[发明专利]一种带软启动环节的自动电压调节器

说明书

技术领域

本发明涉及一种带软启动环节的自动电压调节器，属于电机技术领域。

背景技术

现在脉宽调制方式(PWM)广泛应用于发电机的励磁系统中，其中能自动调节发电机输出电压的励磁系统称为自动电压调节器(AVR)，用户往往希望自动电压调节器在投入时，发电机输出电压上升平稳、超调少，这种方式被称为软启动。

一般自动电压调节器实现软启动的方式，是采用控制集成脉宽调制芯片(如TL494、UC3842等)内部集成的电压误差放大器输出端(CMP脚)的电压来控制励磁系统输出的电流，以达到软启动的目的。

图1表示了一个典型软启动电路。它由一个连接到CMP脚的小信号PNP晶体管Q₁、电阻R₁和电容C_SS组成。R₁与C_SS构成的RC网络用IC₁内部产生的一个5V精密基准电压源V_REF驱动Q₁的基极。当收到启动信号后，常闭触点S₁打开，C_SS上的电压以时间常数t(由R₁×C_SS确定，单位为秒)为速率上升至5V。由于Q₁为射极跟随器结构，Q₁加在CMP脚的电压“跟随”Q₁的基极电压，于是励磁系统的输出电流也成比例地爬升。

但是这种典型软启动电路的缺点是，首先它需要晶体管Q₁、电阻R₁和电容C_SS三个元器件来实现软启动；其次，软启动时间不能任意可调，例如要想获得较长的启动时间，虽然理论上可以通过增加C_SS或R₁以减小C_SS的充电电流来达到延长启动时间，但是不能忽略Q₁的基极电流，PWM控制IC的CMP脚通常给出1mA的输出电流，如果Q₁(2N3906)的最小放大倍数为80，则Q₁基极吸入的最小电流为12.5uA。Q₁基极管脚流出基极电流，并加到C_SS的充电电流上，使得C_SS的充电电流不能任意减小，从而难以获得较长的启动时间。另外，由于本软启动电路是直接控制PWM脉宽平稳增大，只能使励磁系统的输出电流平稳爬升，如果启动时间选择不当，并不能消除超调。

发明内容

本发明的目的在于提出一种带软启动环节的自动电压调节器，该调节器可以达到任意调整启动时间，控制给定平稳增大，励磁系统的输出电流平稳爬升而且绝不会超过给定，完全消除了超调。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：带软启动环节的脉宽调制电路，包括由R₁₉、C₁₇、R₁₈、R₄₁和集成芯片TL494中内部集成的电压误差放大器构成PI调节器，SAD端为反馈输入，R₁₄、R₁₅、电位器RP₃通过R₁₆接入TL494中内部集成的电压误差放大器的正相输入端IN+作为给定环节，调节电位器RP₃可对给定进行整定。在电位器RP₃两端并联了一个电容C₁₅。当收到启动信号后，常闭触点S₁打开，C₁₅上的电压以时间常数t(由R₁₄×C₁₅确定，R₁₅、RP₃阻值远大于R₁₄，可忽略)为速率上升，则电位器RP₃的动触点电压也依比例上升，直到额定给定。

本发明的有益效果：本发明完全消除原线路的缺点，同时简单可靠，通过调整R₁₄和C₁₅的大小可以任意调整启动时间；同时由于给定平稳增大，励磁系统的输出电流平稳爬升而且绝不会超过给定，完全消除了超调，效果良好。

以下结合附图和实施对本发明作比较详细说明。

附图说明

图1为现有技术的一个典型软启动电路的原理图；

图2为带软启动环节的脉宽调制电路原理图。

具体实施方式