FR2497421A1 - Non-inverting variable ratio DC=DC switching regulator - uses series switch driving an LC circuit to step up input voltage and shunt switch to lower output voltage - Google Patents

Non-inverting variable ratio DC=DC switching regulator - uses series switch driving an LC circuit to step up input voltage and shunt switch to lower output voltage Download PDF

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Abstract

The regulator provides a variable DC to DC conversion ratio able to provide output voltages above, equal to, or below the DC input voltage. The regulator uses a series switching transistor driving a series inductor (L1) and shunt output capacitor (C2) to step up the input voltage, then a shunt switching transistor across the output to lower the DC voltage. By variation of transistor ON/OFF time ratios the voltage at the output terminals is variable. The DC supply (SC) is coupled to a series pass transistor (S2) which feeds a series inductor (L1). A free wheel diode (D2) is connected between their junction and ground. A shunt connected switching transistor (S1) shorts the inductor output to ground when the output is to be reduced. Control circuits (3,4) determine the conduction internal of both transistors and ensures synchronisation between them.

Description

CIRCUIT REGULATEUR A DECOUPAGE
NON INVERSEUR DE TENSION
La présente invention concerne un circuit régulateur à découpage non inverseur de tension et qui peut jouer le rôle d'abaisseur ou d'élévateur de tension.
CUTTING REGULATOR CIRCUIT
NON VOLTAGE REVERSE
The present invention relates to a switching regulator circuit which does not reverse voltage and which can act as a step-down or step-up voltage.

Pour effectuer une transformation conLinue/continue il est connu de procéder par découpage du courant dans une inductance, ou par découpage du courant dans le primaire d'un transformateur. L)n s'intéresse ici à la première catégorie de ces circuits qui peuvent se présenter sous trois formes différentes: montage convertisseur direct (abaisseur) et montages convertisseurs à accumulation (élévateur, inverseur de polarité). Ces montages constituent trois circuits de base respectivement abaisseur, élévateur et inverseur, et qui utilisent les mêmes composants à savoir une inductance, un commutateur qui peut être constitué par un transistor, une diode d'arrêt et une capacité réservoir en sortie. L'énergie est emmagasinée dans l'inductance et dans la capacité de sortie.Un circuit de commande contrôle les variations de la tension de sortie en fonction des variations de la tension d'entrée et des besoins de la charge et élabore un signal de commande du commutateur pour modifier le cycle de découpage de manière à stabiliser la tension de sortie. Le rapport entre le temps de fermeture du commutateur et la période de découpage est égal au facteur de forme qui par définition peut varier de O à 1. To carry out a continuous / continuous transformation it is known to proceed by cutting the current in an inductor, or by cutting the current in the primary of a transformer. L) n is concerned here with the first category of these circuits which can be presented in three different forms: direct converter assembly (step-down) and accumulation converter assemblies (step-up, reverse polarity). These arrangements constitute three basic circuits, respectively step-down, step-up and inverter, and which use the same components, namely an inductor, a switch which can be constituted by a transistor, a stop diode and a tank capacity at the output. The energy is stored in the inductance and in the output capacitor. A control circuit controls the variations of the output voltage according to the variations of the input voltage and the needs of the load and generates a control signal. of the switch to modify the switching cycle so as to stabilize the output voltage. The ratio between the switch closing time and the switching period is equal to the form factor which by definition can vary from 0 to 1.

Le but de l'invention est de réaliser un circuit régulateur à découpage non inverseur qui accepte une tension d'entrée qui peut être plus faible, égale ou supérieure à la tension de sortie régulée, alors que la tension minimale d'entrée envisageable doit être plus élevée que celle prévue en sortie dans le cas d'un circuit abaisseur et que la tension maximale d'entrée envisageable doit être plus faible que celle prévue en sortie dans la cas d'un circuit élévateur. The object of the invention is to provide a non-inverting switching regulator circuit which accepts an input voltage which may be lower, equal to or greater than the regulated output voltage, while the minimum possible input voltage must be higher than that provided at the output in the case of a step-down circuit and that the maximum possible input voltage must be lower than that provided at the output in the case of a booster circuit.

