ES2886210T3 - Dispositivo para eliminar la pendiente en la tensión de salida del convertidor de potencia del conmutador en el módulo de plc - Google Patents

Dispositivo para eliminar la pendiente en la tensión de salida del convertidor de potencia del conmutador en el módulo de plc Download PDF

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Abstract

Un método para controlar un convertidor de potencia del conmutador para un módulo del controlador lógico programable, PLC, en donde el convertidor de potencia del conmutador tiene una tensión de salida sin un fenómeno de pendiente, en donde el convertidor de potencia del conmutador comprende una unidad de corrección de tensión de entrada (200) y un regulador (300), en donde el método comprende: corregir, por la unidad de corrección de tensión de entrada (200), una tensión de entrada externa que aumenta gradualmente de manera que la tensión de entrada externa que aumenta gradualmente se emite sólo cuando la tensión de entrada externa que aumenta gradualmente es mayor que o igual a una tensión de referencia; y recibir, por un regulador (300), la tensión de entrada externa corregida emitida de la unidad de corrección de tensión de entrada (200) y suministrar una tensión de salida fija a un circuito interno en el módulo de PLC, en donde la unidad de corrección de tensión de entrada (200) incluye: una unidad de distribución de la etapa de entrada (210) que incluye una primera resistencia (Ra) y una segunda resistencia (Rb) conectadas en serie, en donde la primera resistencia (Ra) y la segunda resistencia (Rb) se conectan a las etapas de entrada VIN+ y VIN- respectivamente; una unidad de generación de tensión constante (220) que incluye una tercera resistencia (Rc) y un diodo Zener (ZD) conectados en serie entre sí, en donde la tercera resistencia (Rc) y el diodo Zener (ZD) se conectan a las etapas de entrada VIN+ y VIN- respectivamente; y una unidad de comparación de tensión (230) que incluye un comparador, en donde el comparador tiene un terminal positivo conectado a un nodo entre la primera resistencia (Ra) y la segunda resistencia (Rb) de la unidad de distribución de la etapa de entrada (210), y un terminal negativo conectado a un nodo entre la tercera resistencia (Rc) y el diodo Zener (ZD) de la unidad de generación de tensión constante (220), en donde la corrección de la tensión de entrada externa que aumenta gradualmente comprende: mantener, por la unidad de generación de tensión constante (220), el terminal negativo de la unidad de comparación de tensión (230) a un valor de tensión específico, aplicar, por la unidad de distribución de la etapa de entrada (210), la tensión de entrada externa que aumenta gradualmente al terminal positivo de la unidad de comparación de tensión (230) en base a un factor de amplificación, y cuando una tensión del terminal positivo de la unidad de comparación de tensión (230) aumenta gradualmente para ser mayor que una tensión del terminal negativo de la unidad de comparación de tensión (230), emitir, por la unidad de comparación de tensión (230), al regulador (300), una tensión que es proporcional a la tensión de entrada externa que aumenta gradualmente, en donde la unidad de distribución de la etapa de entrada (210) se configura para cambiar los valores de la primera resistencia (Ra) y la segunda resistencia (Rb) para controlar el factor de amplificación de la tensión de entrada externa aplicado desde las etapas de entrada de manera que, para permitir que el regulador (300) genere una tensión, se genera una diferencia entre una entrada y una salida del regulador (300), y en donde la tensión de entrada externa emitida desde la unidad de comparación de tensión (230) se introduce en un terminal de habilitación del regulador (300).

Description

DESCRIPCIÓN
Dispositivo para eliminar la pendiente en la tensión de salida del convertidor de potencia del conmutador en el módulo de plc
Antecedentes
1. Campo Técnico
La presente descripción se refiere a un módulo de potencia de PLC (Controlador lógico programable). Específicamente, la presente descripción se refiere a un dispositivo para eliminar una pendiente en una tensión de salida de un regulador de conmutación aplicado a un módulo de potencia de PLC.
2. Descripción de la Técnica Relacionada
Un controlador lógico programable (PLC) tiene funciones integradas tales como operación numérica, operación lógica, control de secuencia, temporizador, y contador, y tiene una memoria que puede almacenar programas y varios datos. El PLC es un ordenador especial que puede controlar varias máquinas y procesadores de automatización. Por lo tanto, el PLC puede aplicarse a varias tareas tales como control de dispositivos, configuración numérica de dispositivos, control de tiempo, monitoreo en tiempo real, recogida de datos en tiempo real y operación de dispositivos de seguridad, etc.
El PLC se equipa con un módulo de salida analógica para proporcionar señales a máquinas tales como equipos de automatización y un módulo de entrada analógica para recibir señales de la máquina. Los circuitos de la técnica anterior se proporcionan por las publicaciones de patente JPS5971521 A, JP2000188862 y US2008247110.
