CS229964B1 - Zapojení samokmitajícího spínačového regulátoru - Google Patents

Abstract

Vynálezem je zapojení samokmitajícího spínačového regulátoru, u kterého výstupy bloku /8/ čidel regulovaných veličin jsou zapojeny na záporné vstupy bloku/2/ součtových členů, na první kladné vstupy bloku /2/ součtových členů jsou připojeny výstupy bloku /1/ referenčních zdrojů, výstupy bloku (2) součtových členů jsou připojeny na vstupy bloku /3/ zesilovačů regulačních odchylek, výstupy bloku /3/ zesilovačů regulačních odchylek jsou zapojeny na vstupy součtového členu /4/, jehož výstup je zapojen na vstup budicího zesilovače /6/, výstup budicího zesilovače /6/ je zapojen na vstup bloku (5) útlumových člénků a na vstup koncového stupně /7/, výstupy bloku /5/ útlumových článků jsou zapojeny na druhé kladné vstupy bloku /2/ součtových členů, výstup koncového stupně /7/ je zapojen na vstup regulované soustavy /9/ přičemž alespoň jeden z bloků, tj. blok /3/ zesilovačů regulačních odchylek, budicí zesilovač /6/, koncový stupen /7/ a regulovaná soustava /9/, je spojen s blokem /8/ čidel regulovaných veličin.

Description

Vynález se týká zapojení samokmitajícího spínačového regulátoru, u něhož se řeší zavedení více zpětných vazeb typu omezení s definovanými úrovněmi hysterezí při zachování nebo zvýšení účinnosti.

Dosud známá zapojení samokmitajících spínačových regulátorů využívají obvykle pro získání hystereze kladnou zpětnou vazbu vedenou přes celý regulátor včetně koncového stupně. Tato zapojení vykazují nižší účinnost vlivem pomalejšího přepínacího děje. Jsou rovněž známá zapojení s kladnou zpětnou vazbový od229 984 voženou z řídícího zesilovače. U nich je problematické sladění současné činnosti více smyček záporných zpětných vazeb a přesné definování hysterezí vyžaduje zvýšené materiálové náklady.

Uvedené nedostatky odstraňuje zapoj sní pile vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že výstupy bloku čidel regulovaných veličin jsou zapojeny na záporné vstupy bloku součtových členů, na první kladné vstupy bloku součtových členů jsou připojeny výstupy bloku referenčních zdrojů, výstupy bloku součtových členů jsou připojeny na vstupy bloku zesilovačů regulačních odchylek, výstupy bloku zesilovačů regulačních odchylek jsou zapojeny na vstupy součtového členu, jehož výstup je zapojen na vstup budícího zesilovače, výstup budícího zesilovače je zapojen na vstup bloku útlumových článků a na vstup koncového stupně, výstupy bloku útlumových článků£jsou zapojeny na druhé kladné vstupy bloku součtových členů, výstup koncového stupně je zapojen na vstup regulované soustavy, přičemž alespoň jeden z bloků, tj. . blok zesilovačů regulačních odchylek, budící zeV silovač, koncový stupeň a regulovaná soustava, je spojen s blokem čidel regulovaných veličin a počet výstupů bloku útlumových článků je menší nebo roven počtu výstupů bloku čidel regulovaných veličin.

Zapojením eamokmitajícího regulátoru pile vynálezu lze jednoduchým způsobem provést regulaci typu omezení prakticky libovolného počtu závislých veličin v soustavě regulátor - regulovaná soustava, přičemž jednotlivé vazby lze provést s přesně definovanými úrovněmi hysterezí a koncový stupeň, který je ve spínačovém režimu e cizím buzením, pracuje 8 vysoku účinností.

Příklad konkrétního provedení vynálezu je znázorněn na obr. 1 schematicky a na obr. 2 8 konkrétním provedením bloků.

- 3 229 964

Blok 1 referenčních zdrojů je spojen s prvními kladnými vstupy bloku £ součtových členů, a to referenční zdroj 11 výstupního napětí na vstup součtového členu 21 , referenční zdroj 12 proudu koncového stupně na vstup součtového členu 22 a referenční zdroj 13 budícího proudu na vstup součtového členu 23. Výstupy bloku .2 součtových členů jsou zapojeny na vstupy bloku 3. zesilovačů regulačních odchylek, a to součtový člen 21 na zesilovač tvořeni tranzistorem 31 , součtový člen 22 na zesilovač tvořený tranzistorem 32 a součtový člen 23 na zesilovač tvořený tranzistorem 33. Výstupy bloku 3 zesilovačů regulačních odchylek typu otevřený kolektor jsou vedenýma vstupy součtového členu 4, jehož výstup je spojen se vstupem budícího zesilovače 6.. Budící zesilovač .6 má na vstupu vnitřní zdroj £1 proudu. Výstup budícího zesilovače 6 je přes čidlo 81 budícího proudu bloku 8 čidel regulovaných veličin spojen se vstupem koncového stupně 7 a se vstupem bloku 5. útlumových článků, které jsou tvořeny odporovými děliči 51 a 52 . Výstup koncového stupně 7 je zapojen na regulovanou soustavu 9 se vstupem na prvním vývodu nárazové tlumivky 91, který je spojen s nulovou diodou 92. Druhý vývod nárazové tlumivky 91 je přes čidlo 82 proudu koncového stx^iě bloku čidel regulovaných veličin zapojen jednak na paralelní kombinaci zátěže 93 a filtračního kondenzátoru 94 a jednak je spojen se vstupem čidla 83 napětí bloku 8 čidel regulovaných veličin Výstupy bloku 8 čidel regulovaných veličin jsou zapojeny na záporné vstupy bloku 2. součtových členů, a to čidlo 81 budícího proudu na vstup součtového členu 23, čidlo 82 proudu koncového stupně na vstup součtového Členu 22 a čidlo 83 napětí, tvořené odporovým děličem, na součtový člen 21. Výstupy bloku 2 útlumových článků, tvořených odporovými děliči, jsou zapo- 4 229 964 jeny na druhé kladné vstupy bloku 2. součtových členů, a to výstup útlumového článku 51 na vstup součtového členu 21 a výstup útlumového článku 52 na vstup součtového členu 22·

