удается достичь точности регулирования 0,1%. А в примере 2 мы можем обеспечить точность 0,025%. Более того, предлагаемая конструкция приводит к увеличению надежности изделия в целом. Так, для решения задачи, поставленной в примерах 1 и 2, стандартным известным устройством нам пришлось бы применить два подстроечных резистора для регулировки, а в примере 3 - шесть подстроечных резисторов в блоке регулировки, а надежность подстроечных резисторов на порядки меньше из-за наличия движущихся частей и механического контакта, а также подверженности переменных резисторов изменению параметров из-за загрязнения и окисления.As can be seen from the above examples, the present invention solves the problem of creating a voltage regulator with increased accuracy and reliability, while simplifying its design and reducing cost, which is achieved by self-tuning the device and does not require the use of precision components, and also eliminates manual adjustment of the regulator, which requires accurate equipment. So, in examples 1 and 3, even when using conventional components with a spread of parameters of + -5% (which is the standard for mass production), it is possible to achieve a control accuracy of 0.1%. And in example 2, we can provide an accuracy of 0.025%. Moreover, the proposed design leads to an increase in the reliability of the product as a whole. So, to solve the problem posed in examples 1 and 2, using a standard known device, we would have to use two tuning resistors for adjustment, and in example 3, six tuning resistors in the adjustment unit, and the reliability of tuning resistors is orders of magnitude less due to the presence of moving parts and mechanical contact, as well as the susceptibility of variable resistors to parameter changes due to contamination and oxidation.

Claims (3)

1. Регулятор напряжения, содержащий вычислительно-измерительный блок и по крайней мере один регулирующий блок, отличающийся тем, что он дополнительно содержит блок настройки и блок памяти, причем первый выход вычислительно-измерительного блока соединен со входом управления регулирующего блока, а силовой вход регулирующего блока соединен с соответствующим входом регулятора напряжения, силовой выход регулирующего блока соединен с выходом регулятора напряжения, вход и выход регулятора напряжения соединены также со входами измерения входного и выходного напряжения вычислительно-измерительного блока соответственно, второй из выходов вычислительно-измерительного блока соединен со входом блока настройки, а выход блока настройки соединен со входом блока памяти, причем выход блока памяти соединен с соответствующим входом вычислительно-измерительного блока.1. A voltage regulator comprising a computing and measuring unit and at least one regulatory unit, characterized in that it further comprises a tuner and a memory unit, the first output of the computing and measuring unit being connected to the control input of the regulatory unit, and the power input of the regulatory unit connected to the corresponding input of the voltage regulator, the power output of the regulating unit is connected to the output of the voltage regulator, the input and output of the voltage regulator are also connected to the inputs of the measurement input the output voltage of the computing unit, respectively, the second of the outputs of the computing unit is connected to the input of the tuner, and the output of the tuner is connected to the input of the memory unit, and the output of the memory unit is connected to the corresponding input of the computing unit. 2. Регулятор напряжения по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен по крайней мере одним измерителем тока, расположенным на входе и/или выходе регулятора напряжения, причем каждый измеритель тока соединен также с соответствующим ему входом измерения тока вычислительно-измерительного блока.2. The voltage regulator according to claim 1, characterized in that it is additionally equipped with at least one current meter located at the input and / or output of the voltage regulator, each current meter also connected to its corresponding current measurement input of the computing unit. 3. Регулятор напряжения по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен цифровым и/или аналоговым интерфейсом, подключенным к вычислительно-измерительному блоку. 3. The voltage regulator according to claim 1, characterized in that it is additionally equipped with a digital and / or analog interface connected to the computing unit.
RU2011123081/08A 2011-06-08 2011-06-08 Voltage regulator RU2467376C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011123081/08A RU2467376C1 (en) 2011-06-08 2011-06-08 Voltage regulator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011123081/08A RU2467376C1 (en) 2011-06-08 2011-06-08 Voltage regulator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2467376C1 true RU2467376C1 (en) 2012-11-20

Family

ID=47323354

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011123081/08A RU2467376C1 (en) 2011-06-08 2011-06-08 Voltage regulator

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2467376C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014138624A1 (en) * 2013-03-07 2014-09-12 Texas Instruments Incorporated Electronic device and method for tracking energy consumption
RU174301U1 (en) * 2016-10-05 2017-10-11 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Московский педагогический государственный университет PRECISION POWER SUPPLY WITH AUTO RESET SYSTEM FOR A SUPERCONDUCTIVE SINGLE-PHOTON DETECTOR
RU186324U1 (en) * 2018-06-22 2019-01-16 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский педагогический государственный университет" MODULAR PRECISION POWER SUPPLY WITH SUPERCONDUCTED THERAHZ DETECTOR MONITORING SYSTEM