El módulo de entrada analógica convierte la señal analógica proporcionada por la máquina en una señal digital y proporciona la señal digital convertida a una unidad interna de procesamiento aritmético. El módulo de salida analógica recibe una señal digital que refleja un resultado de procesamiento aritmético proporcionado desde la unidad de procesamiento aritmético, convierte la señal digital en una señal analógica, y transmite la señal analógica convertida a la máquina.
En relación con esto, el PLC incluye una fuente de alimentación que suministra una energía para las operaciones del módulo de entrada analógica y del módulo de salida analógica. La fuente de alimentación convierte una entrada de energía de un exterior en una energía requerida para la operación de los módulos de entrada/salida analógica y suministra la energía convertida a los módulos de entrada/salida analógica.
Por lo tanto, para que los módulos de entrada/salida analógica operen normalmente, la energía suministrada por la fuente de alimentación debe mantenerse estable en todo momento.
Un regulador de conmutación aplicado a la fuente de alimentación de PLC recibe una tensión de DC 24 [V] y emite una tensión de DC 5 [V]. En relación con esto, la tensión de DC 24 [V] puede suministrarse no sólo al PLC sino también a un dispositivo periférico o elemento de relé de manera paralela.
En este caso, el dispositivo periférico o elemento de relé tiene elementos activos tales como elementos de inductancia y capacitancia. Como un resultado, la energía de DC 24 [V] suministrada a la fuente de alimentación de PLC puede disminuir gradualmente o aumentar gradualmente debido a las características de los elementos activos.
Las Figuras 1a y 1b muestran respectivamente un diagrama de circuito de un convertidor de potencia del conmutador usado en una fuente de alimentación de PLC convencional, el convertidor que incluye un regulador reductor LM2596 de Texas Instruments, y una forma de onda de tensión de salida en un aumento gradual de una entrada. Las Figuras 2a y 2b muestran respectivamente un diagrama de circuito de un convertidor de potencia del conmutador usado en una fuente de alimentación de PLC convencional, el convertidor que incluye un regulador reductor NJW4196 de una corporación NJR, y una forma de onda de tensión de salida en un aumento gradual de una entrada.
Como se muestra en las figuras, cuando una tensión de entrada de una etapa de entrada externa de DC 24 [V] 11 o 21 aumenta gradualmente de DC 0 [V] a DC 24 [V], como se indica por un numeral de referencia 14 o 24, una tensión de salida de DC 5 [V] se emite a una etapa de salida 13 o 23 a través de un regulador 12 o 22. En relación con esto, un tiempo tomado para que la tensión de entrada de la etapa de entrada externa aumente de DC 0 [V] a DC 24 [V] es 60 segundos.
El regulador 12 mostrado en la Figura 1a es un regulador de conmutación reductor LM2596 de Texas Instruments capaz de accionar una carga de 3 A y es un circuito integrado monolítico. El regulador 12 emite una tensión fija de DC 5 [V]. Además, el regulador 22 mostrado en la Figura 2a es un convertidor reductor NJW4196 con un MOSFET disponible de una corporación NJR que puede accionar una carga de 3,5 A. El regulador 22 tiene una función de regulación estable y emite una tensión de DC 5 [V].
En relación con esto, una forma de onda de la tensión de salida de DC 5 [V] suministrada al circuito interno del módulo de PLC desde la etapa de salida 13 o 23 tiene un fenómeno de pendiente como en la forma de onda mostrada en el numeral de referencia 15 o 25 a medida que la tensión de entrada se aumenta gradualmente de DC 0 [V] a DC 24 [V].
Debido al fenómeno de pendiente en la tensión de salida, se requiere un tiempo de subida para el que la salida de tensión del regulador 12 o 22 sube al nivel de DC 5 [V].
El regulador 12 en la Figura 1a exhibe la forma de onda de tensión de salida 15 mostrada en la Figura 1b, y puede verse que el tiempo de subida de la misma es 1,4 segundos. En relación con esto, un eje vertical representa una tensión V, mientras que un eje horizontal representa un tiempo. El regulador 22 en la Figura 2a exhibe la forma de onda de tensión de salida 25 mostrada en la Figura 2b, y puede verse que el tiempo de subida deoni la misma es 2,6 segundos. En relación con esto, el eje vertical representa una tensión V, mientras que un eje horizontal representa un tiempo.
De esta manera, a medida que la tensión de entrada aumenta y disminuye gradualmente, un nivel y una temporización de la tensión de salida dentro del circuito se vuelven inestables cuando se aplica la potencia inicial. Cuando se suministra esta tensión inestable a los módulos de entrada/ salida analógica, los módulos de entrada/salida analógica no pueden recibir o emitir una señal analógica precisa. Por lo tanto, cuando un elemento que constituye el circuito interno en el módulo de PLC requiere una secuencia de encendido/apagado y una temporización de entrada de energía constante, el elemento puede funcionar mal. Esto provoca una calidad y el rendimiento del producto deterioradas.
En un ejemplo, una MPU SH7750 como uno de los elementos internos en el módulo de PLC requiere que un tiempo de subida de la fuente de alimentación del mismo sea un estándar 30 dentro de 100 [ms] en el proceso de entrada de energía de SH7750 como se muestra en la Figura 3.
