Первичный преобразователь перепада давления, страница 3

Стабилизатор переменного напряжения .

В качестве схемы стабилизатора переменного напряжения выберем схему стабилизатора переменного напряжения на оптроне  , приведенную на рисунке 5.

Рис.5   Стабилизатор переменного напряжения на оптроне .

Представленная схема используется в стабилизированных источниках питания  датчиков информационных преобразователей и предназначена для получения стабилизированного переменного напряжения Uвых низкой частоты. Входное напряжение стабилизатора Uоп задаётся внешним генератором опорного гармонического сигнала , амплитуда которого нестабильна. Основой стабилизатора переменного напряжения служит усилитель на DA2 . Использование на входе усилителя сопротивления фоторезистора Rг оптоэлектронной пары (ОЭП) даёт возможность электронным путём ( регулируя напряжение на лампе Л ) подстраивать коэффициент передачи усилителя так, чтобы выходное напряжение этого усилителя оставалось стабильным. Поскольку при синусоидальной форме сигнала Uвых судить о его стабильности можно по отклонениям амплитуды, то для слежения за выходным напряжением используется схема измерительного выпрямителя (ИВ) на DA3 – среднее значение его выходного напряжения пропорционально амплитуде напряжения Uвых . После вычитания этого значения из некоторого постоянного стабильного напряжения Uст и усиления полученного сигнала рассогласования DU с помощью фильтрующего усилителя постоянного тока на DA1 (ФУПТ) , выходное напряжение ФУПТ поступает для управления на лампу ОЭП . Выбор большой постоянной времени ФУПТ необходим для устойчивой работы стабилизатора – ФУПТ, обеспечивая необходимый Кр системы стабилизатора , также усиливает пульсирующую составляющую сигнала выпрямителя  и недостаточное её подавление могло бы приводить к возникновению ПОС и генерации . Напряжение смещения Uу на лампе Л задаёт точку покоя О на линейном участке регулировочной характеристики ОЭП ( зависимость проводимости Y фоторезистора Rг от напряжения Uу на лампе Л ).

Рис.6 Зависимость Y фоторезистора от управляющего

напряжения Uу на лампе .

В этом случае при изменении Uупр коэффициент передачи ОЭП (К_g=DY/DUупр – определяется наклоном касательной в точке О) остаётся почти неизменным, а значит уменьшаются вносимые им возмущения, веду-щие к погрешности в работе усилителя и всего стабилизатора . Выходное напряжение усилителя:

 

Как показали эксперименты , K_y имеет разброс значений в 30 – 40 % , %), внося наибольшие возмущения (d_В=0.4) в схему стабилизатора. Чтобы умень-шить влияние возмущения d_В от разброса К_g, необходимый коэффициент усиления разомкнутого стабилизатора К_{р.необх.} рассчитывается по этому возмущению для получения заданной погрешности d_З :

K_{р.необх} = d_В/( m*dз ) ;       

Рис.7 Функциональная схема стабилизатора переменного напряжения.

Рис.8 Структурная схема стабилизатора переменного напряжения.

Блок К1/К2 на структурной схеме учитывает переход от параллельного сумматора на DA1 к последовательному сумматору на схеме . Рассчетные формулы для К1 и К2 :

К1=Rос1/R1  ;    K2=Roc1/R2  ;  тогда   К1/К2 =R2/R1 .

Расчет стабилизатора состоит в определении величин К1, К2 , Тф .

К2 находим по К_{р.необх} :

К2= К_{р.необх}/(Кп*Кв)

К1 находим по коэффициенту передачи замкнутой системы :

Кз=К1/(К2*Кв)  ;   Кз=Uвых/Uст , где

Uвых – амплитуда выходного напряжения ;

Uст – напряжение стабилитрона VD1 ; тогда  К1=(Uвых/Uст)*К2*Кв .

Тф определяется по допустимому коэффициенту нелинейных искажений Y_{П доп} . При малых НИ  Y_{П доп}=U_п.доп/U_м , где U_п.доп – допустимая амплитуда пульсаций на выходе . С учетом Кп допустимые пульсации на выходе DA1 : U_п.доп1= U_п.доп/Кп=( Y_{П доп}*U_м)/Кп .

Учитывая , что Х_сф<<R_oc1 , напряжение пульсаций на выходе DA1 можно найти как U_п1= U_мп.вп*( Х_сф/R₂) , где U_мп.вп – пульсации на выходе выпрямителя ,  U_мп.вп= (U_м/2)*[4/3] . Приравнивая U_п1 и U_п.доп1 , а также зная частоту пульсаций , равную удвоенной частоте опорного напряжения генератора , можно найти Сф :