Suivant un objet de Minvention en @@lles um @@@it @égulateur par la conexion en série de deux circule on bans un circuit élévateur suivi d'un mirsud absisseur et par @@@ ande en 3) prbronisone des comm@@iseurs équipanis @@ circu@@
Suivant un a@@re mode préféremdiai es re@@@@ le circuit réguloreur non inverseur el formé par un @@@et @@@@ précédé d'un circuit composé d'un commulateur en sér's avec une élede conneciéc entre les lornes recevant la lension @@@irés, la diode élent conneutés par ailieurs aux bornes d'entrse du @@@ élévateur en aval, les deux circuits cormuteleurs étant également commandés en synchronisme.
According to an object of Minvention in @@ lles um @@@ it @ regulator by the connection in series of two circulates one bans an elevator circuit followed by a mirsud absorber and by @@@ ande in 3) prbronisone of the comm @@ iseurs equipanis @@ circu @@
According to an a @@ re mode preferemdiai es re @@@@ the non-inverting regulator circuit el formed by a @@@ and @@@@ preceded by a circuit composed of a commutator in ser's with an elede connected between the lornes receiving the lension @@@ irés, the diode elentuated by ailieurs to the input terminals of the downstream @@@ elevator, the two cormuteleurs circuits being also controlled in synchronism.

Les particularités de l'Invention apparaîtrol dant $également comtion qui suit donnee à titre d'exemple non limitatif, a l'aide des figures anexées qui représentent.:
Fig l. un premier mode de réalisation d'un circuit régulateur conforme à la présente invention
Fig 2, un deuxième mode constituant 52 ande préféré de réalisation d'un circuit régulateur selon l'invention ; et
- Fig. 3, un disgramme relatif aux circuit de connmende des commutateurs.
The peculiarities of the invention appear also in the following comtion given by way of nonlimiting example, using the appended figures which represent:
Fig l. a first embodiment of a regulator circuit according to the present invention
Fig 2, a second preferred constituent 52 ande embodiment of a regulator circuit according to the invention; and
- Fig. 3, a diagram relating to the circuit of connmende of the switches.

Le circuit régulateur à découpage non inverseur de tension de la Fig. 1 est constitué de deux circuits convertisseurs de base connectés en cascade, un circuls élévateur de tendon 1 suivi d'un circuit abaisseur de isodon 2, l'ersemble ayant le propriété d'accepter une tension d'enirée E intérieue, égale ou superieure à la tension de sortie Urégulée prévue pour l'exploitation. The non-inverting switching regulator circuit of FIG. 1 consists of two basic converter circuits connected in cascade, a tendon raising circuit 1 followed by a step-down circuit of isodon 2, the assembly having the property of accepting an internal input voltage E, equal to or greater than Urgulated output voltage intended for operation.

Les commutateurs 51 et 52 ent commandés simultanément à l'ouverture et à la fermeiure par un circuit de commande 3 qui agit sur les paramètres de découpage pour maintenir constante la tension de sortie U en fonction des besolas de la charge RC raccordée en sortie et en fonction des variations de la tension d'alimentation E. The switches 51 and 52 are controlled simultaneously on opening and closing by a control circuit 3 which acts on the switching parameters to maintain constant the output voltage U as a function of the requirements of the load RC connected at the output and function of variations in supply voltage E.

Cette dernière est élaborée par une alimentation annexe SC connectée à l'entrée el. I'on conslobrera à priori la tension E est continue.The latter is produced by an annex power supply SC connected to the input el. We will a priori consume the voltage E is continuous.

La tension continue intermédiaire U1 est procurée par le circuit élévateur 1 et sa valeur et supérieure à la tension d'entrée E. The intermediate DC voltage U1 is provided by the booster circuit 1 and its value is greater than the input voltage E.