Además, en la aplicación de energía inicial, una tensión de reinicio de cada MPU conectada a una etapa de carga se vuelve repetidamente encendido apagado encendido como en la forma de onda de tensión de salida del numeral de referencia 16 mostrada en la Figura 1b, en base a las características de un elemento que tiene el componente de inductancia y capacitancia en una etapa de caga de 5 V. En consecuencia, el circuito conectado a la etapa de carga puede realizar una operación anormal.
Resumen
La invención proporciona un método para controlar un convertidor de potencia del conmutador para un módulo del controlador lógico programable, PLC, de acuerdo con la reivindicación 1. La invención proporciona además un convertidor de potencia del conmutador para un controlador lógico programable, PLC, como se define por la reivindicación independiente 5. Un propósito de la presente descripción es proporcionar un dispositivo para eliminar una pendiente en una tensión de salida de un convertidor de potencia del conmutador de un módulo de PLC, por el que se asegura una temporización de la fuente de alimentación de un circuito regulador interno aplicado a una fuente de alimentación de PLC y una condición de arranque inicial (especificación) requerida por el elemento del circuito se satisface al eliminar un fenómeno de pendiente que se produce en una tensión de salida del circuito regulador interno cuando una tensión de entrada externa al módulo de PLC aumenta o disminuye gradualmente.
Los fines de la presente descripción no se limitan a los fines mencionados anteriormente. Otros fines y ventajas de la presente descripción, como no se mencionaron anteriormente, pueden entenderse desde las siguientes descripciones y entenderse más claramente desde las modalidades de la presente descripción. Además, se apreciará fácilmente que los objetos y ventajas de la presente descripción pueden realizarse mediante características y sus combinaciones como se describe en las reivindicaciones.
De acuerdo con la invención, se proporciona un convertidor de potencia del conmutador para un módulo de controlador lógico programable (PLC), caracterizado porque el convertidor de potencia tiene una tensión de salida sin una pendiente, el convertidor que comprende: una unidad de corrección de tensión de entrada configurada para corregir una tensión de entrada externa que aumenta gradualmente de manera que la tensión de entrada externa que aumenta gradualmente se emite sólo cuando la tensión de entrada externa que aumenta gradualmente es mayor que o igual a una tensión de referencia; y un regulador configurado para recibir la tensión de entrada externa corregida emitida desde la unidad de corrección de tensión de entrada y para suministrar una tensión de salida fija a un circuito interno en el módulo de PLC.
En una modalidad, la unidad de corrección de tensión de entrada incluye: una unidad de distribución de la etapa de entrada configurada para controlar un factor de amplificación de la tensión de entrada externa de manera que se genera una diferencia entre una entrada y una salida para permitir que el regulador genere una tensión; una unidad de generación de tensión constante configurada para convertir la tensión de entrada externa que aumenta gradualmente en una tensión constante, en donde la tensión constante no aumenta más allá de un cierto valor de tensión pero se mantiene en el cierto valor de tensión; y una unidad de comparación de tensión configurada para, cuando una salida de tensión de la unidad de distribución de la etapa de entrada es mayor que una salida de tensión de la unidad de generación de tensión constante, emitir la tensión de entrada externa que aumenta gradualmente suministrada en un tiempo de salida actual.
De acuerdo con la invención, la unidad de corrección de tensión de entrada incluye: una unidad de distribución de la etapa de entrada que incluye una primera resistencia y una segunda resistencia conectadas en serie, en donde la primera resistencia y la segunda resistencia se conectan a las etapas de entrada respectivamente; una unidad de generación de tensión constante que incluye una tercera resistencia y un diodo Zener conectados en serie entre sí, en donde la tercera resistencia y el diodo Zener se conectan a las etapas de entrada respectivamente; y una unidad de comparación de tensión que incluye un comparador, donde el comparador tiene un terminal positivo conectado a un nodo entre la primera resistencia y la segunda resistencia de la unidad de distribución de la etapa de entrada, y un terminal negativo conectado a un nodo entre la tercera resistencia y el Zener diodo de la unidad de generación de tensión constante.
De acuerdo con la invención, la unidad de distribución de la etapa de entrada cambia los valores de la primera resistencia y la segunda resistencia para controlar un factor de amplificación de la tensión de entrada externa aplicado desde las etapas de entrada de manera que se genera una diferencia entre una entrada y una salida para permitir que el regulador genere una tensión.
En una modalidad, la unidad de generación de tensión constante convierte y mantiene la tensión de entrada externa que aumenta gradualmente aplicada desde las etapas de entrada a un valor de tensión específico en base a una tensión Zener del diodo Zener.
De acuerdo con la invención, el terminal negativo de la unidad de comparación de tensión se mantiene a un valor de tensión específico por la unidad de generación de tensión constante, en donde la tensión de entrada externa que aumenta gradualmente se aplica al terminal positivo de la unidad de comparación de tensión en base a un factor de amplificación por la unidad de distribución de la etapa de entrada.