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU845145A1 (en) * 1979-07-09 1981-07-07 Научно-Исследовательский Институт Авто-Матики И Электромеханики При Tomckom Инс-Титуте Автоматизированных Систем Управленияи Радиоэлектроники Ac voltage stabilizer
US6362609B1 (en) * 1999-09-10 2002-03-26 Stmicroelectronics S.A. Voltage regulator
RU50691U1 (en) * 2005-07-25 2006-01-20 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие ИНТЕПС" AC VOLTAGE STABILIZER
RU75763U1 (en) * 2008-04-07 2008-08-20 Общество с ограниченной ответственностью "ЭНЕРГИЯ" AC VOLTAGE STABILIZER

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU845145A1 (en) * 1979-07-09 1981-07-07 Научно-Исследовательский Институт Авто-Матики И Электромеханики При Tomckom Инс-Титуте Автоматизированных Систем Управленияи Радиоэлектроники Ac voltage stabilizer
US6362609B1 (en) * 1999-09-10 2002-03-26 Stmicroelectronics S.A. Voltage regulator
RU50691U1 (en) * 2005-07-25 2006-01-20 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие ИНТЕПС" AC VOLTAGE STABILIZER
RU75763U1 (en) * 2008-04-07 2008-08-20 Общество с ограниченной ответственностью "ЭНЕРГИЯ" AC VOLTAGE STABILIZER

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014138624A1 (en) * 2013-03-07 2014-09-12 Texas Instruments Incorporated Electronic device and method for tracking energy consumption
US9146263B2 (en) 2013-03-07 2015-09-29 Texas Instruments Incorporated Electronic device and method for tracking energy consumption
US10324116B2 (en) 2013-03-07 2019-06-18 Texas Instruments Incorporated Electronic device and method for tracking energy consumption
US10613124B2 (en) 2013-03-07 2020-04-07 Texas Instruments Incorporated Electronic device and method for tracking energy consumption
RU174301U1 (en) * 2016-10-05 2017-10-11 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Московский педагогический государственный университет PRECISION POWER SUPPLY WITH AUTO RESET SYSTEM FOR A SUPERCONDUCTIVE SINGLE-PHOTON DETECTOR
RU186324U1 (en) * 2018-06-22 2019-01-16 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский педагогический государственный университет" MODULAR PRECISION POWER SUPPLY WITH SUPERCONDUCTED THERAHZ DETECTOR MONITORING SYSTEM

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101247810B1 (en) Temperature controlling module
CN109683119B (en) Automatic calibration method for electric energy metering equipment, computer equipment and storage medium
CN104793675A (en) Contactless voltage stabilizer
RU2467376C1 (en) Voltage regulator
US11719725B2 (en) Apparatus for measure of quantity and associated method of manufacturing
JP6507444B2 (en) Measurement unit, program, power measurement method, distribution board, distribution board system
CN103326311A (en) Portable direct-current monitoring protector
CN108684211A (en) Switched-mode power supply with auxiliary current source
WO2005005995A3 (en) System and method for acquiring voltages and measuring voltage into an electrical service using a non-active current transformer
JP2013243131A5 (en)
Roy et al. Design and implementation of a 3-Phase automatic power change-over switch
CN209085796U (en) A kind of separated electronic product sharing a temperature sensor thermometric
CN110794300A (en) Three-phase full-voltage test power supply of breaker on primary and secondary fusion complete set of column
KR100765344B1 (en) Apparatus for detecting power and current used electricity and electronic type
CA2983233C (en) A thermoelectric power generating system
CN201060232Y (en) current mutual inductor testing apparatus for intelligent electrical apparatus release
RU80595U1 (en) HIGH-AC VOLTAGE STABILIZER
CN219891569U (en) Electrical detection device
Sun et al. Design and realization of the intelligent temperature transmitter
CN105552453B (en) Semiconductor device and battery monitoring system
RU2474834C1 (en) Circuit to control sensitivity of three-phase electronic devices for power metering
RU2390032C1 (en) Method of correcting measurement results of electrical power quantities
CN109991452B (en) Current signal source capable of realizing arbitrary waveform output in multi-magnitude range
RU69282U1 (en) MICROPROCESSOR VOLTAGE CONTROL SYSTEM
RU49390U1 (en) UNINTERRUPTED POWER SUPPLY SYSTEM

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20130609