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T1A
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T1B
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T2A
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T3A
(3)
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T4A
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T2B
(1)
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D2A
(1)
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D1A
(1)
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Molecule
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CO
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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2510323A1
Family ID 7965787
Probable Assignee Accumulateurs Fixes
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title DISPOSITIF DE COMMANDE POUR ONDULEUR MONOPHASE A MODULATION
DE LARGEUR D'IMPULSION
EN Title CONTROL CIRCUIT FOR SINGLE-PHASE VARIABLE AMPLITUDE
OSCILLATOR - USES LONG TAILED PAIR DIFFERENTIAL AMPLIFIER TO REGULATE
SWITCHING OF PUSH=PULL TRANSISTOR PAIR IN DC=AC INVERTER
Abstract
_________________________________________________________________
DISPOSITIF DE COMMANDE POUR ONDULEUR MONOPHASE A MODULATION DE LARGEUR
D'IMPULSION ALIMENTE PAR UNE SOURCE DE TENSION CONTINUE 2.
L'ONDULEUR MONOPHASE EST CLASSIQUEMENT MUNI D'UN MUTATEUR, LE
DISPOSITIF DE COMMANDE COMPORTE UN AMPLIFICATEUR DIFFERENTIEL 16,
PILOTE PAR UN OSCILLATEUR 10 ET ALIMENTE PAR UN GENERATEUR DE COURANT
18 RELIE A LA SOURCE 2, AINSI QU'UN CIRCUIT ASTABLE 15 INSERE ENTRE
The circuit is intended for an oscillator supplied from a DC source
and using a push-pull oscillator, and includes a differential
amplifier (16) controlled by an oscillator (10) and supplied from a
current source (18). An astable circuit (15) is inserted between the
differential amplifier (16) and the Q,Q bar inputs of the push pull
circuit (12) so that variations in the supply voltage (2) do not
affect the oscillator output voltage. The differential amplifier (16)
comprises two transistors (T1A, T1B) connected in parallel between the
astable crcut and the current generator (18) in a long tailed pair
configuration with the current generator (18) in the tal. The emitter
circuit of the differential pair (16) incorporates a potentiometer
(P1) to adjust the symmetry of the output wave.
Description
_________________________________________________________________
Dispositif de commande pour onduleur monophase a modulation de largeur
d'impulsion
La presente invention a pour objet un dispositif de commande pour
onduleur monophase a modulation de largeur d'impulsion et plus
particulierement pour mutateur d'un tel onduleur.
De tels onduleurs assurent classiquement l'alimentation alternative
d'une utilisation a partir d'une batterie de secours lorsque
l'alimentation alternative normale est defaillante. L'alimentation
alternative de secours est obtenue en inversant periodiquement le
branchement de la source continue sur un transformateur. Cette
inversion est assuree par un mutateur compose d'interrupteurs
alternativement commandes. Un choix approprie des durees de conduction
des interrupteurs permet d'obtenir apres filtrage, un signal de sortie
de forme quasi-sinusoidale au niveau de l'utilisation pour une tension
d'alimentation donnee.
Le brevet francais nO 2.406.336 depose le 11 octobre 1977 par la
demanderesse presente un exemple d'onduleur monophase a modulation de
largeur d'impulsion permettant d'obtenir une puissance plus elevee que
celle qui est obtenue par les onduleurs de ce type.
Toutefois un tel onduleur peut s'averer trop onereux pour certaines
applications et la presente invention propose en consequence un
dispositif de commande simple permettant une autoregulation des
variations de la tension de la source d'alimentation en courant
continu d'un onduleur monophase, ainsi qu'un reglage de la symetrie et
de l'amplitude du signal de sortie de l'onduleur auquel ce dispositif
de commande est adapte.
Selon une caracteristique de l'invention, un tel dispositif de
commande comporte un amplificateur differentiel pilote par un
oscillateur et alimente par un generateur de courant relie a la source
ainsi qu'un circuit astable insere entre l'amplificateur differentiel
et des entrees du mutateur qu'il commande par deux signaux
complementaires de maniere a compenser les effets des variations de la
tension de la source sur la tension de sortie de l'onduleur.
D'autres caracteristiques et avantages de l'invention seront decrits
en relation avec la description suivante et avec les figures
mentionnees ci-dessous.
La figure 1 presente un schema synoptique d'exemple de realisation
d'un onduleur.
La figure 2 presente un schema de principe d'un dispositif de commande
d'onduleur selon l'invention.
La figure 3 presente un schema de realisation du dispositif de
commande de la figure 2.
Le schema synoptique presente figure 1 comporte un onduleur 1
classiquement associe a une source de courant continu telle qu'une
batterie 2 pour alimenter une utilisation 3 en cas de defaillance
d'une source alternative 4; un ensemble contacteur 5 assure
classiquement le passage de l'alimentation normale a l'alimentation de
secours en l'absence de tension alternative aux bornes de la source 4.