En una modalidad, una tensión de entrada externa inicial aplicada al terminal positivo de la unidad de comparación de tensión tiene un valor de tensión menor que el valor de tensión específico mantenido en el terminal negativo de la unidad de comparación de tensión.
De acuerdo con la invención, cuando una tensión del terminal positivo de la unidad de comparación de tensión aumenta gradualmente para ser mayor que una tensión del terminal negativo de la unidad de comparación de tensión, la unidad de comparación de tensión emite, al regulador, la tensión de entrada externa que aumenta gradualmente. suministrada en un tiempo de salida actual.
De acuerdo con la invención, la salida de tensión de entrada externa de la unidad de comparación de tensión se introduce a un terminal de habilitación del regulador.
De acuerdo con la presente descripción como se describió anteriormente, el dispositivo que elimina el fenómeno de pendiente de la tensión de salida del convertidor de potencia del conmutador para el módulo de PLC emite la tensión de entrada externa que aumenta gradualmente sólo cuando la tensión de entrada externa está por encima o igual a la tensión de referencia, de esta manera para eliminar el fenómeno de pendiente que se produce en la tensión de salida del circuito regulador interno aplicado a la fuente de alimentación de PLC cuando la tensión de entrada externa aumenta o disminuye gradualmente. Por lo tanto, el regulador permite que se garantice el nivel de tensión de operación requerido por el elemento de circuito, y permite que se proporcione de manera estable la temporización de operación. Por lo tanto, el mal funcionamiento del circuito interno puede evitarse después del tiempo de aplicación de tensión inicial en el módulo de PLC.
En particular, suministrar la tensión de salida sin fenómeno de pendiente al circuito interno puede permitir que se asegure un nivel de tensión de operación requerido por el elemento del circuito y permitir que se proporcione de manera estable una temporización de operación. Por lo tanto, esto puede evitar el mal funcionamiento del circuito interno después del tiempo de aplicación de tensión inicial en el módulo de PLC.
Efectos específicos adicionales de la presente descripción, así como también los efectos como se describió anteriormente se describirán en conducción con ilustraciones de detalles específicos para llevar a cabo la invención.
Breve descripción de los dibujos
Las Figuras 1a y 1b muestran respectivamente un diagrama de circuito de un convertidor de potencia del conmutador usado en una fuente de alimentación de PLC convencional, el convertidor que incluye un regulador reductor LM2596 de Texas Instruments, y una forma de onda de tensión de salida en un aumento gradual de una entrada.
Las Figuras 2a y 2b muestran respectivamente un diagrama de circuito de un convertidor de potencia del conmutador usado en una fuente de alimentación de PLC convencional, el convertidor que incluye un regulador reductor NJW4196 de una corporación NJR, y una forma de onda de tensión de salida en un aumento gradual de una entrada.
La Figura 3 muestra un proceso de entrada de energía en una MPU SH7750 convencional.
La Figura 4 muestra una configuración de un convertidor de potencia del conmutador que tiene un dispositivo para eliminar una pendiente en una tensión de salida del convertidor de potencia del conmutador de un módulo de PLC de acuerdo con una modalidad de la presente descripción
La Figura 5 es un diagrama de bloques que detalla una configuración de una unidad de corrección de tensión de entrada mostrada en la Figura 4. La Figura 6 muestra un diagrama de circuito detallado de la unidad de corrección de tensión de entrada mostrada en la Figura 5.
Las Figuras 7a y 7b muestran respectivamente un diagrama de circuito del convertidor de potencia del conmutador que tiene el dispositivo para eliminar la pendiente en la tensión de salida del convertidor de potencia del conmutador del módulo de PLC de acuerdo con la modalidad de la presente descripción, y una forma de onda de tensión de salida en un aumento gradual de una entrada.
Descripción detallada
Los objetos, características y ventajas anteriores se volverán evidentes desde la descripción detallada con referencia a los dibujos acompañantes. Las modalidades se describen con suficiente detalle para permitir que los expertos en la técnica practiquen fácilmente la idea técnica de la presente descripción. Pueden omitirse descripciones detalladas de las funciones o configuraciones bien conocidas para no ocultar innecesariamente la presente descripción. De aquí en adelante, las modalidades de la presente descripción se describirán con detalle con referencia a los dibujos acompañantes. A lo largo de los dibujos, los numerales de referencia similares se refieren a elementos similares.
De aquí en adelante, se describirá un dispositivo para eliminar una pendiente en una tensión de salida de un convertidor de potencia del conmutador de un módulo de PLC de acuerdo con algunas modalidades de la presente descripción con referencia a las Figuras 4 a la 8.
