Resumen
The invention relates to a control system for switched power supply sources with fast dynamic response, comprising: a main switch (16) for generating a two-level voltage containing a modulating carrier signal; a pulse width modulator (33) for controlling the switching of the main switch (16); a low-pass filter (20) for filtering the carrier signal originating from the modulator (33); an auxiliary switch (18, 124) for allowing the current to pass through the coil (21) of the low-pass filter (20) when the main switch (16) is open; a first feedback loop for supplying the modulator (33) with the error (Error) between the output voltage (VOUT) and the reference signal (VREF); a second feedback loop for supplying the modulator (33) with the output voltage (VOUT); and a third feedback loop for supplying the modulator (33) with a signal, RiCOUT, proportional to the current passing through the capacitor (22) of the low-pass filter (20).
Reivindicaciones
1. 1. Sistema de control para fuentes dealimentación conmutadas con rápida respuesta dinámica, dicho sistemade control (1) configurado para ser alimentado desde una fuente dealimentación (VIN) y para proporcionar en unos terminales desalida (39) una tensión de salida (VOUT) proporcional a unaseñal de referencia (VREF) para alimentar una carga (37) , dichosistema comprendiendo: 2. - un interruptor principal (16) configuradopara, una vez conectado a la fuente de alimentación (VIN) , conmutar entre dos posibles estados, abierto y cerrado, para generaruna tensión de dos niveles que contiene una componente principal, señal moduladora, y una componente superpuesta de la mismafrecuencia que la frecuencia de conmutación del interruptor o unmúltiplo de la misma, señal portadora; 3. - un modulador por ancho de pulso (33) encargadode controlar la conmutación del interruptor principal (16) ; 4. - un filtro paso bajo (20) encargado de filtrarla señal portadora proveniente del modulador de ancho de pulso (33) , comprendiendo dicho filtro paso bajo (20) al menos un condensador (22) en paralelo con los terminales de salida (39) y una bobina (21) ; 5. - un interruptor auxiliar (18, 124) configuradopara permitir la circulación de corriente por la bobina (21) delfiltro paso bajo (20) cuando el interruptor principal (16) estáabierto; 6. - un primer lazo de realimentación encargado derealimentar en el modulador (33) el error (Error) entre la tensiónde salida (VOUT) y la señal de referencia (VREF) , paraobtener la señal de referencia (Ref) del modulador por ancho depulso (33) ; 7. caracterizado porque el sistema decontrol (1) comprende adicionalmente: 8. - un segundo lazo de realimentación encargado derealimentar en el modulador (33) la tensión de salida (VOUT) ; 9. - un tercer lazo de realimentación encargado derealimentar en el modulador (33) una señal RiCOUT proporcionala la corriente que circula por el al menos un condensador (22) delfiltro paso bajo (20) ; 10. y porque el modulador por ancho de pulso (33) está configurado para recibir la señal a controlar (Ctrl) a partirde dichos segundo y tercer lazo de realimentación. 11. 2. Sistema de control según reivindicación 1, caracterizado porque el primer lazo de realimentacióncomprende un amplificador de error (35) encargado de amplificar, conuna ganancia y una fase variable con la frecuencia, el error (Error) entre la tensión de salida (VOUT) y la señal de referencia (VREF) , para obtener la señal de referencia (Ref) del moduladorpor ancho de pulso (33) . 12. 3. Sistema de control según la reivindicación 2, caracterizado porque el tercer lazo de realimentacióncomprende un primer amplificador (27) de ganancia Ki, siendoKi un número real positivo, encargado de amplificar la señalRiCOUT, y el segundo lazo de realimentación comprende unsegundo amplificador (30) de ganancia KVerror, siendoKVerror un número real positivo, encargado de amplificar elerror (Error) entre la tensión de salida (VOUT) y la señal dereferencia (VREF) , y porque el sistema de control (1) comprendeun comparador (31) encargado de obtener la señal a controlar (Ctrl) del modulador por ancho de pulso (33) restando a la señal de salidadel primer amplificador (27) la señal de salida del segundoamplificador (30) . 