MD988Z - Sistem de alimentare şi sincronizare a controlerului analogic - Google Patents

Abstract

Invenţia se referă la electronică şi poate fi utilizată pentru alimentarea şi sincronizarea controlerelor analogice.Sistemul de alimentare şi sincronizare a controlerului analogic include un transformator (T) cu o înfăşurare primară cu două borne de intrare (1, 2) şi o înfăşurare secundară, galvanic izolate. Sistemul mai include o punte redresoare, formată din două ramuri conectate în paralel, fiecare ramură fiind formată din două diode (D1, D3) şi (D2, D4), conectate în serie, la nodurile de conexiune ale cărora sunt conectate ieşirile înfăşurării secundare a transformatorului (T). Sistemul de asemenea include un divizor rezistiv, format din rezistoarele (R1) şi (R2), un capăt al căruia este conectat la catozii diodelor (D1, D2) şi la anodul unei diode (D5), iar celălalt capăt al lui - la anozii diodelor (D3, D4), anodul unei diode (D6), emitorul unui tranzistor bipolar (V), unul din capetele unor condensatoare (C1, C3, C4) şi la borna negativă de alimentare (5/GND) a controlerului analogic (U1). Nodul de conexiune al rezistoarelor (R1) şi (R2) ale divizorului rezistiv este conectat la baza tranzistorului bipolar (V), colectorul căruia este conectat la celălalt capăt al condensatorului (C1), catodul diodei (D6) şi la un capăt al unui condensator (C2), celălalt capăt al căruia este conectat la un capăt al unui rezistor (R3) şi la intrarea generatorului (4/Osc) controlerului analogic (U1), iar celălalt capăt al rezistorului (R3) este conectat la celălalt capăt al condensatorului (C3) şi la borna de ieşire a tensiunii de referinţă (8/Vref) a controlerului analogic (U1). Catodul diodei (D5) este conectat la borna pozitivă de alimentare (7/Ucc) a controlerului analogic (U1) şi la celălalt capăt al condensatorului (C4).

Description

Invenţia se referă la electronică şi poate fi utilizată pentru alimentarea şi sincronizarea controlerelor analogice.

Este cunoscut sistemul de sincronizare a controlerelor analogice, care include un controler analogic şi un rezistor R1, conectat cu capetele lui corespunzător la sursa de tensiune de referinţă şi intrarea generatorului controlerului analogic, la care mai este conectat un capăt al condensatorului C1, celălalt capăt al căruia este conectat concomitent cu un capăt al unui rezistor R2, catodul unei diode şi un capăt al unui condensator C2, iar al doilea capăt al condensatorului C2 este conectat la o sursă de impulsuri de sincronizare, totodată anodul diodei şi alt capăt al rezistorului R2 este conectat la borna de legare la pământ, la care este unită şi borna negativă de alimentare a controlerului [1].

Dezavantajul acestui sistem constă în necesitatea unei surse de impulsuri de sincronizare pentru funcţionarea lui.

Cea mai apropiată soluţie este sistemul pentru ghidarea de la distanţă a invertorului electronic cu transformator de la ieşire, care include un transformator de putere mică, a cărui înfăşurare de ieşire este conectată la un nod de conexiune a unei punţi redresoare, iar unul din firele de ieşire a înfăşurării de ieşire este conectat la un capăt al condensatorului C1, un condensator C2, conectat contrar între conductoarele unei perechi de tiristoare unite în paralel, iar circuitul format din conectarea în paralel a condensatorului C1, fotoemiţătoarelor optocuplelor şi a rezistorului de dirijare este conectat în paralel cu condensatorul C2, celălalt capăt al căruia este conectat la alt nod de conexiune al punţii redresoare. Fotoemiţătoarele optocuplelor sunt destinate pentru conectarea în circuitul de dirijare a comutatorului de pornire al invertorului, totodată perechea de tiristoare conectate în paralel este conectată şi consecutiv cu una din înfăşurările secundare ale transformatorului de ieşire [2].

Dezavantajul acestui sistem constă în complexitatea lui, deoarece pentru efectuarea alimentării schemei de dirijare a tiristoarelor este necesar de a folosi un transformator de putere mică, iar pentru efectuarea procesului de dirijare a curentului sarcinii este necesar un al doilea transformator de putere.

Problema pe care o rezolvă prezenta invenţie constă în simplificarea schemei sistemului de alimentare şi sincronizare şi utilizarea componentelor cu preţ mai redus în etajele de alimentare şi sincronizare ale controlerului analogic.

