Brevet FR2092125A1 — publié le 19720121

L'invention concerne un circuit de régulation digital â trois points avec une partie proportionnelle, avec lequel au début d'une impulsion d'exploration, dont la durée est une mesure pour la valeur exigée, une impulsion est engendrée dans un convertisseur, impulsion dont la 5 durée correspond à la valeur réelle. Des circuits de régulations digitaux sont souvent compliaués et coûteux et lorsqu'ils sont simples et bon marché ils ne satisfont pas aux exigences de stabilité. C'est ainsi que dans le cas le plus simple on obtient de la comparaison de la valeur exigée présente sous la forme 10 digitale avec la valeur réelle une grandeur d'ajustage qui ne peut prendre que trois valeurs (régulateur à trois points). Lorsqu'aucun écart de régulation n'est fixé il n'apparaît pas de grandeur d'ajustage; par contre, s'il se présente un écart de régulation on obtient comme grandeur d'ajustage une valeur constante positive ou négative indépendante de la 15 grandeur de l'écart de régulation. Pour de petits écarts de régulation cette valeur est alors en général trop élevée de sorte qu'on ne satisfait pas aux exigences de stabilité tandis que pour de grands écarts de régulation cette valeur peut également être trop petite de sorte que le comportement d'inertie devient mauvais. Dans la plupart des cas il est 20 ainsi nécessaire de faire en sorte que la grandeur d'ajustage puisse prendre plus de trois valeurs. Avec une régulation de balayage le circuit de régulation n'est fermé que pendant un court instant après quoi suit une pose relativement longue pendant laquelle la grandeur d'ajustage déterminée lors du balaya-25 ge influence le trajet de régulation. La description qui va suivre, en regard des dessins annexés fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La fig. 1 est un schéma synoptiaue d'un circuit de balayage. La fig. 2 représente la variation correspondante dans le temps. 30 La fig. 3 est un diagramme des durées d'impulsion et la fig. 4 représente un exemple de réalisation conforme à l'invention. En se référant aux figures 1 et 2 l'exploration commence au flanc avant d'une impulsion I dont la durée t est une mesure pour la V w valeur exigée. Simultanément une impulsion I est engendrée dans un con-35 vertisseur sous la forme d'un étage monostable MPX, la durée de cette impulsion t étant une mesure pour la valeur réelle inste®-feinée (x) alors que par exemple d'autre part la grandeur dx/dt peut influencer la valeur* pour t^. Les portes et G^ servent â déterminer le signe de l'écart de régulation t^w = ~ ^x en£endrent des impulsions I respectivement Ijj. 40 à l'aide desquelles un flip-flop PPP,.respectivement FFN 71 15810 2 2092125 est ajusté. Lorsqu'on utilise pour l'amplificateur de régulation RV une porte NAND on obtient un régulateur à trois points. D'autre part le flanc avant de l'impulsion I est retardé d'un temps.4 t. On obtient ainsi un temps mort. Ce n'est que lorsque l'écart de régulation est 5 supérieur au temps mort^i t (fig. 2) que l'on obtient à partir de l'écart de régulation une grandeur d'ajustage constante indépendante de l'écart de régulation, positive (^yp) ou négative (i^). D'autre part on a toujours t^ = ^'o* Tou'tsfoi8 ce régulateur ne satisfait généralement pas aux exigences de stabilité. 10 Par contre le circuit conforme à l'invention est caractérisé en ce qu'un amplificateur de régulation forme â partir de l'impulsion de la valeur exigée Iw et de l'impulsion de la valeur réelle I une impulsion de commande I dont le flanc avant commence lorsque soit l'impulsion de la valeur exigée I soit l'impulsion de la valeur réelle I w y 15 est terminé et satisfait ainsi à la relation Booléennes (I .1 ) + (I .1 ) = 1 v w x' tandis que le flanc arrière de cette impulsion de commande apparaît après un retard t après la fin de l'impulsion de la valeur exigée 1^. et de l'impulsion de la valeur réelle I et ainsi après avoir satisfait à la 20 condition de Boole I + I * 0 alors que le retard t est proportionnel w x y à la différence entre la durée de l'impulsion de la valeur exigée I et de la durée de l'impulsion dé la valeur réelle 1^. Le régulateur conforme à l'invention présente les grands avantages du régulateur à trois points