L'onduleur 1 comporte un dispositif de commande 11 et un mutateur 12
insere lui-meme entre les bornes du primaire d'un transformateur 13
dont le secondaire alimente la charge via un filtre 14.
Le dispositif de commande 11 comporte un oscillateur 10 non represente
dans la figure 1 qui est alimente par la source 2; le signal de sortie
fourni par l'oscillateur 10 sert de base pour l'elaboration des
signaux de commande du mutateur 12, ainsi qu'il est montre dans la
suite de la description.
Le dispositif de commande 11 est pilote par l'oscillateur 10 de
maniere a fournir deux signaux impulsionnels complementaires Q et
Q; il est alimente par la batterie 2,de meme que l'oscillateur 10.
Le mutateur 12 est symbolise par une paire de transistors 12A et 12B
montes symetriquement et commandes l'un par le signal Q et l'autre par
son complementaire Q de maniere a passer alternativement d'un etat de
conduction a un etat de non conduction l'un a la suite de l'autre a un
rythme determine par le dispositif de commande 11.
Les transistors 12A et 12B sont respectivement relies chacun a une
borne d'extremite differente du primaire du transformateur 13 qui
possede un point milieu relie au pole positif de la source 2 alors que
les transistors 12A et 12B ont un point commun relie a l'autre pole de
la source. La commande alternative des bases des transistors 12A et
12B assure l'etablissement en succession de courants de sens inverses
dans les deux moities du primaire du transformateur 13 et la creation
d'un signal rectangulaire de rapport cyclique variable au secondaire
de ce transformateur.
Le filtre 14 selectionne le fondamental sinusoidal du signal transmis.
Le circuit de commande 11 selon l'invention, tel que presente figure
2, est alimente par la source 2. il recoit les signaux de
l'oscillateur pilote 10 et fournit des impulsions de commande au
mutateur 12, non figure ici, par deux bornes complementaires Q et Q.
Ce circuit de commande 11 comprend essentiellement un circuit astable
15 qui alimente les bornes Q et Q en impulsions et qui commande le
mutateur, un amplificateur differentiel 16 actionne par les signaux de
deux sorties symetriques q etpe l'oscillateur 10, afin de commander le
circuit astable 15, et un generateur de courant 18 insere entre la
batterie 2 et l'amplificateur differentiel 16.
Le circuit astable 15 met classiquement en oeuvre deux condensateurs
ClA et C113 dont la charge est assuree par deux transistors,
T3A pour ClA et T3B pour C1B, et dont la decharge est assuree par deux
transistors, T2A pour ClA et T2B pour C1B.
L'amplificateur differentiel 16 est compose de deux transistors T1A et
T1B de type PNP montes symetriquement et respectivement commandes l'un
par les signaux de la sortie q de l'oscillateur et l'autre par la
sortie q de maniere a conduire a une commande dephasee de 180 des
transistors T1A et T1B, la forme des signaux dephases fournis par
l'oscillateur 10 determinant la forme du signal de sortie de
l'onduleur, ce signal de sortie etant sinusoidal si les signaux des
sorties q et q sont eux memes sinusoidaux.
Un agencement de reglage 19 permet de modifier les caracteristiques
des signaux des sorties Q et Q. il comporte une resistance reglable P2
associee a un condensateur CO pour regler la variation maximale du
rapport cyclique des signaux des sorties Q etQ et donc l'amplitude du
signal de sortie de l'onduleur.
La resistance reglable P2 est en serie avec le condensateur
CO; ils sont inseres entre les emetteurs des transistors T1A et T1B et
en aval du generateur de courant 18.
L'agencement de reglage 19 comporte de plus un potentiometre P1 dont
les bornes extremes sont reliees aux emetteurs des transistors T1A et
T1B en parallele sur le circuit RC serie et dont le curseur est
alimente par le collecteur du transistor TO qui lui transmet un
courant d'intensite 21. Les emetteurs des transistors T1A et T1B
recoivent des courants d'intensite respectivement I +Ai et I - ni.
Le potentiometre P1 permet de regler la symetrie des signaux de
commande ainsi que d'eviter la distorsion du signal de sortie et la
saturation du transformateur.
Le generateur de courant 18 est symbolise ici par un montage
comportant un transistor TO de type PNP insere entre le pole positif
de la source et le curseur du potentiometre P1. Ce transistor TO
comporte une resistance RO de fixation de courant entre le pole
positif de source et son emetteur; un diviseur de tension compose des
resistances R1 et R2 permet de controler sa base.
Dans l'exemple de realisation presente figure 3 le generateur de
courant 18 comporte un transistor T5 relie par son collecteur a la
base du transistor TO de maniere a fixer le potentiel de base de ce
transistor. Dans ce but le transistor T5, qui est de type PNP, a sa
base connectee au point milieu d'un circuit RC compose d'une
resistance reglable R2 et d'un condensateur CO inseres entre la masse
et le potentiel positif de batterie 2.