En relación con esto, en las siguientes modalidades, el diagrama de circuito del convertidor de potencia del conmutador aplicado a la fuente de alimentación de PLC incluye el regulador reductor NJW4196 disponible de la corporación n Jr . Sin embargo, este es sólo un ejemplo para facilidad de la ilustración. La presente descripción no se limita al mismo. Por ejemplo, el diagrama de circuito del convertidor de potencia del conmutador aplicado a la fuente de alimentación de PLC puede incluir un regulador reductor LM2596 disponible de Texas Instruments. En general, las mismas consideraciones técnicas como se describen más abajo pueden aplicarse al diagrama de circuito que incluye todos los reguladores incluidos en el convertidor de potencia del conmutador aplicados a la fuente de alimentación de PLC.
La Figura 4 muestra una configuración de un convertidor de potencia del conmutador que tiene un dispositivo para eliminar una pendiente en una tensión de salida de un convertidor de potencia del conmutador de un módulo de PLC de acuerdo con una modalidad de la presente descripción.
Como se muestra en la Figura 4, el convertidor de potencia del conmutador que tiene la función de eliminar la pendiente de la tensión de salida incluye una unidad de corrección de tensión de entrada 200 y un regulador 300.
La unidad de corrección de tensión de entrada 200 corrige una tensión de entrada externa que aumenta gradualmente introducida desde una entrada 100 a una tensión de entrada externa a emitir que aumenta gradualmente desde y por encima de una tensión de referencia. En relación con esto, la tensión de entrada externa a emitir se introduce en un terminal de habilitación del regulador 300 para controlar la operación del regulador 300.
Además, el regulador 300 recibe la tensión de entrada externa corregida emitida por la unidad de corrección de tensión de entrada 200, y emite a una salida 400a una tensión de salida fija a suministrar al circuito interno del módulo.
La Figura 5 es un diagrama de bloques detallado de la configuración de la unidad de corrección de tensión de entrada 200 mostrada en la Figura 4.
Como se muestra en la Figura 5, la unidad de corrección de tensión de entrada 200 incluye una unidad de distribución de la etapa de entrada 210, una unidad de generación de tensión constante 220, y una unidad de comparación de tensión 230.
La unidad de distribución de la etapa de entrada 210 regula un factor de amplificación de la tensión de entrada externa de manera que se genera una diferencia entre una entrada y una salida para permitir que el regulador 300 genere una tensión. En relación con esto, en dependencia del tipo de regulador 300, varía la diferencia entre la entrada y la salida para permitir que el generador genere la tensión. En consecuencia, el factor de amplificación controlado de la tensión varía en dependencia del tipo del regulador 300.
Además, la unidad de generación de tensión constante 220 convierte la tensión de entrada externa que aumenta gradualmente en una tensión constante que no aumenta más allá de un cierto valor de tensión.
Además, la unidad de comparación de tensión 230 compara la salida de tensión desde la unidad de distribución de la etapa de entrada 210 con la salida de tensión desde la unidad de generación de tensión constante 220. Cuando la salida de tensión desde la unidad de distribución de la etapa de entrada 210 es mayor que la salida de tensión desde la unidad de generación de tensión constante 220, la unidad 239 emite la tensión de entrada externa que aumenta gradualmente suministrada en el tiempo de salida. En relación con esto, a medida que la unidad de generación de tensión constante 220 mantiene un valor de tensión específico, la salida de tensión desde la unidad de distribución de la etapa de entrada 210 aumenta gradualmente desde y por encima de un valor menor que el valor de tensión específico.
La Figura 6 es un diagrama de circuito detallado de la unidad de corrección de tensión de entrada 200 mostrada en la Figura 5.
Como se muestra en la Figura 6, la unidad de corrección de tensión de entrada 200 incluye la unidad de distribución de la etapa de entrada 210, la unidad de generación de tensión constante 220, y la unidad de comparación de tensión 230.
En relación con esto, la unidad de distribución de la etapa de entrada 210 incluye una primera resistencia Ra y una segunda resistencia Rb conectadas en serie. La primera resistencia Ra y la segunda resistencia Rb se conectan a las etapas de entrada VIN+ y VIN- de la entrada 100 respectivamente.
La primera resistencia Ra y la segunda resistencia Rb de la unidad de distribución de la etapa de entrada 210 conectadas en serie se conectan a la entrada 100. La unidad de distribución de la etapa de entrada 210 cambia los valores de la primera resistencia Ra y la segunda resistencia Rb para controlar el factor de amplificación de la tensión de entrada externa aplicado a la entrada 100 de manera que se genera una diferencia entre una entrada y una salida para permitir que el regulador 300 genere una tensión. Por lo tanto, la unidad de distribución de la etapa de entrada 210 controla el factor de amplificación de la tensión. En relación con esto, en dependencia del tipo de regulador 300, varía la diferencia entre la entrada y la salida para permitir que el generador genere la tensión. En consecuencia, el factor de amplificación controlado de la tensión varía en dependencia del tipo del regulador 300.
La unidad de generación de tensión constante 220 incluye una tercera resistencia Rc y un diodo Zener ZD conectados en serie entre sí. La tercera resistencia Rc y el diodo Zener ZD se conectan a las etapas de entrada VIN+ y VIN- de la entrada 100, respectivamente.
