FR2529698A1 - Stabilised-output supply circuit and application to a multi-voltage supply. - Google Patents
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Abstract
Description
"CIRCUIT D'ALIMFNTATIoe STABILISE EN SORTIE ET APPLICATION
A UNE ALIMENTATION AULTITENSIONT". "STABILIZED SUPPLY CIRCUIT ON OUTPUT AND APPLICATION
TO A SUPPLY AULTITENSIONT ".
La présente invention concerne un circuit d'alimentation fournissant une grandeur continue de sortie stabilisée, à partir d'une tension alternative, après redressement par des éléments redresseurs et integration par un circuit intégrateur. Elle concerne également une application du circuit d'alimentation selon l'invention à une alimentation fournissant une pluralité de grandeurs continues de sortie à partir de tensions alternatives obtenues aux secondaires d'un transformateur dont le primaire est excité par une tension alternative principale. The present invention relates to a supply circuit providing a continuous stabilized output quantity, from an alternating voltage, after rectification by rectifier elements and integration by an integrator circuit. It also relates to an application of the supply circuit according to the invention to a supply supplying a plurality of continuous output quantities from alternating voltages obtained at the secondary of a transformer whose primary is excited by a main alternating voltage.
Dans la suite de ce memoire, on entendra sous le terme "grandeur" aussi bien la notion de tension que de courant. In the remainder of this memoir, we will hear under the term "quantity" the concept of voltage as well as current.
L'invention trouve une utilisation avantageuse dans le domaine général des alimentations stabilisées et, plus particulièrement, dans les alimentations destinees aux véhicules automobiles dans lesquels un rendement elevé est recherché. The invention finds an advantageous use in the general field of stabilized power supplies and, more particularly, in power supplies intended for motor vehicles in which high efficiency is sought.
Les circuits d'alimentation actuellement connus, notamment à découpage, fournissant, par exemple, une tension continue comme grandeur de sortie staL ilisée, exige au secondaire une tension supérieure de plusieurs volts a la valeur désirée pour la tension conte de sortie, ce qui nuit au rendement du dispositif. Current supply circuits, in particular switching, supplying, for example, a DC voltage as a standardized output variable, requires the secondary a voltage several volts higher than the desired value for the output voltage, which is harmful. device performance.
La prsente invention a pour but de remedier à ces inconvénients. Elle est basée sur l idée que l'on pourrait stabiliser la grandeur continue de sortie en agissant directement sur la commande des éléments redresseurs. The object of the present invention is to remedy these drawbacks. It is based on the idea that one could stabilize the continuous output quantity by acting directly on the control of the rectifier elements.
En effet, selon la présente invention, un circuit d'alimentation fournissant une grandeur continue de sortie stabilisée, à partir d'une tension alternative, après redressement par des éléments redresseurs et integration par un circuit intégrateur, est notamment remarquable en ce qu'au moins un des éléments redresseurs est un élément semiconducteur unidirectionnel à ouverture commandée dont l'organe de commande est relie à un circuit de régulation comparant la grandeur continue de sortie à une même grandeur de référence. In fact, according to the present invention, a supply circuit supplying a continuous stabilized output quantity, from an alternating voltage, after rectification by rectifier elements and integration by an integrator circuit, is notably remarkable in that at at least one of the rectifying elements is a unidirectional semiconductor element with controlled opening, the control member of which is connected to a regulation circuit comparing the continuous output quantity with the same reference quantity.
