SU693352A1 - Способ стабилизации посто нного напр жени и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к электро технике и может быть применено, на ример, в широтно-импульсных стабилизаторах посто нного напр жени . Известны способы стабилизации посто нного напр жени  1 и 2, Наиболее близким из известных технических решений к изобретению  вл етс  способ стабилизации посто  . «ого напр жени  путем контрол  выхо ного напр жени  стабилизатора посто нного напр жени , сравнени  его с заданным сигналом, формировани  управл ющего сигнала в зависимости от отклонени  выходного напр лсейй  от заданного по принципу юиротноимпульсной модул ции, воздействи  на регулирующий элемент стабилизатора полученным сигналом управлени  и введением корректир товдего сигнала , воздействующего на один из характеристических параметров канала стабилизации. Недостатками известного техничес кого решени   вл етс  низка  устойчивость и точность стабилизации при возмущающих воздействи х на систему импульсного регулировани . Цель изобретени  - повышение . устойчивости и точности стабилизации при возмущающих воздействи х. Это достигаетс .тем, что в способе стабилизации посто нного напр жени  путем контрол  выходного напр жени  стабилизатора посто нного напр жени , сравнени  его с заданным сигналом, формировани  управл ющего сигнала э зависимости от отклонени  выходного напр жени  от заданного по принципу широтно-импульсной модул ции , воздействи  на регулирующий элемент стабилизатора полученным сигналом управлени  и введением корректирующего сигнала, воздействующего на один из характеристических параметров канала стабилизации, корректирующий сигнал формируют путем контрол  выходного напр жени , регулирующего элемента стабилизатора посто нного напр жени , формируют импульсы, ограниченные по амплитуде и длительности, в момент по влени  тактового сигнала интегрируют полученные импульсы на текущем интервале их следовани , сравнивают с эталонным гналом и осуществл ют указанное воздействие полученным сигналом рассогласоаааи  rfa оди 

з характеристических параметров анала стабилизации.

Наиболее близким техническим раениём устройства дл  осуществлеи  указанного способа стабилиза-. ии посто нного напрйженй ,  вл ет устройствоу содержащее.последоательный регулирующий элемент с

ЬСД фильтром на выходе, усилительноравнивающий блок, входом соединеный с выходйыми отводами, а выходом со входом широтно-импульсного моду тора , выходом соединенного- с упавл ющим входом регулирующего элемента , и Корректирующий блок 3,

Цель изобретени  - повышение точности стабилизации и. устойчивости.

Дл  этого в предлагаемом устройстве корректи уювдий блок выполнен в виде послейовательнэ-соединенных формировател  импульсов, входом подключенного параллельно рекупераци«энному диоду исд фильтра и вы- . прлненного на базе последовательнрc6eдинeннБfзt ограничител  амплитуды и дифференцируюгцего звена, интегратора напр жени , выполненного на базе транзисторного усилител  с емкост ной обратной св зью, усилител  посто нного тока с источником опорного HanpfDKeHnjT, выход которого соединен СО входом введенного исполнительного блока. Причем, с целью повышени  устойчивости и точности стабилмзации напр ж:ени  в динаглическом режиме работы , в качестве исполнительного блока использован введенный транзистор, 1йунтирующий черёэ диод, дроссель ЬСД фильтра причем база упом нутого транзистора соедйнена с вйходом усилител  посто нного то- ка корректирующего, блока, а с целью повьшени  устойчивости и точности стабилизации в статическом режиме, в качестве исполнительного блока испЬльз0ва;н транзистор усилйтел  посто нного 7ока корректирующего блока , прич.ем. выход указанногоусили ел  соединен с выходом усилител  умилительно-сравнивающего блока.

На фиг.1 представлена блок-схема Устройства; по сн юща  предлагаемый способ; на фиг.2,3 - варианты устрой.ств, реализующих способГ на фиг. 4 - диаграммынапр жени , ; .по сн ющие спОсОб, - .

Импульсна  система регулированн  с ШИМ (см. фиг. 1)состоит из регу-.. лирующего элемента 1, объект и регу-. лщ)овани , например t С Д-фильтр а с нагрузкой 2, схемы сравнени  3, широтно-импульсного модул тора 4.

Цепь преобразовани  сигнала по предлагаемому способу состоит из следующих звеньев: формирователь 5 импульсов посто нной длительности и амплитуды, преобразователь б пос-, ледовательности импульсов в среднее;

значение напр жени , узел рассогласовани  7, источник 8 эталонного на.пр жений, исполнительный элемент 9.