La tercera resistencia Rc y el diodo Zener ZD de la unidad de generación de tensión constante 220 se conectan a la entrada 100. La unidad de generación de tensión constante 220 genera un fenómeno de ruptura que provoca que fluya una corriente inversa cuando la tensión de entrada externa que aumenta gradualmente aplicada desde la entrada 100 excede una tensión Zener del diodo Zener ZD. Como un resultado, la tensión de entrada se mantiene a un valor de tensión específico.
Además, la unidad de comparación de tensión 230 se implementa como un comparador. Un terminal positivo de la unidad de comparación de tensión 230 se conecta a un nodo entre la primera resistencia Ra y la segunda resistencia Rb de la unidad de distribución de la etapa de entrada 210. Un terminal negativo de la unidad de comparación de tensión 230 se conecta a un nodo entre la tercera resistencia Rc y el diodo Zener ZD de la unidad de generación de tensión constante 220.
En otras palabras, la unidad de comparación de tensión 230 se implementa como un comparador. La tensión en el nodo entre la primera resistencia Ra y la segunda resistencia Rb de la unidad de distribución de la etapa de entrada 210 se aplica al terminal positivo de la unidad de comparación de tensión 230. La tensión en el nodo entre la tercera resistencia Rc y el diodo Zener ZD de la unidad de generación de tensión constante 220 se aplica al terminal negativo de la unidad de comparación de tensión 230. En relación con esto, el comparador compara las magnitudes de las tensiones aplicadas a los terminales negativo y positivo. Cuando la tensión aplicada al terminal positivo es mayor que la tensión aplicada al terminal negativo (tensión del terminal positivo > tensión terminal negativo), se emite una alimentación del comparador VIN+.
Por lo tanto, incluso cuando se aplica una tensión de entrada externa que aumenta gradualmente, la tensión aplicada al terminal negativo de la unidad de comparación de tensión 230 se mantiene a un valor de tensión específico por la unidad de generación de tensión constante 220. Además, cuando se aplica la tensión de entrada externa que aumenta gradualmente, la tensión aplicada al terminal positivo de la unidad de comparación de tensión 230 aumenta gradualmente desde y por encima de un valor menor que el valor de tensión específico mantenido en el terminal negativo y en base al factor de amplificación de la tensión controlado por la unidad de distribución de la etapa de entrada 210.
Cuando la tensión del terminal positivo aumenta gradualmente para ser mayor que la tensión del terminal negativo, la tensión de entrada externa aumentada gradualmente se emite al regulador 300 en un tiempo de salida actual. En relación con esto, la tensión de entrada externa emitida desde la unidad de comparación de tensión 230 se introduce al terminal de habilitación del regulador 300 para controlar la operación del regulador 300. Por lo tanto, el regulador puede emitir una tensión de salida de DC 5 [V] sin pendiente.
El regulador 300 suministra una tensión de salida que no tiene pendiente al circuito interno del módulo de PLC. En consecuencia, el regulador 300 permite que se garantice el nivel de tensión de operación requerido por el elemento de circuito, y permite que se proporcione de manera estable la temporización de operación. Por lo tanto, el mal funcionamiento del circuito interno puede evitarse después del tiempo de aplicación de tensión inicial en el módulo de PLC.
Las Figuras 7a y 7b muestran respectivamente un diagrama de circuito del convertidor de potencia del conmutador que tiene el dispositivo para eliminar la pendiente en la tensión de salida del convertidor de potencia del conmutador del módulo de PLC de acuerdo con la modalidad de la presente descripción, y una forma de onda de tensión de salida en un aumento gradual de una entrada.
Con referencia a las Figuras 7a y 7b, cuando la tensión de entrada externa 500 que aumenta gradualmente se aplica desde la entrada 100 a la unidad de distribución de la etapa de entrada 210, la tensión de entrada externa se distribuye en base a un factor de amplificación controlado por la unidad de distribución de la etapa de entrada 210 acoplada a la etapa de entrada VIN+ y VIN- de la entrada 100.
En relación con esto, el factor de amplificación se controla de manera que se genera una tensión en base a la diferencia entre la entrada y la salida del regulador 300. Por lo tanto, el factor de amplificación se ajusta para producir la diferencia. Por lo tanto, el factor de amplificación varía en dependencia del tipo del regulador.
El regulador usado en la Figura 7a es el regulador reductor NJW4196 disponible de la Corporación NJR. En este caso, en dependencia de la característica del regulador, debe lograrse un factor de amplificación de 0,4 veces. En un ejemplo, cuando el regulador es un regulador reductor LM2596 disponible de Texas Instruments, debe lograrse un factor de amplificación de 1,7 veces.
Por lo tanto, la unidad de distribución de la etapa de entrada 210 incluye la primera resistencia Ra y la segunda resistencia Rb conectadas en serie entre sí. La primera resistencia Ra se implementa como una resistencia de 15 [kQ] mientras la segunda resistencia Rb se implementa como una resistencia de 10 [kQ]. Como un resultado, puede lograrse el factor de amplificación de 0,4 veces.