Ainsi, le circuit de régulation détecte toute fluctuation de la grandeur continue de sortie, due par exemple à une fluctuation de la tension alternative ou à une variation de charge du circuit d'alimentation, et agit sur l'organe de commande de l'ouverture de l'élément semiconducteur unidirectionnel à ouverture commandée de sorte que durant l'alternance concernée, ledit élément semiconducteur unidirectionnel reste fermé le temps nécessaire pour ramener la grandeur continue de sortie à la valeur desirée. Cette régulation se fait avec un bon rendement puisqu'elle consiste à ajuster le débit de courant alors que les régulateurs connus exigent une chute de tension à travers un elément résistif actif. Thus, the regulation circuit detects any fluctuation in the continuous output quantity, due for example to a fluctuation in the alternating voltage or to a variation in the load of the supply circuit, and acts on the opening control member. of the unidirectional semiconductor element with controlled opening so that during the alternation concerned, said unidirectional semiconductor element remains closed for the time necessary to bring the continuous output quantity to the desired value. This regulation is done with good efficiency since it consists in adjusting the current flow whereas the known regulators require a voltage drop through an active resistive element.
Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, ltélement semiconducteur unidirectionnel à ouverture commandee est un thyristor dont la gachette est relie audit circuit de regulation comparant la grandeur continue d'utilisation à la meme grandeur de référence. In a particular embodiment of the invention, the unidirectional semiconductor element with controlled opening is a thyristor, the trigger of which is connected to said regulation circuit comparing the continuous quantity of use with the same reference quantity.
Lorsque le circuit d'alimentation selon l'invention comporte un circuit intégrateur du type inductance-condensateur, il est prévu qu'une diode est placée en parallèle à l'entrée du circuit integrateur, la cathode de la diode étant reliée à ltélectrode négative de l'élément semiconducteur unidirectionnel à ouverture commandée, de façon à assurer le passage du courant dans l'inductance quand ltélément semiconducteur unidirectionnel à ouverture commandée n'est pas encore amorcé. When the supply circuit according to the invention comprises an integrator circuit of the inductance-capacitor type, provision is made for a diode to be placed in parallel at the input of the integrator circuit, the cathode of the diode being connected to the negative electrode of the unidirectional semiconductor element with controlled opening, so as to ensure the passage of current in the inductor when the unidirectional semiconductor element with controlled opening is not yet started.
Enfin, une application du circuit d'alimentation selon l'invention à une alimentation fournissant une pluralité de grandeurs continues de sortie â partir de tensions alternatives obtenues aux secondaires d'un transformateur dont le primaire est excité par une tension alternative principale, est notamment remarquable en ce qu'au moins une grandeur continue de sortie est stabilisée a' l'aide dudit circuit d'alimentation. On peut envisager que la tension alternative principale est produite par des moyens de découpage d'une tension continue principale provenant soit d'une tension secteur redressée soit d'une basse tension continue. Finally, an application of the supply circuit according to the invention to a supply supplying a plurality of continuous output quantities from alternating voltages obtained at the secondary of a transformer whose primary is excited by a main alternating voltage is particularly remarkable in that at least one continuous output quantity is stabilized by means of said supply circuit. It can be envisaged that the main alternating voltage is produced by means of cutting out a main direct voltage coming either from a rectified mains voltage or from a low direct voltage.
Ce dernier cas est celui d'une utilisation de l'invention aux véhicules automobiles dans laquelle la tension continue principale est delivrée par la batterie desdits véhicules.The latter case is that of a use of the invention for motor vehicles in which the main DC voltage is supplied by the battery of said vehicles.
Afin d'ameliorer encore la stabilisation, on peut prevoir une première régulation au primaire des grandeurs continues de sortie, en stabilisant une des grandeurs continues de sortie par un circuit de comparaison agissant sur les moyens de découpage. Cette possibilité marque un avantage certain par rapport aux alimentations à découpage habituellement utilis-ées dans lesquelles on ne peut agir qu'une seule fois au primaire par l'intermédiaire d'une boucle de régulation unique qui ne fournit en sortie qu'unie grandeur de sortie stabilisée. Si l'on veut, dans ce cas, obtenir plusieurs sorties régulées et sépares, il faudrait utiliser des régulateurs continus dont on a vu qu'ils conduisent à un rendement insuffisant.Par contre, l'invention offre la possibilité de réaliser, outre la boucle de régulation primaire, une excellente stabilisation individuelle des grandeurs continues de sortie avec un rendement élevé.In order to further improve stabilization, it is possible to provide a first primary regulation of the continuous output quantities, by stabilizing one of the continuous output quantities by a comparison circuit acting on the cutting means. This possibility marks a definite advantage compared to the switching power supplies usually used in which one can only act once in the primary via a single regulation loop which provides only a output of stabilized output. If we want, in this case, to obtain several regulated and separate outputs, it would be necessary to use continuous regulators which we have seen that they lead to an insufficient efficiency. On the other hand, the invention offers the possibility of realizing, in addition to the primary control loop, excellent individual stabilization of continuous output quantities with high efficiency.
