Claims (2)
Однако известный регул тор переменного напр жени имеет недостаточную статическую точность, обусловленную использованием сравнительно грубого по чувствительности транзисторного широтно-импульсного усилител , вход которого непосредственно соединен с выходом элемента сравнени сигналов, а также вклю-чением формировател -илообразно30 го напр жени в цепь обратной св зи. регул тора (между выходом первого выпр мител и первым входом элемента сравнени сигналов), Недостатком регул тора вл етс также инерционность, обусловленна наличием сравнительно большой по .сто нной времени цепи зар да-разр да конденсатора в формирователе пи лообразного напр жени , подключенного к выходу первого однополупери одного вьшр мител , а также дополни тельной посто нной времени при использовании функционального квадратичного преобразовател с конденсатором . Кроме того, в схеме регул тора отсутствует достаточно проста (эле трическа ) подстройка уровн стабилизации выходного напр жени преобразовател , включаемого на вход регул тора, что обычно необходимо по услови м эксплуатации. Цель изобретени - улучшение его статических и динамических характеристик , а также введение простой подстройки уровн стабилизации вход ного напр жени , т.е. напр жени , подаваемого с какого-либо преобразо вател на вход регул тора. Поставленна цель достигаетс тем, что в регул тор пе:ременного напр жени , содержаишй входной тран форматор с одной первичной и зум вторичными обмотками, соединенными соответственно, с ВХОДЕШМИ вьшодами и входами двух выпр мителей, фун циональный квадратичный преобразова тель, подключ.енный к выходу первого выпр мител , формирователь пилоо разного напр жени , опорный стабилитрон , подключенный через сглаживающий RC-фильтр к выходу второго выпр мител , злемент сравнени сигналов и выходной транзисторный пшротно-импульсный усилитель мощности введены операционный усилитель с инвертирующим и неинвертирующим вхо дами и второй опорный стабилитрон, а функциональный квадратичный преобразователь выполнен безынерционным в виде последовательной цепочки из нелинейного сопротивлени и потенциометра подстройки, причем второй опорный стабилитрон включен последовательно с первым стабилитроном , образу цепь питани операционного усилител с подключением точки соединени стабилитронов к его неинвертирующему входу, инвертирующий вход операционного усилител св зан посредством формировател пилообразного напр жени , выполненного , например в виде Т-образного RC-фильтра, с выводом движка потенциометра подстройки, а выход операционного усилител соединен со входом выходного транзисторного ши отно-импульсного усилител мощности и св зан с инвертирующим входом последовательно соединенными резисторно-емкостными фильтрами низких и высоких частот. На фиг, 1 приведена блок-схема регул тора напр жени , на фиг, 2 принципиальна схема его входных и преобразующих цепей. Вход 1 регул тора переменного напр жени св зан с первичной обмоткой входного понижающего трансформатора 2, две вторичные обмотки которого нагружены на выпр мители 3 и 4, выполненные по диодной мостовой двухполупериодной схеме выпр млени (фиг, 2)о К выходу первого вьтр мител подключен функциональньй квадратичный преобразователь ФКП 5 дл измерени действующего значени напр жени стабилизируемого преобразовател , подаваемого 1, ФКП выполн етс безынерционным в в виде последовательной цепочки из нелинейного сопротивлени (например резистора, шунтированного стабилитроном ) и сопротивлени потенциометра подстройки уровн стабилизации входного напр жени (фиг, 2). Соответственно, к выходу второго вьшр мител 4 подключена через сгла давающий RC-фильтр 6 последовательна цепочка 7 из двух опорных стабилитронов, используема как стабилизированный источник питани операционного усилител 8, т,е. с подключением зажимов питани + и - последнего к соответствующим по пол рности выходным клеммам стабилитронной -цепочки 7 и присоединением его неинвертирующего (И) входа к общей точке соединени стабилитронов . Общее соединение выходных клемм отрицательной пол рности выпр мителей 3 и 4 приводит при зтом к образованию элемента 9 сравнени сигналов (фиг, 1), образуемого последовательным и встречным соединением выходных напр жений ФКП (относительно движка его выходного потенциометра) и напр жени первого опорного стабилитрона (нижнего в цепочке 7 на фиг. 2). Вькодное напр жение элемента 9 сравнени пода етс далее как сигнал ошибки регул тора через форьшрователь 10 пилообразного напр жени (например Т-образный сглаживашчий RC-фильтр) на инвертирукндий (И) вход операционного усилител а, перевод его, а также подключенный к его вы ходу транзисторный усилитель )1 мощности в управл емьо широтно-импульсный режим работы. Дл повышени быстродействи и обеспечени необходимости качества переходных процессов выход операционного усилител 8 св зан с его инвертирующим входом цепью гибкой отрицательной обратной св зи, выполненной дл исключени нарушени широтно-импульсного режимаработы усилител 8 в виде последовательного соединени резисторно-емкостных фильтра 12 низких частот и фильтра 13 высоких частот с соответственно выбранными параметрами (фиг, 2), что учтено также на блок-схеме фиг. 1 введением дополнительного элемента 14 сравнени сигналов на втором (инвертирующем входе усилител 8. В статическом установившемс режиме работы и номинальном выходн 1 напр жении стабилизируемого преобразовател , подаваемом на вход 1, напр жени на выходных вторичных