13. 4. Sistema de control según la reivindicación 2, caracterizado porque el tercer lazo de realimentacióncomprende un primer amplificador (27) de ganancia Ki, siendoKi un número real positivo, encargado de amplificar la señalRiCOUT, y el segundo lazo de realimentación comprende un terceramplificador (87) de ganancia KVout, siendo KVout unnúmero real positivo, encargado de amplificar la tensión de salida (VOUT) ; 14. y porque el sistema de control (1) comprende: 15. - un cuarto amplificador (88) de gananciaKVref, siendo KVref un número real positivo, encargado deamplificar la señal de referencia (VREF) ; y 16. - un comparador (31) encargado de obtener laseñal a controlar (Ctrl) del modulador por ancho de pulso (33) sumando a la señal de salida del primer amplificador (27) la señalde salida del tercer amplificador (87) y restando la señal de salidadel cuarto amplificador (88) . 17. 5. Sistema de control según la reivindicación 1, caracterizado porque el tercer lazo de realimentacióncomprende un primer amplificador (27) de ganancia Ki, siendoKi un número real positivo, encargado de amplificar la señalRiCOUT, y el segundo lazo de realimentación comprende un terceramplificador (87) de ganancia KVout, siendo KVout unnúmero real positivo, encargado de amplificar la tensión de salida (VOUT) ; 18. porque el sistema de control (1) comprende uncomparador (31) encargado de obtener la señal a controlar (Ctrl) delmodulador por ancho de pulso (33) sumando a la señal de salida delprimer amplificador (27) la señal de salida del tercer amplificador (87) ; 19. y porque el primer lazo de realimentacióncomprende: 20. - un amplificador de error (35) encargado deamplificar, con una ganancia y una fase variable con la frecuencia, el error (Error) entre la tensión de salida (VOUT) y la señalde referencia (VREF) ; 21. - un cuarto amplificador (88) de gananciaKVref, siendo KVref un número real positivo, encargado deamplificar la señal de referencia (VREF) ; 22. - un comparador (119) encargado de obtener laseñal de referencia (Ref) del modulador por ancho de pulso (33) sumando a la señal de salida del amplificador de error (35) la señalde salida del cuarto amplificador (88) . 23. 6. Sistema de control según cualquiera de lasreivindicaciones anteriores, caracterizado porque elmodulador por ancho de pulso (33) comprende un comparador conhistéresis (42) . 24. 7. Sistema de control según cualquiera de lasreivindicaciones 1-5, caracterizado porque elmodulador por ancho de pulso (33) comprende un comparador (46) , encargado de recibir la señal de referencia (Ref) y la señal acontrolar (Ctrl) , y un multivibrador monoestable (47, 51) encargadode recibir la señal de salida de dicho comparador (46) y obtener laseñal de control de la conmutación del interruptor principal (16) . 25. 8. Sistema de control según cualquiera de lasreivindicaciones 1-5, caracterizado porque elmodulador por ancho de pulso (33) comprende un comparador (46) , encargado de recibir la señal de referencia (Ref) y la señal acontrolar (Ctrl) , y un biestable (55) de tipo RS encargado derecibir la señal de salida de dicho comparador (46) y obtener laseñal de control de la conmutación del interruptor principal (16) . 26. 9. Sistema de control según cualquiera de lasreivindicaciones anteriores, caracterizado porque elinterruptor auxiliar es un diodo de libre circulación (18) . 27. 10. Sistema de control según cualquiera de lasreivindicaciones 1-8, caracterizado porque elinterruptor auxiliar comprende un interruptor (124) controlado porel modulador por ancho de pulso (33) . 28. 11. Sistema de control según cualquiera de lasreivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprendeun transformador (132) cuyo bobinado primario está conectado enserie con el interruptor principal (16) y cuyo bobinado secundarioestá conectado con el filtro paso bajo (20) a través de una etaparectificadora.