La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, fera bien comprendre en quoi consiste l'invention et comment elle peut être réalisée. The description which follows with reference to the appended drawings, given by way of nonlimiting examples, will make it clear what the invention consists of and how it can be implemented.
La figure 1 est un schema synoptique d'un circuit d'alimentation selon l'invention. Figure 1 is a block diagram of a supply circuit according to the invention.
La figure 2 montre un premier exemple de realisation du circuit d'alimentation de la figure 1,
La figure 3 montre un deuxième exemple de réalisation du circuit d'alimentation de la figure 2.FIG. 2 shows a first example of embodiment of the supply circuit of FIG. 1,
FIG. 3 shows a second embodiment of the supply circuit of FIG. 2.
La figure 4 donne le schéma d'une application du circuit d'alimentation selon l'invention à une alimentation multitension. FIG. 4 gives the diagram of an application of the supply circuit according to the invention to a multi-voltage supply.
Le schéma synoptique de la figure 1 montre un circuit d'alimentation fournissant, par exemple, une tension continue V de sortie stabilisée à partir d'une tension
c alternative Va, après redressement par des éléments redresseurs 11 et intégration par un circuit intégrateur 21.The block diagram of FIG. 1 shows a supply circuit supplying, for example, a DC output voltage V stabilized from a voltage
c alternative Va, after rectification by rectifier elements 11 and integration by an integrator circuit 21.
Comme l'indique la figure 1, au moins un des éléments redres seurs Il est un élément semiconducteur unidirectionnel 12 à ouverture commandée, représenté ici par un thyristor, dont l'organe 13 de commande, la gachette du thyristor, est relié à un circuit 14 de régulation comparant la tension continue V de sortie à une tension V de référence. Ainsi,
c o le circuit 14 de régulation detecte toute fluctuation de la tension continue Vc de sortie, due à une variation de la tension alternative V ou à une variation de charge, et agit,
a par l'intermédiaire de l'organe 13 de commande sur le thyristor 12 de façon à en ajuster le temps de fermeture à une valeur telle que la tension continue Vc soit ramenée à sa valeur nominale.As shown in FIG. 1, at least one of the rectifying elements It is a unidirectional semiconductor element 12 with controlled opening, represented here by a thyristor, of which the control member 13, the trigger of the thyristor, is connected to a circuit 14 regulating comparing the DC output voltage V to a reference voltage V. So,
co the regulation circuit 14 detects any fluctuation in the DC output voltage Vc, due to a variation in the alternating voltage V or a variation in load, and acts,
a via the control member 13 on the thyristor 12 so as to adjust the closing time to a value such that the DC voltage Vc is brought back to its nominal value.
Le premier mode de réalisation de l'invention représenté à la figure 2 comporte pour seul élément redresseur le thyristor 12, tandis que le circuit intégrateur 21 est constitue par une inductance 22 et un condensateur 23. The first embodiment of the invention shown in FIG. 2 comprises the thyristor 12 as the only rectifying element, while the integrator circuit 21 is constituted by an inductor 22 and a capacitor 23.
Dans ce cas, il est prévu de placer une diode 24 en parallèle à l'entrée dudit circuit intégrateur, la cathode de la diode 24 étant reliée à l'électrode négative du thyristor 12 afip d'éviter que l'inductance 22 reste en circuit ouvert pendant l'alternance négative ou pendant l'alternance positive lorsque le thyristor 12 n'est pas commandé.In this case, provision is made to place a diode 24 in parallel with the input of said integrating circuit, the cathode of diode 24 being connected to the negative electrode of thyristor 12 afip to prevent the inductance 22 remaining in circuit open during negative alternation or during positive alternation when thyristor 12 is not controlled.