La tension continue régulée U en sortie procurée par le circuit abaisseur 2 est inférieure à la valeur intermédiaire U1. Le fonctionnement de chacun de ces circuits de base 1 eL 2 est rappelé ci-après.The regulated DC voltage U at the output provided by the step-down circuit 2 is less than the intermediate value U1. The operation of each of these basic circuits 1 eL 2 is recalled below.

Dans le circuit régulateur à découpage 1 lorsque le commutateur S1 se ferme, la tension VS1 à ses bornes Lombe pratiquement à zéro et; la différence de tension E - VSI apparaît aux bornes de l'inductance L1 entraînant un courant croissant IL1 dans cet élément. Comme la tension VS1 est inférieure à la tension de sortie U1, la diode D1 se trouve polarisée en inverse et le courant ne peut circuler vers la sortie c'est-à-dire vers le circuit 2. Lorsque le commutateur S1 s'ouvre à nouveau, le courant IL1 dans l'inductance
L1 ne pouvant changer instantanément, la tension VS1 devient égale à la somme de la tension de sortie U1 et de celle VD1 aux bornes de la diode D1 dans le sens passant.Le courant peut maintenant circuler vers la sortie et vers le condensateur C1. Ce courant décroît suivant une loi qui peut être assimilée à une variation linéaire avec une pente sensiblement égale à (U1 + VDI - E)/L1, pour des éléments L1 et C1 choisis de valeur suffisamment élevée.
In the switching regulator circuit 1 when the switch S1 closes, the voltage VS1 at its terminals Lombe practically at zero and; the voltage difference E - VSI appears at the terminals of the inductor L1 causing an increasing current IL1 in this element. As the voltage VS1 is lower than the output voltage U1, the diode D1 is reverse biased and the current cannot flow to the output, that is to say to the circuit 2. When the switch S1 opens at again, the current IL1 in the inductance
Since L1 cannot change instantaneously, the voltage VS1 becomes equal to the sum of the output voltage U1 and that VD1 across the diode D1 in the forward direction. Current can now flow to the output and to the capacitor C1. This current decreases according to a law which can be assimilated to a linear variation with a slope substantially equal to (U1 + VDI - E) / L1, for elements L1 and C1 chosen of sufficiently high value.