Суть способа заключаетс  .в сле дующем. Как извес.тно импульсные системы регулировани  с широтн.о .импульсным модулированием (ШИМ) характеризуютс  посто н.ным .перио .дом квантовани , но переменной скважностьюработы регулирующего элемента 1. ЕСЛИ при наличии случайных возмущающих в.оздействий системаТер ет уст.ойчивос.ть., т.е. переходит в режим автоколебаний, то период квантовани / в зависимости, от частоты автоколебаний, либо возрастает , либо уменьшаетс  в сравнении с заданным периодом квант.оваНИЯ .

Таким образом, пО частоте сигнала на выходе регулирующего элемента 1 Можно .судить о.наличии и характере автоколебаний,в сйстеме регулировйни  с ШИМ и, воздейству  соотв:етствующим образом на характеристические параметры (коэффициент усилени  цепи обратной св зи, индуктивность Т-СД - фильтра и т.д.), устран ть их , т.е. -возвращать: систему в область устойчивой работы.

-Дл  этого модулированные импульсы с выхода регулирующего элемента 1 подают в формирователь 5, где из Них фОрмирук1Т. импульсы посто нной длительности « амплитуды. Далее последовательность сформйров.анных импульсов поступает в преобразователь б, где происходит преобраз.ование этой последовательности в. срейнёе значение напр жени  на текущем периоде: квантовани . в узле рассогласовани  7 происходит сравнён .ие сигнала, поступающего с выхода преобразовател  б, с эталонным напр жением, по.ступающим с выхода источника 8, и соответствующим среднему знзчению напр жени  одного импульса на заданном периоде i квантовани . Сигналрассогласовани  (при наличии авТоколебанки) подаетс  на исполнительный элемент, KOTOpfcffi воздействует на характериСтическйй параметр системы регулиро ванйЯ, уСтра.н   таким образом автоколебательный режим. -. . . - . ; При ОтсуТствий автоколебаний с выхода формировател  5 поступает по Одйому сигналу за каждый период квантовани . Среднее значение напр жени  VP (фиг. 4) поступает .в узел рассогласовани  7, но поскольку дл  этого случа  V Vg , то сигнал рассогласовани  VP 0. В случае возмущающего толчка , например, сброс нагрузки, возможно возбуждение системы и по вление низкочастотных , по сравнению с частотой квантовани , автокодебаний, Это приводит , .к отсутствию на прот5теении нескольких периодов сформированныхимпульсов на выходе формироватёлл 5. На интервалах, где (напр жение с выхода формировател ) отсутствует , YC SS о, а сигнал рассогласовани  VP достигает максимума по величине и имеет определенный з.нак.

При большом коэффициенте усилени  системы и сравнительио болйших пульсаци х на ее выходе в системе могут по вл тьс  автоколебани , частЪта которых выше заданной частоты йвантованй . Количество импульсов Уф на одном периоде возрастает, что приводит к росту I величины V по

отношению к V.

Получае1 1й при

эг

этом сигнал рассогласовани  имеет противоположный знак, по сравнению со случаем низкочастотных автоколебаний . , . ,;. ; . На. фиг. 2, 3 приведены, примера реализации данного способа коррекции в стабилизаторе напр жени  с НИМ и. прин ты следующие обозначе.ни , прспедовательно соединенные формйр рвател .ь импульсов 10, выполненн.ьй на. базе ограничитс  амптгитуды на резисторе 11 .и стабилитроне 1,2 и: дифференцирующего звена На кйндейсаторе 13 и резисторе 14, интегр.атор Напр жени  15f выполненный на .бзе транзисторного усилител  16 с емкостной обратной св зью 17 .и усилитель посто нного трка 18 на транзисторе 1,9 с источником бпОрногр напр .жени  на стабилитроне 20 и резисто- ре. 21, Выход усилител  постойннрго ток.а 18 соединен с исполнительным блоком 22 (см. фиг. 2).

Стабилизатор содержит та.кже ,уСилительнр-сра .внива$ощий блок 23, соединенный вхрдом с выходными выррда .ми,. а выходрм - со входом широтноимпульсного -модул тора 24, управд ющего последовательным регулирующим эЯементрм 25, на выходе котррого включен ЦСД-Фильтр, сРсто адий из рекуперационного диРда 26, дроссел  27 и конденсатора 28.

Исполнительный блок 22 может быть выполнен либо на транзисторе 29, через диод 30. шунтирующий дроссель. 27 (см. фиг. 2), либо в виде транзистора 19 усилител  посто нногр тока 18, выход которого соединен с выходом усилительного транзистора $1 усилительно-сравнивающего блока 23 (см. фиг, 3).

