CS265669B1

CS265669B1 - Connection of DC current source for inductive loads

Info

Publication number: CS265669B1
Application number: CS877802A
Authority: CS
Inventors: Oldrich Ing Csc Podzimek
Original assignee: Podzimek Oldrich
Priority date: 1987-10-30
Filing date: 1987-10-30
Publication date: 1989-11-14
Also published as: CS780287A1

Abstract

Zapojení stejnosměrného proudového zdroje pro induktivní záteže s magnetickou vazbou vhodné zejména pro krokové motory je použitelné v případech, kde jsou střídavě napájeny alespoň dvě zátěže vzájemně magneticky vázané. Při napájení jedné zátěže se indikuje napětí i ve druhé a přes zpětnou diodu se v ní uzavírá proud.The connection of a DC current source for inductive loads with magnetic coupling, especially suitable for stepper motors, is applicable in cases where at least two magnetically coupled loads are alternately powered. When one load is powered, the voltage is also indicated in the other and a current is closed in it through the feedback diode.

Description

Předložený vynález se týká zapojení stejnosměrného proudového zdroje pro induktivní zátěže s magnetickou vazbou, vhodného zejména pro krokové motory.The present invention relates to the connection of a DC power supply for inductive loads with magnetic coupling, particularly suitable for stepper motors.

Jsou známa zapojení proudových zdrojů, ve kterých je regulátor tvořen oscilátorem a napětí zé snímacího odporu mění střídu signálu na výstupu regulátoru a tím i velikost proudu a zapojení, ve kterých je žádaná hodnota proudu a skutečná hodnota snímaná ze snímacího odporu porovnávána na vstupu komparátoru a jeho výstup ovládá spínací tranzistory. Pro oba způsoby řízení je ve vypnutém stavu spínacích tranzistorů zajištěno vedení proudu přes zpětnou diodu, zapojenou mezi kolektor spínacího tranzistoru a druhý pól napájecího zdroje, na který je připojen emitor spínacího tranzistoru. Dioda je vzhledem k napájecímu zdroji zapojena v nevodivém směru.U dalších používaných zapojení je paralelně ke spínacímu tranzistoru zapojen prvek omezující přepětí, přičemž jeho jmenovité napětí musí být vyšší než napájecí napětí zdroje. Rovněž jsou známé kombinace zpětné diody a sériového odporu, ochraných RG členů apod. Nevýhodou těchto způsobů je, že při napájení induktivní zátěže s magnetickou vazbou protéká proud jednak v napájeném vinutí, ale vlivem magnetické indukce protéká určitý proud i druhým vinutím přes zpětnou diodu.It is known to connect current sources in which the regulator consists of an oscillator and the voltage of the sensing resistor changes the signal duty cycle at the output of the regulator and thus the magnitude of current and wiring in which the current setpoint and actual value sensed from the sensing resistor are compared at the comparator input. the output controls switching transistors. For both control modes, in the switched-off state of the switching transistors, current is routed through a reverse diode connected between the collector of the switching transistor and the second pole of the power supply to which the emitter of the switching transistor is connected. The diode is connected in the non-conductive direction with respect to the power supply. In other wiring used, an overvoltage limiting element is connected in parallel to the switching transistor and its nominal voltage must be higher than the supply voltage of the power supply. Combinations of a reverse diode and a series resistor, RG protectors, and the like are also known. The disadvantage of these methods is that when an inductive load with a magnetic coupling is fed, current flows both in the powered winding but due to magnetic induction some current flows through the winding.

Uvedené nevýhody jsou odstraněny zapojením podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že první a druhý výkonový tranzistor je první elektrodou připojen ná první svorku napájecího zdroje, druhou elektrodou na první vývod první a druhé zátěže a první vývod první a druhé zpětné diod$ zapojené vzhledem k napájecímu zdroji v nevodivém směru. Druhý vývod první a druhé zátěže je přes snímací odpor zapojen na druhou svorku napájecího zdroje. Druhý vývod první a druhé zpětné diody je zapojen na druhou elektrodu prvního a druhého snímacího tranzistoru a první elektroda prvního a druhého spínacího tranzistoru je zapojena na druhou svorku napájecího zdroje.These disadvantages are eliminated by the circuit according to the invention, characterized in that the first and second power transistors are connected by a first electrode to a first power supply terminal, a second electrode to a first output of the first and second loads and a first output of the first and second reverse diodes connected. to the power supply in a non-conductive direction. The second terminal of the first and second load is connected to the second terminal of the power supply via the sensing resistor. The second terminals of the first and second reverse diodes are connected to a second electrode of the first and second sensing transistors, and the first electrodes of the first and second switching transistors are connected to the second power supply terminal.