variable et une construction simple 25 ainsi qu'une amplification de puissance élevée (commutateur), et présente d'autre part un comportement constant. En effet lorsque la partie t (fig. 2) de l'impulsion de sortie y I de l'amplificateur de régulation RV (fig. 1) est rendue tributaire y de l'écart de régulation t comme le montre la fig. 3 on peut satis-50 faire aux exigences de stabilité. Dans ce cas il faut, comme on l'a mentionné, un temps mortel t tandis que d'autre part pour le cas où la transmission de la grandeur de référence est perturbée, il faut assurer une limitation t^ = "t Au plus tard au ^ébut d'une exploration suivante la grandeur d'ajustage déterminée lors du balayage précédent doit dis-35 paraître, de sorte que pour t il doit exister une limitation ^ y (t^ = t'Q) additionnelle tributaire de la fféquence de balayage. Les valeurs pourc L'invention fournit un circuit avec lequel la fonction 40. t = f(tOT) varie de la façon représentée sur la fig. 3. 71 15810 5 2092125 On va maintenant décrire un exemple de réalisation en se référant à la fig. 4. Dans l'intervalle de temps entre t et t^ (fig. 2) les deux transistors et réalisés comme étages inverseurs sont mis hors circuit étant donné que 1^ . I = 1 alors que pour les valeurs 5 "binaires on as T^ïï^, 0~0 Y. Les transistors et sont donc commandés inversément et par l'intermédiaire des résistances R^, Rgt R^, R^, R^q petites par rapport à R^ il se produit une charge rapide de la capacité jusqu'à la tension de mise en circuit du montage en cascade Tj, Tg, Le transistor est mis en circuit de sorte que les flip- 10 flops FFN, respectivement FFP sont réajustés psr l'intermédiaire des diodes D^, respectivement D^, Dans l'intervalle de temps t^ â t^ (fig. 2) seul un des deux transistors T1 ou T„ est en circuit: ((i . I ) + (i . I ) * 1); par * I - & W W conséquent il n'y a qu'un des transistors T-. et Tr qui est enclenché de 4 0 15 sorte que le condensateur qui préalablement était chargé jusqu'à une tension égale à la tension d'enclenchement du montage en cascade, se décharge maintenant par l'intermédiaire d'une résistance à faible valeur ohmique R^ par rapport à la résistance R^. La tension aux bornes du condensateur â l'instant t^ est alors une mesure pour la valeur ab- 20 solue de l'écart de régulation t = t - t (fig. 2). xv w x ^ 0 ' - Dans l'intervalle de temps t^ à t^ le transistor est hors circuit étant donné que le transistor ou T^ est enclenché. Par l'intermédiaire des transistors respectivement Tg le signe est alors déterminé par une impulsion 1^ respectivement Ip qui sert d'impulsion 25 d'ajustage pour les flip-flops FFF, respectivement FFP. Dans l'intervalle de temps t, à t' les deux transistors T., et y o 1 T„ sont enclenchés (i .1 = 0) de sorte que les transistors T,, T., 2 s v x ' 3 4 5 Tg sont hors circuit. Le condensateur est alors de nouveau chargé par l'intermédiaire de la résistance à forte valeur ohmique jusqu'à la 30 tension d'enclenchement du montage en cascade. Toutefois par suite de la constante de temps le processus de charge se fait beaucoup plus lentement que le processus de décharge, de sorte que la tension d'enclenchement pour le montage en cascade ne commence qu'a.vec un retard qui est fonction de la tension du condensateur à l'instant t^ et ce, à l'instant 35 Lorsque le condensateur 0^ dans l'intervalle de temps t^ à est complètement déchargé, on obtient pour t la valeur la plus élevée possible "tyjj* Lorsque t est tellement élevé que t^ deviendrait plus grand que t' on a#lors, étant donné qu'à partir de l'instant t'Q on a 1^ . I =1, que le condensateur comme on l'a déjà dit est rapidement chargé 40 de sorte que t^ devient nécessairement identique à t'Q et la grandeur 71 15810 4 2092125 d'ajustage disparaît. Pour assurer une bonne fonction pour de plus petites valeurs de t la tension aux bornes du condensateur C. directement avant 1'in-xw 1 stant t^ doit correspondre avec autant de précision que possible à la tension d'enclenchement qui est nécessaire à lrentrée du montage en cas-c-de pour le réajustage des flip-flops à l'instant t^. L'influence de est dans ce cas négligeable. Ce résultat est obtenu en choisissant judicieusement la tension d'enclenchement à la sortie de l'amplificateur