La durée et la période des impulsions de découpage IT émises par le circuit de commande 3, sont réglées en sorte que le courant moyen circulant dans la diode D1 est égal au courant de sortie IS1. Le facteur de forme du montage a pour expression:
tl = U1 + UDI - E
U1 + VD1 - VS1
Dans le circuit abaisseur 2 lorsque le commutateur 52 se ferme, la tension aux bornes de la diode D2 monte vers la valeur d'entrée U1 diminuée de la chute VS2 dans le commutateur 52. La diode D2 se bloque et la différence de tension U1- VS2 - U apparaît aux bornes de l'inductance L2 donnant naissance à un courant IL2 croissant et qui circule vers la charge RC et vers la capacité C2.Si le courant instantané IL2 est inférieur au courant IS absorbé par la charge, la capacité C2 fournit le courant manquant ce qui a pour effet de faire chuter légèrement la tension de sortie U. Par contre, si le courant instantané IL2 est supérieur à IS, la capacité C2 absorbe le surplus et la tension de sortie U s'accroil. Lorsque le commutateur 52 s'ouvre, la tension aux bornes de la diode D2 change de signe et correspond à la faible valeur VD2 qu'elle présente dans le sens passant ; la diode D2 se trouve en effet débloquée et permet de refermer le circuit pour l'énergie emmagasinée dans l1inductance L2 dont le courant IL2 ne peut changer instantanément.A ne moment, la tension aux bornes de l'inductance est égale à - QU + VD2) et le courant IL2 décroît linéairement avec une pente égale à - (U +
VD2)/L2 jusquà ce qu'il devienne nul ou que le commanduteur 52 23 referme et le cycle recommence. Comme prêcédement je cycle de découpage piloté par le circuit 3 est déterminé pour que le courant moyen dans l'inductance équilibre celui de sortie 15 vers la charge dans ces conditions le courant moyen de la capacités de sertie C2 est nul et la tension U reste constante.Le facteur de forme du montage a pour expression :
12 = U+VD2
----------------
U1 - US2 + VD2
Les interrupteurs 51 et 52 étant commandés simultanément le facteurs de formes t1 et T 2 sont égaux el; en posant
VD = VD1 = VD2 et VS = VS1 = VS2, on obtient les relations: t = U + VD pour le facteur de forme
U + VD + E - VS et U1 = U + E pour la valeur intermédiaire Ul.
The duration and the period of the switching pulses IT emitted by the control circuit 3 are adjusted so that the average current flowing in the diode D1 is equal to the output current IS1. The form factor of the assembly has the expression:
tl = U1 + UDI - E
U1 + VD1 - VS1
In the step-down circuit 2 when the switch 52 closes, the voltage across the terminals of the diode D2 rises towards the input value U1 minus the fall VS2 in the switch 52. The diode D2 is blocked and the voltage difference U1- VS2 - U appears at the terminals of the inductance L2 giving rise to an increasing current IL2 and which flows towards the load RC and towards the capacity C2. If the instantaneous current IL2 is lower than the current IS absorbed by the load, the capacity C2 provides the missing current which has the effect of causing the output voltage U to drop slightly. On the other hand, if the instantaneous current IL2 is greater than IS, the capacitor C2 absorbs the surplus and the output voltage U increases. When the switch 52 opens, the voltage across the diode D2 changes sign and corresponds to the low value VD2 which it presents in the passing direction; the diode D2 is indeed unlocked and allows to close the circuit for the energy stored in the inductor L2 whose current IL2 cannot change instantly. At any time, the voltage across the inductor is equal to - QU + VD2 ) and the current IL2 decreases linearly with a slope equal to - (U +
VD2) / L2 until it becomes zero or the controller 52 23 closes and the cycle begins again. As before I the cutting cycle controlled by the circuit 3 is determined so that the average current in the inductance balances that of the output 15 towards the load under these conditions the average current of the crimping capacities C2 is zero and the voltage U remains constant The form factor of the assembly has the expression:
12 = U + VD2
----------------
U1 - US2 + VD2
The switches 51 and 52 being controlled simultaneously the form factors t1 and T 2 are equal el; by asking
VD = VD1 = VD2 and VS = VS1 = VS2, we obtain the relations: t = U + VD for the form factor
U + VD + E - VS and U1 = U + E for the intermediate value Ul.

Le cycle de découpage est piloté par le circuit de commande 3 en sorte que le courant moyen dans l'inductance L2 est égal au courant d'utilisation IS. En utilisant des inductances L1 et L2 de valeur élevée le régulateur présente l'intérêt de réduire le courant crête traversant Jes interrupteurs. On remarque que la tension intermédiaire est égal à E + U et le rôle de l'élévateur 1 s'avère inutile à partir du moment où la tension d'entrée E est égale ou supérieure à la tension régulée U en sortie. Pour y remédier il peut être prévu un circuit de commande complémentaire 4 qui a pour effet de maintenir ouvert l'interrupteur S1 lorsque les conditions pécitées de la tension d'entrée E se produisent. The chopping cycle is controlled by the control circuit 3 so that the average current in the inductor L2 is equal to the use current IS. By using high value inductors L1 and L2, the regulator has the advantage of reducing the peak current flowing through the switches. It is noted that the intermediate voltage is equal to E + U and the role of the riser 1 proves useless from the moment when the input voltage E is equal to or greater than the regulated voltage U at the output. To remedy this, a complementary control circuit 4 can be provided which has the effect of keeping the switch S1 open when the specific conditions of the input voltage E occur.