Отличие этих устройств заключаетс  в том, что на фиг. 2 изображен стабилизатор, при возникновении низкочастотных автоколебаний, в котором исполнительный элемент блока коррекции шунтирует дроссель, в результате чего автоколебан.и  прекрат тс  на фиг. 3 - роль испрлнительногр эле1 ента цепи коррекции выполн ет схема сравнивающего усилительного блока -23, так как при возникновении высокрчастотных автоколебаний транзистор схегЛь 18 шунтирует транзистор 31 схеNuJ сравнени 23, чтр снижает козффициент усилени цепи обратной св зи стабилизатора по переменной составл ющей выходного напр жени , а это способствует устранению высокочас- тртных автоколебаний.

Таким образом, описывае№гй спрсоб обеспечени  устойчивости регулироваНй  с ШИМ имеет-р д существенных преимуществ: не требуетс  информа

ци  о параметрах возмущающих воздействий; отпадает необходимость в трудоемких расчетах. RC-цепей, св занных с построением амплитудно-частотных характеристик; системе регулировани  придаетс  свойство caNranacrpaHвающейс  системы, те же свойства присущи и устройству, реализующему способ .

25

Claims (4)

1.Способ стабилизации посто нного напр жени  путем контрол  выходйого напр жени  стабилизатора посто нного напр же.и , сравнени  его с заданным сигналом, формировани  управл ющего сигнсШа в за висимости от отклонени  выходного напр жени  от заданного по принципу широтно-импульсной модул ции, воздействи  на регулирутощий элемент.Стабилизатора получ .ённым сигналом управлени  и введением кбрректйрующего сИгнала, воздей- ствующего на один из характеристики па

раметров канала стабилизации, от л ичающийс  тем. Что, с.целью, првьшени  УСТОЙЧИВОСТИ, точности стабилизации , корректирующий сигнал

формируют путем контрол  выходного напр жени , регулирующего элемента стабилизатора посто ннрго напр жени , формируютимпульсы, ограниченные по амплитуде и длительности, в момент

по влени  тактового сигнала интегрируют полученные импульсы на текущем интервале их Следовани , сравнивают с эталонным сигналом и осуществл ют указанное воздействие полученным с

сигналом рассогласовани  на один из характеристических параметров канала стабилизации.

2.Устройство дл  осуществлени  способа стабилизации посто нного напр жени  по Ti,l, содержащее последовательный регулирующий элемент

с ЬСД фильтром на выходе, усилительно-сравнивающий блок, входом соединенный с выходными отводами, а выходом - со входом широтно-импульсного

модул тор.а, выходом соединенного

управлжощим входом регулирующего элемента, и корректирующий блок, отлича ющеес  тем, что, с целью повышени  точности стабили .зации и устойчивости, корректирующий блок выполнен в виде последовательно-соединенных формировател , . импульсов, входом подключенного паралйёльно рекуперационному диоду исд фильтра и выполненного на последовательно-соединенных ограничител  амплитуды и дифференцнрующе- .ЕО звена, интегратора напр жени , выполненного на базе транзисторного усилител  с емкостной обратной св зью, усилител  посто нного тока С источником опорного напр жени , в ход которого соединен со входом вве денного исполнительного блока..

3, Устройство по п.2, о т ли чающеес  там, что, с целью повышени  устойчивости и точности ста6ййиз ацйи Напр жени  в динамическом режи1 1е работы, в качестве исполнительного блока использован введенный транзистор, шунтирующий через диод дроссель исд фильтрд.

tMbzEzfay

0693352

8

причем база упом нутого транзистора соединена с выходом усилител  посто нного тока корректирующего блока .

4. Хстройство по; п.2, о т л и чающеес  тем, что, с целью повышени  устойчивости и точности стабилизации в статическом режиме, в качестве исполнительного блока использован транзистор усилител  посто нного тока корректирующего блока, причем выход указанного усилитёЛ  соединен с выходом усилител  у.силительно-сравнивающего блока,

Источники информации, с прин тые во. внимание при экспертизе

1, Александров Ф.И., Импульсные преобразователи и стабилизаторы, М., Энерги  .,1970, с. 103. : 2. Транзисторные схема автоматического управлени  Проектировгшие

И расчет , Под ред. Ю.И.Конева,

изд. Советское радио , М. 1967,

стр. 155.

: 3. Грейвёр Е. С. Ключевые стаби1лизаторы напр жени  посто нного тоСв зь , М. 1970, с. 76,

,, 

ка, ,

0

iKJ AfmeKCtneffpm/jf omcyracmSywm . Низкочастотные автокоАеУани  Высокочастотные аВтокОлеУонт