La figure 3 montre un deuxième mode de réalisation de l'invention dans lequel la tension alternative V
a est fournie par une source alternåtive à point milieu permettant un redressement double alternance par des éléments redresseurs 11 qui, dans le cas de la figure 3, sont composes d'un thyristor 12 et d'une diode 15 Ce mode de régulation par thyristor présente l'avantage d'un meilleur rendement par rapport aux régulateurs continus habituellement utilisés dans lesquels le thyristor 12 est remplacé par une diode et dont la régulation est assurée par des éléments introduisant plus ou moins de pertes en série avec la charge utile, ce qui nécessite au départ une tension non régulée supérieure à la tension régulée.FIG. 3 shows a second embodiment of the invention in which the alternating voltage V
a is supplied by a mid-point alternating source allowing full-wave rectification by rectifier elements 11 which, in the case of FIG. 3, are composed of a thyristor 12 and a diode 15 This mode of regulation by thyristor has the advantage of a better efficiency compared to the DC regulators usually used in which the thyristor 12 is replaced by a diode and whose regulation is ensured by elements introducing more or less losses in series with the payload, which requires at the start an unregulated voltage higher than the regulated voltage.
La Demanderesse a aussi évalué à plus de 95 S le rendement du circuit d'alimentation selon l'invention alors que les circuits classiques ont un rendement variant entre 70 et 85 s0. The Applicant has also evaluated the efficiency of the supply circuit according to the invention at more than 95%, whereas the conventional circuits have an efficiency varying between 70 and 85%.
Il est bien entendu que, sans sortir du cadre de l'invention, la diode 15 du circuit d'alimentation de la figure 3 peut etre remplacée par un autre thyristor dont la gachette est également reliée au circuit 14 de régulation. It is understood that, without departing from the scope of the invention, the diode 15 of the supply circuit of FIG. 3 can be replaced by another thyristor, the trigger of which is also connected to the regulation circuit 14.
Bien que ce dispositif ait l'inconvénient d'avoir un ren- dement légèrement moins bon que le circuit à un seul thyristor, il présente cependant l'avantage de ne pas débiter de courant lorsque la sortie du circuit d'utilisation est mis en court-circuit. Although this device has the disadvantage of having a slightly worse performance than the circuit with a single thyristor, it nevertheless has the advantage of not delivering current when the output of the operating circuit is short-circuited. -circuit.
J figure a montre une application du circuit d'alimentation selon l'invention a une alimentation multitension fournissant une pluralité de tensions continues Vc1, Vc2, ...Vcn de sortie d partir de tensions alterna- tives Va1 va2' Van obtenues aux secondaires 301, 30 30 d'un transformateur dont le primaire 31 est excité
n par une tension alternative principale Vao.Comme on peut
ao le voir a la figure 4, les tensions continues Vc1 et Vc2, seules représentées, sont stabilisées i laide d'un circuit d'alimentation selon l'invention analogue a celui représenté à la figure 3. J figure a shows an application of the supply circuit according to the invention to a multi-voltage supply supplying a plurality of DC voltages Vc1, Vc2, ... Vcn output from alternating voltages Va1 va2 'Van obtained at the secondary 301 , 30 30 of a transformer whose primary 31 is excited
n by a main alternating voltage Vao. As can be
ao see it in FIG. 4, the DC voltages Vc1 and Vc2, only shown, are stabilized using a supply circuit according to the invention similar to that shown in FIG. 3.