Le circuit astable 17 de constitution analogue au circuit 15 presente
figure 2 comporte un generateur de tension pour la recharge rapide de
chacun des condensateurs C1. Les deux generateurs de tension sont
identiquement composes d'un transistor T4 de type PNP insere entre le
potentiel positif de batterie et la borne du condensateur C1 qui est
reliee au mutateur 12 par les entrees Q et Q, ainsi que d'un
transistor T3 de commande du transistor T4, tel T3A associe a T4A pour
charger C1A.
De maniere usuelle la base du transistor T3 de type NPN est reliee
d'une part au collecteur d'un transistor T2 correspondant et d'autre
part a la borne positive de la batterie via une resistance
R5, alors que son collecteur est relie a cette meme borne par une
resistance R4 qui polarise la base du transistor T4 associe. La base
de chaque transistor T2 est connectee au collecteur du transistor
correspondant T1 de l'amplificateur differentiel 16 par le point O
(par exemple T2A a T1A par OA).
De maniere usuelle le blocage d'un transistor T2 et par exemple de T2A
supprime la mise a la masse du transistor T3A qui devient conducteur
et declenche la conduction de T4A, ce qui provoque la charge du
condensateur C1A.
Pour eviter aux transistors T2 de supporter la tension de batterie en
inverse sur leur liaison emetteur-base, on insere preferablement une
diode D2 permettant le passage du courant de commande du transistor et
supportant la tension de batterie lorsque le transistor T2 qu'elle
dessert est bloque, telle D2A pour T2A.
Une diode D1 est inseree entre le collecteur de chaque transistor T2
et la borne du condensateur C1 associe qui est reliee au mutateur 12,
telle D1A entre T2A et C1A, de maniere a permettre la charge de ce
condensateur.
En dernier lieu, deux resistances R3, sont associees aux condensateurs
C1, telle R3A a C1A, de maniere a relier la borne positive de la
batterie a la borne de chacun de ces condensateurs qui est reliee au
circuit de commande 16 de maniere a maintenir un faible courant de
charge du condensateur quelle que soit la modulation appliquee a ce
circuit et notamment lorsque celle ci est grande ceci permet d'eviter
un blocage du circuit astable sur une modulation trop importante
provenant de l'amplificateur differentiel.
Claims
_________________________________________________________________
REVENDICATIONS
1/ Dispositif de commande, pour onduleur monophase a modulation de
largeur d'impulsion alimente par une source de courant continu et
comprenant un mutateur (12), ledit dispositif de commande etant
caracterise en ce qu'il comporte un amplificateur differentiel (16)
pilote par un oscillateur (10) et alimente par un generateur de
courant (18) relie a la source (2), ainsi qu'un circuit astable (15)
insere entre l'amplificateur differentiel (16) et des entrees (Q, Q)
du mutateur (12) qu'il commande par deux signaux complementaires, de
maniere a compenser les effets des variations de la tension de la
source (2) sur la tension de sortie de lsonduleur.
2/ Dispositif de commande pour onduleur selon la revendication 1,
caracterise en ce que l'amplificateur differentiel (16) comporte deux
transistors (T1A, T1B) montes en parallele entre le circuit astable et
le generateur de courant (18) auquel ils sont relies par un agencement
de reglage (19) de tension de sortie d'onduleur et en ce que les
transistors (T1A, T1B) de cet amplificateur differentiel sont relies a
des sorties d'oscillateur dont les signaux sont en opposition de
phase.
3/ Dispositif de commande pour onduleur selon la revendication 2,
caracterise en ce que l'agencement de reglage comporte un premier
potentiometre (P1) dont les bornes d'extremite sont relies aux
emetteurs des transistors (TlA, T1B) de l'amplificateur differentiel
et dont le curseur est relie au generateur de courant (18) qui
l'alimente, ainsi qu'un circuit resistance reglable-capacite (P2, CO)
en parallele sur le premier potentiometre pour ajuster respectivement
la symetrie et l'amplitude de la tension de sortie de l'onduleur.
4/ Dispositif de commande pour onduleur selon la revendication 1, dont
le circuit astable (15) comporte classiquement un montage symetrique
de deux condensateurs (C1A, C1B) ayant chacun une borne (OB, OA)
reliee au collecteur de l'un des transistors (T1B, T1A) de
l'amplificateur differentiel (16) et ayant chacun une autre borne est
reliee a une des deux entrees de commande (Q, Q) du mutateur,
caracterise en ce que ledit circuit astable (15) comporte une
resistance de maintien de courant (R3A, R3B) entre la borne (OB, OA)
du condensateur (C1A, C1B) qui est reliee audit collecteur et la borne
positive de la source (2). de maintien de courant (R3A, R3B) entre la
borne (OB, OA) du condensateur (C1A, C1B) qui est reliee audit
collecteur et la borne positive de la source (2).
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