Sistemul, conform invenţiei, înlătură dezavantajele menţionate mai sus prin aceea că include un transformator cu o înfăşurare primară cu două borne de intrare şi o înfăşurare secundară, galvanic izolate. Sistemul mai include o punte redresoare, formată din două ramuri conectate în paralel, fiecare ramură fiind formată din două diode D1, D3 şi D2, D4, conectate în serie, la nodurile de conexiune ale cărora sunt conectate ieşirile înfăşurării secundare a transformatorului. Sistemul de asemenea include un divizor rezistiv, format din rezistoarele R1 şi R2, un capăt al căruia este conectat la catozii diodelor D1, D2 şi la anodul unei diode D5, iar celălalt capăt al lui - la anozii diodelor D3, D4, anodul unei diode D6, emitorul unui tranzistor bipolar, unul din capetele unor condensatoare C1, C3, C4 şi la borna negativă de alimentare a controlerului analogic. Nodul de conexiune al rezistoarelor R1 şi R2 ale divizorului rezistiv este conectat la baza tranzistorului bipolar, colectorul căruia este conectat la celălalt capăt al condensatorului C1, catodul diodei D6 şi la un capăt al unui condensator C2, celălalt capăt al căruia este conectat la un capăt al unui rezistor R3 şi la intrarea generatorului controlerului analogic, iar celălalt capăt al rezistorului R3 este conectat la celălalt capăt al condensatorului C3 şi la borna de ieşire a tensiunii de referinţă a controlerului analogic. Catodul diodei D5 este conectat la borna pozitivă de alimentare a controlerului analogic şi la celălalt capăt al condensatorului C4.

Deci pentru formarea curentului de alimentare şi a impulsurilor de sincronizare, aplicate la controlerul analogic, sunt folosite semnalele de la înfăşurarea de ieşire a unuia şi aceluiaşi transformator galvanic izolat.

Invenţia se explică prin desenele din fig.1-2, care reprezintă:

- fig. 1, schema sistemului de alimentare şi sincronizare a controlerului analogic;

- fig. 2, oscilogramele, care explică principiul de lucru al sistemului de alimentare şi sincronizare a controlerului analogic.

Sistemul de alimentare şi sincronizare a controlerului analogic include un transformator T cu o înfăşurare primară cu două borne de intrare 1, 2 şi o înfăşurare secundară, galvanic izolate. Sistemul mai include o punte redresoare, formată din două ramuri conectate în paralel, fiecare ramură fiind formată din două diode D1, D3 şi D2, D4, conectate în serie, la nodurile de conexiune ale cărora sunt conectate ieşirile înfăşurării secundare a transformatorului T. Sistemul de asemenea include un divizor rezistiv, format din rezistoarele R1 şi R2, un capăt al căruia este conectat la catozii diodelor D1, D2 şi la anodul unei diode D5, iar celălalt capăt al lui - la anozii diodelor D3, D4, anodul unei diode D6, emitorul unui tranzistor bipolar V, unul din capetele unor condensatoare C1, C3, C4 şi la borna negativă de alimentare 5/GND a controlerului analogic U1. Nodul de conexiune al rezistoarelor R1 şi R2 ale divizorului rezistiv este conectat la baza tranzistorului bipolar V, colectorul căruia este conectat la celălalt capăt al condensatorului C1, catodul diodei D6 şi la un capăt al unui condensator C2, celălalt capăt al căruia este conectat la un capăt al unui rezistor R3 şi la intrarea generatorului 4/Osc controlerului analogic U1, iar celălalt capăt al rezistorului R3 este conectat la celălalt capăt al condensatorului C3 şi la borna de ieşire a tensiunii de referinţă 8/Vref a controlerului analogic U1. Catodul diodei D5 este conectat la borna pozitivă de alimentare 7/Ucc a controlerului analogic U1 şi la celălalt capăt al condensatorului C4.

Sistemul de alimentare şi sincronizare a controlerului analogic funcţionează în modul următor.