265 669265 669

Báze prvního a druhého spínacího tranzistoru je připojena na výstup prvního a druhého spínače, jehož vstup je spojen s prvním a druhým ovládacím vstupem, který je současně připojen na druhý vstup prvního a druhého hradla, jehož výstup je přes první a druhý řídicí tranzistor a první a druhý omezovači odpor připojen na bázi prvního a druhého výkonového tranzistoru. První vstup prvního a druhého hrad la je připojen na výstup regulátoru, přičemž první vstup regulátoru je připojen na zdroj signálu žádané hodnoty a druhý vstup regulátoru je připojen do uzlu mezi druhý vývod první a druhé zátěže a snímací odpor.The base of the first and second switching transistors are connected to the output of the first and second switches, the input of which is coupled to the first and second control inputs, which are simultaneously connected to the second input of the first and second gates. a second limiting resistor connected based on the first and second power transistors. The first input of the first and second gate 1a is connected to the output of the controller, the first input of the controller being connected to the reference signal source and the second input of the controller connected to the node between the second output of the first and second loads and the sensing resistor.

Použitím zapojení podle vynálezu je dosaženo vyšších účinků, neboť se snižuje proudový odběr a částečně i oteplení zátěže.By using the circuit according to the invention, higher effects are achieved, since the current consumption and, in part, the warming of the load are reduced.

Konkrétní příklad provedení proudového zdroje podle vynálezu pro dvojici vinutí krokového motoru je znázorněn na přiloženém výkre su.A specific embodiment of a power source according to the invention for a pair of stepper motor windings is shown in the accompanying drawing.

Výkonovou Část zdroje tvoří první a druhý výkonový tranzistor T2, Τ5» první a druhá zátěž Zl, Z2, snímací odpor RS, první a druhá zpětná dioda Dl, D3, první a druhý spínací tranzistor T3, T6 a první a druhá ochranná dioda D2, Ρ4» Řídicí část tvoří regulátor RG, na jehož první a druhý vstup A a B'jsou přivedeny signály žádané a skutečné hodnoty proudu. Dále je řídicí Část tvořena prvním a druhým hradlem Hl, H2, na jehož druhé vstupy b je připojen první a druhý ovládací vstup INI, IN2, prvním a druhým spínačem SPI, SP2, prvním a druhým řídicím tranzistorem Tl, T4 a prvním a druhým omezovacím odporem Rl, R2.The power section of the power supply comprises the first and second power transistors T2, »5, the first and second loads Z1, Z2, the sensing resistor RS, the first and second reverse diodes D1, D3, the first and second switching transistor T3, T6 and the first and second protective diodes D2. »4 »The control part consists of an RG controller, to which the first and second inputs A and B 'are supplied with the setpoint and actual current signals. Furthermore, the control part comprises a first and a second gate H1, H2, to whose second inputs b are connected the first and second control inputs IN1, IN2, the first and second switches SP1, SP2, the first and second control transistors T1, T4 and the first and second limiting R1, R2.

V zapojení podle vynálezu je první a druhý výkonový tranzistor T2, T5 emitořem připojen na první svorku U1 napájecího zdroje, kolektorem na první vývod první a druhé zátěže Zl, Z2 a první vývod první a druhé zpětné diody Dl, D3, zapojené vzhledem k napájecímu zdroji v nevodivém směru. Druhý vývod první a druhé zátěže Zl, Z2 je přes snímací odpor RS zapojen na druhou svorku U2 napájecího zdroje.In the circuit according to the invention, the first and second power transistors T2, T5 are connected by the emitter to a first power supply terminal U1, a collector to a first output of the first and second loads Z1, Z2 and a first output of the first and second reverse diodes D1, D3 connected to the power supply. in a non-conducting direction. The second terminal of the first and second loads Z1, Z2 is connected to the second terminal U2 of the power supply via the sensing resistor RS.

- 3 265 669- 3 265 669

Druhý vývod první a druhé zpětné diody Dl, D3 je zapojen na kolektor prvního a druhého spínacího tranzistoru T3, T6 a emitor prvního a druhého spínacího tranzistoru T3, T6 je zapojen na druhou svorku U2 napájecího zdroje. Báze prvního a druhého spínacího tranzistoru T3, T6 je připojena na výstup prvního a druhého spínače SPI, SP2, jehož vstup je spojen s prvním a druhým ovládacím vstupem INI, IN2, který je současně připojen na druhý vstup b prvního a druhého hradla Hl, H2, jehož výstup je přes první a druhý řídicí tranzistor TI, T4 a první a druhý omezovači odpor Rl, R2 připojen na bázi prvního a druhého výkonového tranzistoru T2, T5. První vstup a prvního a druhého hradla Hl, H2 je připojen na výstup regulátoru RG, jehož první vstup A je připojen na zdroj signálu žádané hodnoty a druhý vstup B je připojen do uzlu mezi druhý vývod první a druhé zátěže Zl, Z2 a snímací odpor RS. Paralelně k prvnímu a druhému výkonovému tranzistoru T2, Tg je v nevodivém směru vzhledem k napájecímu zdroji zapojena první a druhá ochranná dioda D2, D4.The second terminals of the first and second reverse diodes D1, D3 are connected to the collector of the first and second switching transistors T3, T6 and the emitters of the first and second switching transistors T3, T6 are connected to the second terminal U2 of the power supply. The base of the first and second switching transistors T3, T6 is connected to the output of the first and second switches SP1, SP2, the input of which is connected to the first and second control inputs IN1, IN2, which are simultaneously connected to the second input b of the first and second gates H1, H2. , the output of which is connected to the first and second power transistors T2, T5 via the first and second control transistors T1, T4 and the first and second limiting resistors R1, R2. The first input a of the first and second gates H1, H2 is connected to the output of the controller RG, whose first input A is connected to the reference signal source and the second input B is connected to the node between the second output of the first and second loads . In parallel to the first and second power transistors T2, Tg, a first and a second protective diode D2, D4 are connected in a non-conductive direction with respect to the power supply.