de régulation (T„) en combinaison avec un montage flip-flop alors que 7 dans ce cas uniquement aussi longtemps qu'un courant de réajustage circule par les diodes D^ et jusqu'à ce que le flip-flop envisagé soit revenu dans l'état de réajustage (reset) (le courant circule alors par T1q respectivement ) tandis qu'une liaison entre l'entrée et la sortie du montage en cascade est établie par l'intermédiaire de deux diodes connectées en série D., et D„ et les résistances R,, R., H,-, R- et R.,, 1 2 3 4 6 7 13 s'ont dimensionnées dé telle façon que le courant circulant directement avant l'instant t^ par les diodes 3^, et le transistor est environ aussi intense que le courant pour le réajustage d'un flip-flop qui circule par Dj respectivement et T^. D'autre part le courant d'entrée du montage en cascade est alors toujours au maximum aussi élevé que nécessaire pour la mise en circuit de TQ. Etant donné que les transistors 7 T^, Tg et ne sont pas saturés la dynamique du montage en cascade est améliorée. A l'instant t^ le condensateur C^ est déchargé. Le transistor est mis hors circuit à l'instant t^. Lorsqu'alors une impulsion d'ajustage 1^ respectivement I rend agissant les flip-flops FFN respectivement FFP, le transistor T1Q respectivement 1 est mis hors circuit tandis que le condensateur C^ est chargé par l'intermédiaire de D^, R^^ respectivement D^, R^^ de sorte qu'après un temps t le flip-flop correspondant peut être ajusté. La grandeur du condensateur C^ détermine pour les valeurs données de ^ et ^^ temps mort t. Etant donné aue la tension d'ajustage du montage en cascade est inférieure lorsqu'il ne circule pas de courant à travers T xv Les grandeurs , t ^ et ^ t peuvent être ajustées indépendamment l'une de l'autre. La valeurest déterminée par le rapport R + R 9 10 ; t „ est déterminé par Ra . C., tandis aue^ t est déterminé r y 1 n10 71 15810 5 2092125 par la capacité du condensateur C^. Le montage peut comporter aussi bien des transistors n-p-n que des transistors p-n-p. 71 15810 6 2092125 REVENDICATIONS i 1. Circuit de régulation digiial à trois points avec une partie proportionnelle, avec lequel au début d'une impulsion d'exploration, dont la durée est une mesure pour la valeur exigée, une impulsion est engendrée dans un convertisseur, impulsion dont la durée correspond à la valeur réelle, ce circuit étant caractérisé en ce qu'un amplificateur de régulation forme à purtir de l'impulsion de la valeur exigée I et de l'impulsion de la valeur réelle I une impulsion de oommande I dont le flanc avant com- ^ y mence lorsque soit l'impulsion de la valeur exigée I soit l'impmlsian de la valeur réelle I est terminé et satisfait ainsi à la relation Booléenne s (T .1 ) + (I .1 ) - t x w x' x w x' tandis que le flanc arrière de cette impulsion de eonanande apparaît après un retard t après la fin de l'impulsion de la valeur exigée I et de l'im-y ^ pulsion de la valeur réelle I et ainsi après avoir satisfait à la condition de Boole 1^ + 1^ - 0 alore que le retard t est proportionnel à la différence entre la durée de 11impàlsion de la valeur exigée 1^ et de la durée de l'impulsion de la valeur réelle I • 2. Circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tempe de retard maximal t est limité de telle façon que l'impulsion de oouande y I est terminée au début de l'impulsion suivante de la valeur exigée I . v W 3» Circuit selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'amplificateur de régulation comporte des transistors avec deux transistors d'entrée fonctionnant comme étage inverseur dont chaque collecteur est relié d'une part à la base d'un premier transistor, respectivement à la base d'un deuxième transistor et d'autre part à l'émetteur du deuxième transistor, respectivement à l'émetteur du premier transistor tandis que les collecteurs du premier et du deuxième transistor sont connectés ensemble à l'entrée d'un montage en. cascade constitué de transistors qui est reliée par l'intermédiaire d'une résistance relativement élevée à la tension d'alimentation et par l'intermédiaire d'une résistance relativement petite à un condensateur tandis que l'entrée et la sortie du montage en cascade sont reliées entre elles par l'intermédiaire d'un montage en série de deux diodes.