Din start este cunoscut că nominalele rezistorului R3 şi condensatorului С2 definesc frecvenţa de lucru a generatorului controlerului analogic U1. Funcţionarea generatorului se bazează pe procesele de încărcare liniară până la tensiunea maximă Umax (fig. 2) şi descărcare momentană a condensatorului С2 până la tensiunea minimă Umin (fig. 2), iar perioada acestor impulsuri triunghiulare defineşte frecvenţa de lucru a generatorului din controlerul analogic. De la un dispozitiv din exterior, la bornele de intrare 1 şi 2 ale înfăşurării primare a transformatorului T sunt aplicate impulsuri simetrice de curent, care la rândul lor, se generează în înfăşurarea secundară a transformatorului T, tensiunea cărora în nodul de conexiune A (fig. 1) este U(A) (fig. 2), şi care totodată sunt aplicate în diagonala punţii redresoare, formată din diodele D1, D2, D3, D4. După redresarea acestor impulsuri, în nodul de conexiune B (fig. 1) se formează un semnal de forma U(В) (fig. 2), care prin dioda D5 este aplicat spre condensatorul С4 şi formează un circuit de curent continuu, ce se scurge prin borna pozitivă de alimentare 7/Ucc a controlerului analogic U1 şi borna negativă de alimentare 5/GND a controlerului analogic U1. Dioda D5 este necesară pentru separarea semnalelor cu impuls din nodul de conexiune B şi circuitul curentului continuu de alimentare al controlerului analogic U1. Nodul de conexiune al rezistoarelor R1 şi R2 ale divizorului rezistiv este conectat la baza tranzistorului bipolar V, pe colectorul căruia se formează impulsuri de blocaj cu o durată t2 - t3, t4 - t5,… (fig. 2), iar în perioada de timp t1 - t2, t3 - t4, … (fig. 2), tranzistorul bipolar V trece în stare deschisă şi conectează condensatorul C2, ceea ce permite scurgerea curentului de încărcare prin rezistorul R3 spre şina comună de alimentare. Dioda D6 este necesară pentru descărcarea capacităţii C2 în timpul, când tranzistorul V este închis, iar condensatorul C1 exclude apariţia oscilaţiilor parazitare în momentul de conectare sau deconectare a controlerului analogic U1.

Procesul de sincronizare are loc în modul următor.

În perioada de timp t1 - t2, t3 - t4, … (fig. 2), tranzistorul bipolar V este deschis şi conectează la şina comună de alimentare capacitatea С2, tensiunea pe ea crescând liniar într-o perioadă de timp t2, t4, t6, …, până la o valoare puţin mai mică decât Umax (fig. 2). În perioada de timp t2, t4, t6, …, tranzistorul V trece în stare închisă şi blochează, în aşa mod, trecerea curentului de încărcare a condensatorului C2, ceea ce duce, la rândul său, la creşterea momentană a tensiunii în nodul de conexiune C (fig. 1) până la valoarea ΔU (fig. 2), care este mai mare decât tensiunea maximă de încărcare Umax, şi este tensiunea de prag pentru pornirea etajului de descărcare a condensatorului C2, conectat la intrarea generatorului 4/Osc a controlerului analogic U1. Descărcarea condensatorului C2 are loc prin dioda D6 şi condensatorul C1 până când nivelul tensiunii atinge valoarea minimă Umin (fig. 2), care se menţine până la momentul de timp t3, t5, …, în care tranzistorul bipolar V iarăşi trece în stare deschisă şi procesul se repetă. În aşa mod are loc alimentarea cu curent continuu şi, concomitent, sincronizarea controlerului analogic de la una şi aceeaşi înfăşurare secundară a unui transformator galvanic izolat.

În baza cercetărilor a fost elaborată o construcţie a acestui sistem. S-au făcut teste de laborator, în urma cărora a fost apreciat lucrul sistemului de alimentare şi sincronizare a controlerului analogic.

1. High Performance Current Mode Controllers. Motorola, Inc. 1996, Rev. 1, p. 11, p. 55

2. RU 2064729 C1 1996.07.27

Claims (1)

1. Sistem de alimentare şi sincronizare a controlerului analogic, care include un transformator (T) cu o înfăşurare primară cu două borne de intrare (1, 2) şi o înfăşurare secundară, galvanic izolate; o punte redresoare, formată din două ramuri conectate în paralel, fiecare ramură fiind formată din două diode (D1, D3) şi (D2, D4), conectate în serie, la nodurile de conexiune ale cărora sunt conectate ieşirile înfăşurării secundare a transformatorului (T); un divizor rezistiv, format din rezistoarele (R1) şi (R2), un capăt al căruia este conectat la catozii diodelor (D1, D2) şi la anodul unei diode (D5), iar celălalt capăt al lui - la anozii diodelor (D3, D4), anodul unei diode (D6), emitorul unui tranzistor bipolar (V), unul din capetele unor condensatoare (C1, C3, C4) şi la borna negativă de alimentare (5/GND) a controlerului analogic (U1), totodată nodul de conexiune a rezistoarelor (R1) şi (R2) ale divizorului rezistiv este conectat la baza tranzistorului bipolar (V), colectorul căruia este conectat la celălalt capăt al condensatorului (C1), catodul diodei (D6) şi la un capăt al unui condensator (C2), celălalt capăt al căruia este conectat la un capăt al unui rezistor (R3) şi la intrarea generatorului (4/Osc) controlerului analogic (U1), iar celălalt capăt al rezistorului (R3) este conectat la celălalt capăt al condensatorului (C3) şi la borna de ieşire a tensiunii de referinţă (8/Vref) a controlerului analogic (U1), totodată catodul diodei (D5) este conectat la borna pozitivă de alimentare (7/Ucc) a controlerului analogic (U1) şi la celălalt capăt al condensatorului (C4).