El nodo entre la primera resistencia Ra y la segunda resistencia Rb de la unidad de distribución de la etapa de entrada 210 se conecta al terminal positivo del comparador como la unidad de comparación de tensión 230. Por lo tanto, la tensión en el nodo entre la primera resistencia Ra y la segunda resistencia Rb se aplica al terminal positivo.
La unidad de generación de tensión constante 220 incluye la tercera resistencia Rc y el diodo Zener ZD conectados en serie entre sí. La tercera resistencia Rc y el diodo Zener ZD se conectan a las etapas de entrada VIN+ y VIN- de la entrada 100, respectivamente. Como un resultado, la tensión de entrada externa que aumenta gradualmente 500 aplicada desde la entrada 100 se convierte en una tensión constante que tiene un valor de tensión específico por la unidad de generación de tensión constante 220.
La tercera resistencia Rc y el diodo Zener ZD de la unidad de generación de tensión constante 220 se conectan a la entrada 100. La unidad de generación de tensión constante 220 genera un fenómeno de ruptura que provoca que fluya una corriente inversa cuando la tensión de entrada externa que aumenta gradualmente aplicada desde la entrada 100 excede una tensión Zener del diodo Zener ZD. Como un resultado, la tensión de entrada se mantiene a un valor de tensión específico. En la Figura 7a, usar el NJM1431 como el diodo Zener ZD puede permitir que se emita una tensión constante de aproximadamente 2,44 a 2,49 [V] después de la fuente de alimentación.
El terminal negativo de la unidad de comparación de tensión 230 se conecta a un nodo entre la tercera resistencia Rc y el diodo Zener ZD de la unidad de generación de tensión constante 220. La tensión en el nodo entre la tercera resistencia Rc y el diodo Zener ZD de la unidad de generación de tensión constante 220 se aplica al terminal negativo de la unidad de comparación de tensión 230.
Incluso cuando se aplica la tensión de entrada externa que aumenta gradualmente, la tensión aplicada al terminal negativo de la unidad de comparación de tensión 230 se mantiene a un valor de tensión específico de aproximadamente 2,44 a 2,49 [V] por la unidad de generación de tensión constante 220. Además, cuando se aplica la tensión de entrada externa que aumenta gradualmente, la tensión aplicada al terminal positivo de la unidad de comparación de tensión 230 aumenta gradualmente desde y por encima de un valor menor que el valor de tensión específico de aproximadamente 2,44 a 2,49 [V] mantenido en el terminal negativo y en base al factor de amplificación de la tensión controlado por la unidad de distribución de la etapa de entrada 210.
En relación con esto, cuando la tensión de entrada externa que aumenta gradualmente es mayor que la tensión de 2,44 a 2,49 [V] de la unidad de generación de tensión constante 220, la tensión de entrada al terminal negativo de la unidad de comparación de tensión 230 se mantiene en un valor de 2,44 a 2,49 [V]. En consecuencia, la tensión de entrada al terminal negativo de 2,44 a 2,49 [V] no funcionará en un intervalo por debajo de una cierta tensión. Además, en un intervalo por encima de la cierta tensión, la tensión de entrada al terminal negativo se fija y se mantiene en una tensión constante.
De aquí en adelante, cuando la tensión de entrada externa aumenta continuamente a aproximadamente 6,5 [V], el valor de tensión de la unidad de distribución de tensión de entrada 210 aplicado al terminal positivo de la unidad de comparación de tensión 230 se vuelve mayor que 2,44 a 2,49 [V]. En este caso, la salida de la unidad de comparación de tensión 230 se vuelve la tensión externa 600 suministrada en el momento de la salida. En un ejemplo, debido a las características de la unidad de generación de tensión constante 220 usada en la Figura 7a, debe producirse una diferencia de 2 [V] entre la tensión de salida y una tensión de salida real. Por lo tanto, para que la unidad de comparación de tensión 230 emita una tensión de salida real de 5 [V], la tensión de entrada externa debe aumentar hasta alcanzar 7 [V]. Sin embargo, de acuerdo con un resultado de simulación, cuando la tensión de entrada externa es de aproximadamente 6,7 [V], la unidad de comparación de tensión 230 emite una tensión de salida de 5 [V].
La tensión de salida de la unidad de comparación de tensión 230 se introduce en el terminal de habilitación del regulador 300. En consecuencia, el regulador 300 emite una tensión de salida de DC 5 [V] 700 sin un fenómeno de pendiente.
De acuerdo con la presente descripción, cuando la tensión de entrada externa aumenta o disminuye gradualmente, la tensión de entrada se emite sólo cuando la tensión de entrada externa está por encima o igual a la tensión de referencia. En consecuencia, puede eliminarse el fenómeno de pendiente que se produce en la tensión de salida del circuito regulador interno aplicado a la fuente de alimentación de PLC. Por lo tanto, el regulador permite que se garantice el nivel de tensión de operación requerido por el elemento de circuito, y permite que se proporcione de manera estable la temporización de operación. Por lo tanto, el mal funcionamiento del circuito interno puede evitarse después del tiempo de aplicación de tensión inicial en el módulo de PLC.