обмотках трансформатора 2 имеют величины, достаточные после выпр млени мостами 3 и 4 дл питани соответственно функционального ква ратичного преобразовател 5 и цепо ки опорных 7 стабилитронов, св зан ных с клеммами питани операционно го усилител 8 о При этом вых-одйое напр жение ФКП 5, снимаемое с движ ка подстройки его потенциометра, близко по величине (среднему значе нию) к напр жению первого опорного стабилитрона, и поэтому на диффере циальньй вход операционного усилител 8 поступает с выхода элемента 9 сравнени через формирователь 10 пилообразного напр жени сигнал ош ки посто нного тока небольшой вели чины с наложенной на него шшообразной составл ющей напр жени пер менного тока с частотой удвоенной по отношению к входному напр жению . Скважность х выходного широтн импульсного сигнала операционного. 66 усилител 8 и транзисторного усилител 11 нснцности, определ ема используемым принципом вертикального управлени , т.е. совместным действием на входе усилител 8 пилообразного напр жени переменного тока и сигнала ошибки посто нного тока, близка к ее среднему значению ($« 0,5). Соответственно, при по влении возму:;дющего воздействи , например при ударном приеме-сбросе нагрузки преобразовател , включенного на вход I регул тора, входное напр жение отклон етс от исходного номинапьно .го значени , что соответственно безынерционно отражаетс на величине выходного напр жени ФК11 5 и после сравнени с напр жением опорного стабилитрона цепочки 7 на величине посто нной составл кщей сигнала ошибки , поступающего с выхода злемента 9 сравнени через фор1 рователь 10 пилообразного напр жени на дифференциальный вход операционного усилител 8. Изнекение соотношени величин посто нной и переменной пилообразной составл ннцих напр жени сигнала ошибки на входе усилител 8 таким образом отражаетс на величине скважности его широтно-импупьсного сигнала, что после его воздействи через транзисторный усилитель 1I мощности , подключенный к управл ющему входу стабилизируемого преобразовател в энергии, его выходное напр жение а следовательно, и входное нап| жение регул тора восстанавливаютг с высокой степенью точности до исходного нс шнального значени . Воздействие цепи гибкой ПТПИТТЯТРПЬной обратной св зи 12-13-14, охватывающей операционный 8 и придающей ему свойства ГОЩ-регул тора , частично компенсирует инерционность формировател 10 пилообразного напр жени и формирует необходимое качество переходных процессов восстановлени входного напр жени . При необходимости уровень стабилизируемого напр жени на входе 1 может быть (зменен в необходимых пределах (±57,) относительно номинального значени перемещением движка выходного потенциометра ФКП 5, привод щим к изменению коэффициента . передачи канала обратной св зи регул тора (звеньев 2, 3 и 5 на блоксхеме фиг. О, Технико-экономический эффект изобретени определ етс сущес твениым улучшением статической точности . регул тора, который, благодар введению чувствительного операционного усилител и второго опорного стабилитрона и переносу формировател пилообразного напр жени на выход элемента сравнени сигналов, обладает большим коэффициентом усилени , лучшей временной стабильностью характеристики, позвол к тому же измен ть в необходимых пределах (i5%), уровень стабилизации выходного напр жени преобразовател энергии, а также повышением быстродействи и улучшением качества переходных процессрв регул тора, бл годар предлагаемому безынерционному исполнению измерительного функционального квадратичного преобразо вател и охвату введенного операционного усилител корректирующей цепью гибкой обратной св зи Формула изобретени Регул тор переменного напр жени содержаний входной трансформатор с одной первичной и двум втори ными обмотками, соединенными соответственно с входными вьшодами и входа ми двух выпр мителей, функционапьШзш -квадратичный преобразователь, подключенный к выходу первого выпр мител , формирователь пилообразного напр жени , опорный стабилитрон , подключенный через сглаживаюпщй RC-фильтр к выходу второго выпр мител , элемент сравнени сигналов и выходной транзисторный широт68 но-импульсный усилитель мощности, отличающийс тем, что, с целью улучшени статических и динамических характеристик и подстройки уровн стабилизации входного напр жени , введены операционный усилитель с инвертирующим и неинвертирующим входами и второй опорный стабилитрон , а функциональный квадратичный преобразователь выполнен безынерционньм в виде последовательной цепочки из нелинейного сопротивлени и потенциометра подстройки, причем второй опорный стабилитрон включен neследовательно с первым стабилитроном , образу цепь питани операционного усилитеп с подключением точки соединени стабилитронов к его неинвертирующему входу, инвертирующий вход операционного усилител св зан посредством формировател пилообразного напр жени , выполненного, например, в виде Т-образного RC-фильтра , с выводом движка потенциометра подстройки, а вьжод операционного усилител соединён со входом выходного транзисторного широтно-импульсного усилител мощности и св зан с инвертирующим входом последовательно соединенными резисторно-емкостными фильтрами низких и высоких частот. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе . Бунаков В.