Pro vysvětlení činnosti předpokládejme, že výstupní proud budícího stupně 6» výstupní proud koncového stupně 7 a napětí na zátěži 94 regulované soustavy jsou nulové. V tom případě jsou nulové výstupy bloku 8 čidel regulovaných veličin a referenční zdroje bloku 1 prostřednictvím součtových členů bloku 2. zavírají tranzistory bloku 3. regulačních odchylek. To má za následek otevření budícího zesilovače 6. Velikost výstupního proudu budícího zesilovače je kontrolována čidlem 81 proudu, jehož výstup prostřednictvím součtového členu 23 uzavírá smyčku záporné zpětné vazby. Vybuzení koncového stupně 7. i® tedy určeno úrovní referenčního zdroje 1? a je v širokém rozmezí nezávislé na změnách napájecího napětí.

Výstup budícího stupně 6 otevírá koncový stupeň 7 a na nárazové tlumivce 91 se objeví plné napájecí napětí, jež způsobí nárůst protékajícího proudu. Jakmile tento proud dosáhne úroveň určenou referenčním zdrojem 12, potom vlivem záporné zpětné vazby vedené z čidla 82 proudu přes součtový člen 22 se začne zavírat budící zesilovač 6. Protože je současně z výstupu budícího zesilovače 6 prostřednictvím útlumového článku 52 zavedena na vstup součtového členu 22 kladná zpětná vazba takové velikosti, že smyčka má charakter klopného obvodu, uzavření budícího zesilovače proběhne okamžitě. Tak se rychle uzavře i koncový stupeň 7 a proud nárazové tlumivky 91 převezme nulová dioda 92. Velikost proudu se zmenšuje a jakmile poklesne o hodnotu hystereze, určenou velikostí kladné zpětné vazby, dojde opět k otevření budícího zesilovače 6 i koncového stupně 7a děj se opakuje.

- 5 229 984

Proud omezený proudovou regulační smyčkou protéká zátěží 95 a současně nabíjí filtrační kondenzátor 94, V režimu zdroje napětí je proud zátěže menší než mezní hodnota regulovaného proudu, takže po několika cyklech dojde k nabití filtračního kondenzátoru 94 na hodnotu požadovaného ůapětí, které je určeno úrovní referenčního zdroje 11. Nyní vypínání a zapínání koncovéhp stupně 7 řídí regulační smyčka napětí se zápornou zpětnou vazbou vedenou ze zátěže 95 přes čidlo napětí 85 na vstup součtového členu 21, na který je dále přivedeno napětí referenčního zdroje 11 a napětí z výstupu budícího zesilovače 6 přes útlumový článek 51, jež obdobně, jako u regulační smyčky proudu, vytváří hysterezi.

Vhodným dimenzováním lze docílit, že frekvence přepínání je při působení smyčky proudu i při působení smyčky napětí prakticky totožná.

Claims (2)

1. Předmět vynálezu

   229 994

   1* Zapojení samokmitajícího apínačového regulátoru, vyznačené tím, Že výstupy bloku /8/ čidel regulovaných veličin jsou zapojeny na záporné vstupy bloku /?/ součtových členů, na první kladné vstupy bloku /?/ součtových členů jsou připojeny výstupy bloku /1/ referenčních zdrojů, výstupy bloku /2/ součtových členů jsou připojeny na vstupy bloku /3/ zesilovačů regulačních odchylek, výstupy bloku /3/ zesilovačů regulačních odchylek jsou zapojeny na vstupy součtového členu /4/, jehož výstup je zapojen na vstup budícího zesilovače /6/, výstup budícího zesilovače /6/ je zapojen na vstup bloku /5/ útlumových článků a na vstup koncového stupně /7/, výstupy bloku /5/ útlumových článků jsou zapojeny na druhé kladné vetupy bloku /2/ součtových členů, výstup koncového stupně /7/ je zapojen na vstup regulované soustavy /9/, přičemž alespoň jeden z bloků, tj. blok /3/ zesilovačů regulačních odchylek, budící zesilovač /6/, koncový stupeň /7/ a regulovaná soustava /9/, je spojen s blokem /?·/ čidel regulovaných veličin.
2. 2. Zapojení Γ⁴¹* bodu 1, vyznačené tím, že počet výstupů bloku /5/ útlumových článků je menší nebo roven počtu výstupů bloku /8/ Čidel regulovaných veličin.