Импульсный регулятор

Союз Севетскнх Сфцналнстнческнх РеслублнкОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 221278 (21) 2700005/24-07 (51) М, Кл. С 05 Г 1/56 с присоединением заявки Йо Государствеииый комитет СССР яо дмам июбретеиий и открытий(23) Приоритет Опубликовано 231 180. Бюллетень йо 43 Дата опубликования описания 25. 11. 80(54) ИМПУЛЬСНЫЙ РЕГУЛЯТОР Изобретение относится к автоматическому регулированию и может бытьиспользовано в устройствах как специального, так и общетехнического,назначения, в частности в системахавтоматического регулирования температуры с помощью полупроводниковых термобатарей,Известен ключевой регулятор температуры, содержащий термочувстви Отельный мост, представительный усилитель, широтно-импульсный модулятор, состоящиЯ из генератора тре. угольного напряжения и компаратора,и ключевой усилитель мощности, нагруэкой которого является нагреватель 1),К недостаткам этого устройстваследует отнести сложность его структурной схемы, а также необходимость 2согласования сопротивления исполнительного элемента с напряжением питания регулятора. Кроме того, в устроЯстве к исполнительному элементуприкладывается несглаженное широтно-модулированное напряжение.Последние два обстоятельства исключают воэможность применения данного устроЯства для регулированиятемпературы с помощью полупроводнн- ЗО ковых термобатарей, поскольку в реальных конструкциях только в редкихслучаях удается согласовать напряжение питания термобатареи с напряжением бортовой, например сети постоянного тока, что влечет за собой необходимость применения преобразователей 2 и 3 и, следовательно, приводитк понижению коэффициента полезногодействия регулятора. В то же время,пульсирующее широтно-модулированноенапряжение,прикладываемое к исполнительному элементу, которым являетсятермобатарея, в значительной степени снижает энергетическую эффективность термоэлектрического устройства в целом(4),Кроме того, значительные допустимые колебания напряжения бортовоЯсети некоторых автономных комплексоваппаратуры также приводит к снижениюэнергетической эффективности термобатареи, холодильные коэффициенты которой принимают экстремальное значение при,определенном токе 5 .Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому, являетсяустройство содержащее компаратор иуправляемый им последовательный клю,чевой элемент, который соединен с-МтФЗй.":,ЕаФМЬМтн%ЖВ т - ягтЖйщффтуфяИниИт:н.оатятнятгаееф;% н-янвтИеан вене :%;:е ет нана натане,781787 45 формула изобретения фобсблем идиодом ЬСР - фильтра, аобщая трбчка дросселя и конденсатораукаэанного фильтра соединена с однимиэ выходных выводов устройства непосредственно и через резистор с одним из входов компаратора, другойвход которого связан с источникомЬпорного напряжения 61,Недостатком этого устройства являетсея йевоэмбжность- автоматическогорегулировяания в широких пределах напряжения, подаваемого на нагрузку.Цель изобретения - расширение функцйональнйх возможностей и областийримреиения импульсного регулятора.Поставленная цель достигается тем,что импульсный регулятор, содер,жащий кбмпаратор и управляемыйим последовательный ключевой эле;метнгт, который соединен с дросселем и диодом ЬСР - Фильтра, а,общая теочкнта " тдросселя и конденса-бра указанного фильтра соединена"с одйим "иэ выходных выводов регулятора непосредственно и через резисторс одним иэ входов компаратора, другой вход которого связан с источником опОрного напряжения, снабжен упргатврлетяемыме источником тОка, нагрузочныйрезистор которого включен междуВтбрйм"вХодом компаратора и другим- вьЖодным выводом регулятора.На "чертеже представлена функцио "нальная схема импульсного регулятора.Устройстно состоит из ключевогоэлемента 1 , соединенного с дросселем 2 и диодом 3. Другой конец дросселя 2 подключен к нагрузке (ойсйеолнЯйтельному элементу 4 и конденсатору5).