La figure 4 montre plus précisément une application de l'invention dans laquelle la tension alternative principale Vao est produite par des moyens 40 de découpage d'une tension continue principale Vco Cet exemple d'application est particulièrement avantageux lorsque les tensions continues VCl, Vc2,...Vcn de sortie servent å alimenter divers équipements d'un véhicule automobile pour lesquels le pro blème est de réguler, avec un rendement élevé, des faibles tensions de sortie et de fort courant à partir d'une tension continue variable et de faible valeur (batterie de 12 Volts). FIG. 4 shows more precisely an application of the invention in which the main alternating voltage Vao is produced by means 40 of cutting a main direct voltage Vco. This example of application is particularly advantageous when the direct voltages VCl, Vc2, ... output Vcn are used to power various equipment of a motor vehicle for which the problem is to regulate, with a high efficiency, low output and high current voltages from a variable and low DC voltage value (12 Volt battery).
Dans ce dispositif, chaque tension de sortie sont isolées galvaniquement ou reliées entre elles.In this device, each output voltage is galvanically isolated or interconnected.
Enfin, on peut avoir intérêt, sans que ce soit indispensable, à prévoir une régulation primaire notamment contre les fluctuations importantes de la tension continue principale VcO . Pour cela, on envisage qu'une tension continue de sortie, Vcn par exemple, est stabilisée par un circuit 50 de comparaison agissant sur les moyens 40 de découpage. Ce circuit 50 de comparaison agit par comparaison de la tension continue V i une tension de référence V
cn on à la manière des circuits 14 de régulation. On améliore ainsi le rendement puisque les temps de conduction des éléments de découpage sont diminués par réduction du facteur de forme du découpage au primaire. Finally, it may be advantageous, but not essential, to provide primary regulation, in particular against large fluctuations in the main direct voltage VcO. For this, it is envisaged that a direct output voltage, Vcn for example, is stabilized by a comparison circuit 50 acting on the cutting means 40. This comparison circuit 50 acts by comparison of the direct voltage V i a reference voltage V
cn in the manner of regulation circuits 14. The yield is thus improved since the conduction times of the cutting elements are reduced by reducing the form factor of the primary cutting.
Si on le désire, on peut découpler galvaniquement par photocoupleur le circuit 50 de comparaison des moyens 40 de découpage. Lorsque lesdits moyens de découpage four nissent une tension alternative principale V de fréquence
ao fixe, la stabilisation de la tension continue V de sortie
cn est réalisée par variation du facteur de forme du découpage.If desired, the circuit 50 for comparing the cutting means 40 can be galvanically decoupled by photocoupler. When said cutting means provide a main alternating voltage V of frequency
ao fixed, stabilization of the output DC voltage V
cn is performed by varying the form factor of the cutting.
L'invention ne saurait être limitée aux exemples donnés aux figures 1, 2, 3 et 4 dans lesquels les grandeurs continues de sortie sont des tensions, mais elle s1 applique également au cas où celles-ci seraient des courants en remplaçant notamment les tensions de référence par des courants de référence. The invention cannot be limited to the examples given in FIGS. 1, 2, 3 and 4 in which the continuous output quantities are voltages, but it also applies to the case where these are currents by replacing in particular the voltages of reference by reference currents.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8211641A FR2529698B1 (en) | 1982-07-02 | 1982-07-02 | STABILIZED OUTPUT SUPPLY CIRCUIT AND APPLICATION TO MULTI-VOLTAGE SUPPLY |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8211641A FR2529698B1 (en) | 1982-07-02 | 1982-07-02 | STABILIZED OUTPUT SUPPLY CIRCUIT AND APPLICATION TO MULTI-VOLTAGE SUPPLY |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2529698A1 true FR2529698A1 (en) | 1984-01-06 |
| FR2529698B1 FR2529698B1 (en) | 1985-09-13 |
Family
ID=9275632
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR8211641A Expired FR2529698B1 (en) | 1982-07-02 | 1982-07-02 | STABILIZED OUTPUT SUPPLY CIRCUIT AND APPLICATION TO MULTI-VOLTAGE SUPPLY |
Country Status (1)
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|---|---|
| FR (1) | FR2529698B1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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1982
- 1982-07-02 FR FR8211641A patent/FR2529698B1/en not_active Expired
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2529698B1 (en) | 1985-09-13 |
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