Л. и др. Полупроводниковые регул торы напр жени и частоты электрических машин. М,-Л., Энерги ,-1966, гл. 1, § 1-3, гл.4, § 1-4. However, the known AC voltage regulator has insufficient static accuracy due to the use of a relatively coarse sensitivity transistor pulse width amplifier, the input of which is directly connected to the output of the signal comparison element, as well as the inclusion of a forcing voltage in the feedback circuit . regulator (between the output of the first rectifier and the first input of the signal comparison element). The inertia is also a disadvantage of the regulator, due to the relatively long constant charge-discharge circuit of the capacitor in the standard voltage driver connected to the output the first one-half of one supra miter, as well as the additional time constant when using a functional quadratic converter with a capacitor. In addition, in the regulator circuit there is no fairly simple (electric) adjustment of the stabilization level of the output voltage of the converter connected to the controller input, which is usually necessary according to the operating conditions. The purpose of the invention is the improvement of its static and dynamic characteristics, as well as the introduction of a simple adjustment of the input voltage stabilization level, i.e. voltage supplied from any converter to the input of the regulator. The goal is achieved by the fact that in the regulator of: belt voltage, contains an input transformer with one primary and a zoom secondary windings connected respectively to INPUT terminals and inputs of two rectifiers, a functional quadratic converter connected to the output the first rectifier, the shaper of a different voltage, the reference zener diode connected via a smoothing RC-filter to the output of the second rectifier, the signal comparison element and the output transistor pulse-amplitude A power amplifier with an inverting and non-inverting inputs and a second reference Zener diode are introduced, and a functional quadratic converter is made as a fast-moving one in the form of a series of non-linear resistance and a potentiometer, the second Zener diode is connected in series with the first Zener diode, forming the power supply circuit of the operational amplifier with connection the connection points of the zener diodes to its non-inverting input, the inverting input of the operational amplifier is connected A sawtooth voltage driver, made, for example, in the form of a T-shaped RC filter, with an output of a trimming potentiometer slider, and an output of an operational amplifier connected to an input of an output transistor bus of a VHF-amplifier and connected to an inverting input by series-connected resistor-capacitive low and high pass filters. Fig. 1 shows a block diagram of a voltage regulator; Fig. 2 is a schematic diagram of its input and conversion circuits. The input 1 of the variable voltage regulator is connected to the primary winding of the input step-down transformer 2, the two secondary windings of which are loaded on rectifiers 3 and 4, made according to a diode bridge rectifier circuit (FIG. 2). To the output of the first turn of the meter, a function is connected a quadratic converter PCF 5 for measuring the effective value of the voltage of the stabilized converter supplied 1; the PCF is performed inertialess in in the form of a series of non-linear resistance (for example, ep resistor, shunted by the zener diode) and a resistance potentiometer adjustment level stabilizing the input voltage (Figure 2). Accordingly, to the output of the second terminal, the cells 4 are connected via a burned-out supplying RC-filter 6, a series 7 of two reference zener diodes is used as a stabilized power source for the operational amplifier 8, i.e. connecting the power terminals + and - of the latter to the corresponding polarity output terminals of the stabilitron chain 7 and connecting its non-inverting (AND) input to the common junction point of the zener diodes. The common connection of the output terminals of the negative polarity of the rectifiers 3 and 4 leads at this to the formation of the signal comparison element 9 (FIG. 1) formed by the series and counter connection of the output voltage of the PCF (relative to the engine of its output potentiometer) and the voltage of the first reference Zener diode ( bottom in the chain 7 in Fig. 2). The initial voltage of the comparison element 9 is further fed as an error signal of the regulator through the forger 10 of the sawtooth voltage (for example, a T-shaped smoothing RC filter) to the inverter (I) input of the operational amplifier, its translation, as well as connected to its output transistor amplifier) 1 power in control pulse-width mode. To increase the speed and ensure the quality of transients, the output of the operational amplifier 8 is connected with its inverting input to a flexible negative feedback circuit made to eliminate the violation of the pulse-width mode of the amplifier 8 in the form of a serial connection of the resistive-capacitive low-pass filter 12 and the filter 13 high frequencies with appropriately selected parameters (FIG. 2), which is also taken into account in the block diagram of FIG. 1 by introducing an additional element 14 comparing the signals at the second (inverting input of the amplifier 8. In the static steady state operation and the nominal output 1 of the voltage of the stabilized converter supplied to input 1, the voltage on the output secondary windings of the transformer 2 has values sufficient after straightening by bridges 3 and 4 for supplying, respectively, a functional quad converter 5 and a chain of supporting 7 zener diodes connected to the supply terminals of the operational amplifier 8 o. the PCF 5 removed from the potentiometer adjustment motor is close in magnitude (average value) to the voltage of the first reference Zener diode, and therefore the differential input of the operational amplifier 8 comes from the output of the comparison element 9 through the driver 10 sawtooth voltage signal DC current of a small magnitude with a pin-shaped component of the alternating voltage applied to it at a frequency doubled with respect to the input voltage. Durability x output pulse width of the operating signal. 