Na první ovládací vstup INI je přiveden signál, který uvolní první hradlo Hl pro průchod signálu z regulátoru RG na první řídicí tranzistor TI. Na druhém ovládacím vstupu IN2 je naopak signál, který blokuje druhé hradlo M2. Znamená to, že první zátěž Zl je napájená, kdežto druhá zátěž Z2 je ve vypnutém stavu. Ochranu proti přepětí první zátěže Zl tvoří první zpětná dioda Dl a první spínací tranzistor Τβ. Pokud je napájena první zátěž Zl, je první spínací tranzistor T3 ve vodivém stavu působením první%$ spínače SPI, který je ovládán prvním vstupem INI a ochrana proti přepětí je v činnosti. Ochrana proti přepětí druhé zátěže Z2 je rozpojená, protože druhý spínací tranzistor T6 je v nevodivém stavu. Analogicky působí obvod při aktivaci druhého ovládacího vstupu IN2. Z hlediska dimenzování výkonových tranzistorů T2, Tg je důležité, aby jejich dovolené napětí kolektor-emitor bylo alespoň dvojnásobkem rozdílu potenciálů mezi napájecími svorkami Ul, U2. První a druhá ochranná dioda D2, D4 chrání výkonové tranzistory T2, Tg proti napětí opačné polarity. S výhodou lze použít integrovaných tranzistorů v Darlingtonově zapojení ve funkci obou výkonových tranzistorů T2, Tg, nebo£ v jejich pouzdře jsou již obsaženy ochranné diody D2, D4.A first control input INI is provided with a signal that releases the first gate H1 to pass the signal from the controller RG to the first control transistor T1. On the second control input IN2, on the other hand, there is a signal that blocks the second gate M2. This means that the first load Z1 is powered, while the second load Z2 is in the off state. The overvoltage protection of the first load Zl is formed by the first reverse diode D1 and the first switching transistor Τβ. If the first load Z1 is supplied, the first switching transistor T3 is in a conductive state by the first% $ of the SPI switch, which is controlled by the first input INI and the overvoltage protection is in operation. The overvoltage protection of the second load Z2 is open because the second switching transistor T6 is in a non-conducting state. The circuit operates analogously when the second control input IN2 is activated. In terms of dimensioning the power transistors T2, Tg, it is important that their permissible collector-emitter voltage is at least twice the potential difference between the power terminals U1, U2. The first and second protective diodes D2, D4 protect the power transistors T2, Tg against the opposite polarity voltage. It is advantageous to use integrated transistors in Darlington connection as a function of both power transistors T2, Tg, or protective diodes D2, D4 already present in their housing.

Claims

SCOPE OF THE INVENTION 265 669

1. Connection of a DC power supply for inductive loads with magnetic coupling, suitable especially for stepper motors and consisting of a controller, power and control transistors, gates, load and sensing resistor, characterized in that the first and second power transistors (T2, T5) are a first electrode connected to a first power supply terminal (U1), a second electrode to a first output of the first and second loads (Z1, Z2), and a first output of a first and a second reverse diode (D1, D3) connected to the power supply in a nonconductive direction; the first and second load terminals (Z1, Z2) are connected to the second power supply terminal (U2) via the sensing resistor (RS), the second terminals of the first and second reverse diodes (D1, D3) are connected to the second electrodes of the first and second switching transistors T3, T6) and the first electrodes of the first and second switching transistors (T3 »T6) are connected to the second power supply terminal (U2), the base of the first and second The switching transistor (T3 »T6) is connected to the output of the first and second switches (SP1, SP2), the input of which is connected to the first and second control inputs (IN1, IN2), which are simultaneously connected to the second a second gate (H1, H2) whose output is connected to the first and second power transistors (T2, T5) via the first and second control transistors (T1, T4) and the first and second limiting resistors (R1> R2); a) the first and second gates (H1, H2) are connected to the controller output (RG), the first input (A) of the controller (RG) being connected to the reference signal source and the second input (B) of the controller (RG) connected to the node between the second terminal of the first and second loads (Z1, Z2) and the sensing resistor (RS).

2. A DC power supply for inductive loads according to claim 1, characterized in that, in parallel to the first and second power transistors (T2, T5), the first and second protective diodes (D2, D4) are connected in a non-conductive direction with respect to the power supply.