Las descripciones anteriores pueden someterse a varias sustituciones, modificaciones, y alteraciones dentro del alcance de la invención como se define por las reivindicaciones adjuntas.

Claims (5)

  1. REIVINDICACIONES
    i. Un método para controlar un convertidor de potencia del conmutador para un módulo del controlador lógico programable, PLC, en donde el convertidor de potencia del conmutador tiene una tensión de salida sin un fenómeno de pendiente,
    en donde el convertidor de potencia del conmutador comprende una unidad de corrección de tensión de entrada (200) y un regulador (300), en donde el método comprende:
    corregir, por la unidad de corrección de tensión de entrada (200), una tensión de entrada externa que aumenta gradualmente de manera que la tensión de entrada externa que aumenta gradualmente se emite sólo cuando la tensión de entrada externa que aumenta gradualmente es mayor que o igual a una tensión de referencia; y
    recibir, por un regulador (300), la tensión de entrada externa corregida emitida de la unidad de corrección de tensión de entrada (200) y suministrar una tensión de salida fija a un circuito interno en el módulo de PLC, en donde la unidad de corrección de tensión de entrada (200) incluye:
    una unidad de distribución de la etapa de entrada (210) que incluye una primera resistencia (Ra) y una segunda resistencia (Rb) conectadas en serie, en donde la primera resistencia (Ra) y la segunda resistencia (Rb) se conectan a las etapas de entrada VIN+ y VIN- respectivamente;
    una unidad de generación de tensión constante (220) que incluye una tercera resistencia (Rc) y un diodo Zener (ZD) conectados en serie entre sí, en donde la tercera resistencia (Rc) y el diodo Zener (ZD) se conectan a las etapas de entrada VIN+ y VIN- respectivamente; y una unidad de comparación de tensión (230) que incluye un comparador, en donde el comparador tiene un terminal positivo conectado a un nodo entre la primera resistencia (Ra) y la segunda resistencia (Rb) de la unidad de distribución de la etapa de entrada (210), y un terminal negativo conectado a un nodo entre la tercera resistencia (Rc) y el diodo Zener (ZD) de la unidad de generación de tensión constante (220),
    en donde la corrección de la tensión de entrada externa que aumenta gradualmente comprende:
    mantener, por la unidad de generación de tensión constante (220), el terminal negativo de la unidad de comparación de tensión (230) a un valor de tensión específico, aplicar, por la unidad de distribución de la etapa de entrada (210), la tensión de entrada externa que aumenta gradualmente al terminal positivo de la unidad de comparación de tensión (230) en base a un factor de amplificación, y cuando una tensión del terminal positivo de la unidad de comparación de tensión (230) aumenta gradualmente para ser mayor que una tensión del terminal negativo de la
    unidad de comparación de tensión (230), emitir, por la unidad de comparación de tensión (230), al regulador (300), una tensión que es proporcional a la tensión de entrada externa que aumenta gradualmente,
    en donde la unidad de distribución de la etapa de entrada (210) se configura para cambiar los valores de la primera resistencia (Ra) y la segunda resistencia (Rb) para controlar el factor de amplificación de la tensión de entrada externa aplicado desde las etapas de entrada de manera que, para permitir que el regulador (300) genere una tensión, se genera una diferencia entre una entrada y una salida del regulador (300), y en donde la tensión de entrada externa emitida desde la unidad de comparación de tensión (230) se introduce en un terminal de habilitación del regulador (300).
  2. 2. El método de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende:
    convertir, por la unidad de generación de tensión constante (220), la tensión de entrada externa que aumenta gradualmente en una tensión constante, en donde la tensión constante no aumenta más allá de un cierto valor de tensión, pero se mantiene en el cierto valor de tensión; y
    cuando una salida de tensión desde la unidad de distribución de la etapa de entrada (210) es mayor que una salida de tensión desde la unidad de generación de tensión constante (220), emitir, por la unidad de comparación de tensión (230), la tensión de entrada externa que aumenta gradualmente suministrada en un tiempo de salida actual.
  3. 3. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la unidad de generación de tensión constante (220) convierte y mantiene la tensión de entrada externa que aumenta gradualmente aplicada desde las etapas de entrada al valor de tensión específico en base a una tensión Zener del diodo Zener (ZD).
  4. 4. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde una tensión de entrada externa inicial aplicada al terminal positivo de la unidad de comparación de tensión (230) tiene un valor de tensión menor que el valor de tensión específico mantenido en el terminal negativo de la unidad de comparación de tensión (230).
  5. 5. Un convertidor de potencia del conmutador para un controlador lógico programable, PLC, el convertidor de potencia del conmutador configurado para operar de acuerdo con cualquiera de los métodos definidos por las reivindicaciones 1 a la 4 cuando se conecta a una tensión de entrada externa que aumenta gradualmente.
    Ċ
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