66 amplifier 8 and transistor amplifier 11 are defined by the vertical control principle used, i.e. the combined action at the input of the amplifier 8 of the AC sawtooth voltage and the DC error signal is close to its average value ($ 0.5). Accordingly, when a disturbing:; impacting effect appears, for example, when a shock-receiving-load-down converter is connected to the input I of the regulator, the input voltage deviates from the initial nominal value, which is correspondingly reflected in the output voltage of the FC11 5 and after comparison with the voltage of the reference zener diode of the chain 7 at the value of the constant component of the error signal from the output of the reference element 9 through the converter 10 of the sawtooth voltage to the differential input Operational amplifier 8. The expulsion of the ratio of the values of the constant and variable sawtooth components of the error signal voltage at the input of the amplifier 8 thus reflects on the duty cycle of its pulse width signal, which after its influence through the transistor amplifier 1I of power, connected to the control input of the stabilized energy converter, its output voltage and, therefore, input voltage | The regulator is restored to a high degree of accuracy to the initial ns of the shnatal value. The impact of the circuit of the flexible PSTITTRA feedback 12-13-14, covering operational 8 and giving it the properties of the PST, partially compensates for the inertia of shaper 10 of the sawtooth voltage and generates the required quality of input voltage transients. If necessary, the level of stabilized voltage at input 1 can be (changed within the required limits (± 57,) relative to the nominal value by moving the slider of the output potentiometer FKP 5, leading to a change in the transfer ratio of the feedback channel of the regulator (links 2, 3 and 5 on the block diagram of Fig. O, the technical and economic effect of the invention is determined by the substantial improvement in the static accuracy of the controller, which, due to the introduction of a sensitive op amp and a second reference Zener diode and trans The nose of the sawtooth voltage driver at the output of the signal comparison element has a high gain factor, better temporal stability of the characteristic, and it also allows varying the required limits (i5%), the level of stabilization of the output voltage of the energy converter, as well as improved performance and quality. the controller’s transitional process, a bilar of the proposed inertialess version of the measuring functional quadratic converter and the coverage of the introduced operational A correction circuit of a flexible feedback device An invention regulator of an alternating voltage of the contents of an input transformer with one primary and two secondary windings connected respectively to the input inputs and inputs of two rectifiers, the function Sss-square converter connected to the output of the first rectifier, a sawtooth driver, a reference zener diode connected through a smoothing RC filter to the output of the second rectifier, a signal comparison element and an output transistor Source latitude 68 No-pulse power amplifier, characterized in that, in order to improve the static and dynamic characteristics and adjust the stabilization level of the input voltage, an operational amplifier with inverting and non-inverting inputs and a second reference Zener diode were introduced, and the functional quadratic converter was made inertialer as a serial chains of nonlinear resistance and potentiometer trim, and the second reference zener diode is connected in consistency with the first zener diode to form the supply circuit of the operating amplifier with connection of the connection point of the zener diodes to its non-inverting input, the inverting input of the operational amplifier is connected by means of a sawtooth voltage driver made, for example, in the form of a T-shaped RC filter, with the output of the trimming potentiometer motor, and operating voltage the amplifier is connected to the input of the output transistor pulse-width power amplifier and is connected to the inverting input by a series-connected resistor-capacitive filter low and high frequencies. Sources of information taken into account in the examination. Bunakov V.L. and others. Semiconductor voltage regulators and frequencies of electric machines. M, -L., Energia, -1966, ch. 1, § 1-3, ch.4, § 1-4.
2. Голубев П.В. Проектирование статических преобразователей,М., Энерги , 1974, с. 90, рис. 4-8в, 4-8г.2. Golubev P.V. Designing static converters, M., Energie, 1974, p. 90, fig. 4-8v, 4-8g.
ГR