Диод 3, исполнительныВ элемент 4,конденсатор 5 и резистор б, соединенныйс управляемым источником 7тока" подключены к шине источника 8питания, другая шина которогоесоеди " нейа с ключевым элементом 1. Одинвход компаратора 9, оахвааочейнного"слабой положительной обратной связьючерез резистор 10, подключен к резистору б и управляемому источнику7 тока,"а другой вход через резистор 11 подключенк исполййтяельномуэлементу 4 и дросселю 2, управляю-щйй сейтгйалатпаОдается" на вход управляе" мого источника.7 токй. Импульсный регулятор работает следующим образом,ЙЙГЪключеойии "регулятора ключевойэлемент 1 открыт, и переходный процесС йарааст Мия"токЗ "в"цепи" исполнительногоэлемента определяется егосбпЯрготивлением (в роаоснматнрйтваембмслучае - активным и параметрамиЬСРт - фильтра. Падение напряжеййя"на резисторе б задается током управляемого генератора 7 тока,"орн Жтииении равенства а напрявенйн на ис- " "йолййтельном элементе 4 йтФЗЙстореб, компаратор 9, имеющий релейнуюхарактеристику, обусловленную наличием положительной обратной связи,глубина которой определяется резисторами 6 и 10, переключается в состояние, противоположное исходному,закрывая ключевой элемент 1. Напряжение на дросселе 2 скачкообразноизменяется на обратное, и спадающийток через исполнительный элемент 4,обусловленный энергией магнитногополя, накопленной в индуктивности 10 дросселя 2, проходит через диод 3,достигая нижнего порога срабатывания компаратора 9. При повторномсрабатывании компаратора 9 процессповторяется . При этом напряжение наисполнительном элементе 4 равно сточностью до амплитуды пульсациипадению напряжения на резисторе 6,а амплитуда и частота пульсацииопределяется шириной петли гистере зиса компаратора 9, параметрами ЬСРФильтра и сопротивпением исполнительного элемента, Резистор 11 осуществляет управление входных токовкомпаратора 9.Таким образсм, при изменении тока, управляемого входным сигналом генератора тока, напряжение на исполнительном элементе 4 повторяет паде ние напряжения на резисторе б и иэЗ 0 меняется от нулевого значения до"максимальйого -не превосходящего врассматриваемой случае напряженияисточника 9 питания. Поскольку токистбчника тока не зависит от йапря жения источника 9 питания, то и напряжение на исполнительном элементе4 является жестко стабилизированным.В то же время максимальное падениенапряжения на исполнительном элемен те 4 можно установить в желаемыхпределах путем ограничения тока источника 7 тока или путем ограниченияпадения напряжения на резисторе 6. Импульсный регулятор, содержащийкомпаратор и управляемый им последовательный ключевой элемент, кото рый соедийен с дросселем и диодомЬСР - фильтра,а общая точка дросселяи конденсатора укаэанного фидьтра соединена с одним из выходныхвывон"дов,регуляторанепосредственно 55 ичерез "резистор содним из входовкомпаратора, другой вход которогосвязан с йстбчником опорного напряжения, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью расширения функциональных воэможностей н области применения он снабжен- управляемым источни"-ком тока, нагрузочный резистор которого вклюЧен между вторым входомкомпаратора и другим выходным выводом регулятора.781787 Составитель Ю, Андрееведактор Т. Кугрьыева Техред А,Ач Корректор Л. Ива Подписиитета СССРоткрытийкая наб., д. 4 Тираж 956 НИИПИ Государственного к по делам изобретений 13035, Москва, Ж, РаушЗаказ 8134/5ва щев ажУжгород, ул. Проектная,тент Филиал ПП Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США Р 4,007,425,кл. 6 91 К, 7/00.2. Влияние космического полета наразвиваюциеся организмы. Киев, Наукова думка, 1978, с. 26-28,3. Иорданиювили Е.К. и др. Полупроводниковые термостаты для биологических исследований в космическомполете. Космическая биология и авиакосмическая медицина, 1974,9 6, с. 63-64.4. Зорин И.В., Зорина З.А. Термоэлектрические холодильники и генераторы. Л., Энергия, 1973,с. 80-82;5. Иоффе А,Ф. и др. Термоэлектри"ческое охлаждение. М.-Л., Изд-во АНСССР, 1956, с, 69-74,б. Авторское свидетельство СССРМ 559232, 0 95 Г 1/56, 1977.