Le deuxième mode de réalisation représenté sur la Fig. 2 comporte cornme précédemment un montage élévateur 1 connecté côté sortie à la charge RC et précédé côté entrée par un circuit correspondant aux éléments d'entrée du montage abaisseur 2 de la Fig. 1 à savoir, l'interrupteur 52 et la diode D2. Ce montage comporte moins d'éléments que la version précédente et constitue une réalisation préférentielle. De même que précédemment, les commutateurs S1 et 52 sont commandés en synchronisme par le cicuit de commande 3. Lorsque les commutateurs S1 et 52 sont commandés à la fermeture, la tension intermédiaire U2 aux bornes de la diode D2- monte vers la tension d'entrée E moins la chute faible de tension V52 aux bornes du commutateur S2.Une différence de tension E - VSl - V52,VS1 étant la tension aux bornes du commutateur S1, apparaît donc aux bornes de l'inductance L1 donnant naissance à un courant IL1. Ce courant croit linéairement avec une pente égale à (E - VS1- VS2)/L1 jusqu'au moment où les interrupteurs s'ouvrent. A ce moment, comme le courant dans l'inductance ne peut changer instantanément, la tension U2 chute à
VD2 (tension aux bornes de la diode D2 dans le sens passant) et la tension aux bornes de S1 monte à la valeur U + VD1 VDI tension aux bornes de la diode D1 dans le sens passant) ; les diodes D1 eL D2 sont conductrices et referment le circuit pour l'énergie emmagasinée dans l'inductance L1.Au moment de l'ouverture, la tension aux bornes de l'inductance est égale à - (U + VD1 + VD2) et le courant
IL1 diminue avec une pente égale à - (U + VD1 + VD2)/L1 jusqu'à ce qu'il devienne nul, ou que les commutateurs S1 et 52 se ferment à nouveau et que le cycle recommence.La commande par le circuit 3 des commutateurs est faite en sorte que le courant moyen dans la diode D1 est égal au courant de sortie IS. Le facteur de forme a pour valeur:
T= U + VD1 + VD2
----------------------------------
U + VD1 + VD2 + t - VS1 - 152
La tension de sorte U peut étre enoisi de @@ @@@ indépendante de la tension d'antrée AE, c'est-à-dire phs prande en plus potite, sans discontinuité pour la valeur U = E. @@@@ de la tension U étant identique à celle de la tension co@@@ 5.Comme précédemment un circuit additional de con@@@ à peut être prévu pour nautaliser esetion du meniage 5 en @@@@ inrsque le tension d'enirée E est unférieura ou égale à la lamsion @ansion de sortie U.
The second embodiment shown in FIG. 2 previously comprises an elevator assembly 1 connected on the output side to the load RC and preceded on the input side by a circuit corresponding to the input elements of the step-down assembly 2 of FIG. 1 namely, the switch 52 and the diode D2. This assembly has fewer elements than the previous version and is a preferred embodiment. As previously, the switches S1 and 52 are controlled in synchronism by the control circuit 3. When the switches S1 and 52 are controlled on closing, the intermediate voltage U2 across the terminals of the diode D2- goes up to the voltage of input E minus the low voltage drop V52 at the terminals of switch S2.A voltage difference E - VSl - V52, VS1 being the voltage at the terminals of switch S1, therefore appears at the terminals of inductance L1 giving rise to a current IL1 . This current increases linearly with a slope equal to (E - VS1- VS2) / L1 until the switches open. At this time, as the current in the inductor cannot change instantaneously, the voltage U2 drops to
VD2 (voltage across diode D2 in the forward direction) and the voltage across S1 increases to the value U + VD1 VDI voltage across diode D1 in the forward direction); the diodes D1 eL D2 are conductive and close the circuit for the energy stored in the inductor L1.At the moment of opening, the voltage across the inductor is equal to - (U + VD1 + VD2) and the current
IL1 decreases with a slope equal to - (U + VD1 + VD2) / L1 until it becomes zero, or switches S1 and 52 are closed again and the cycle begins again. Control by circuit 3 of switches is made so that the average current in diode D1 is equal to the output current IS. The form factor has the value:
T = U + VD1 + VD2
----------------------------------
U + VD1 + VD2 + t - VS1 - 152
The voltage so U can be chosen from @@ @@@ independent of the antare voltage AE, that is to say phs prand in addition to small, without discontinuity for the value U = E. @@@@ de the voltage U being identical to that of the voltage co @@@ 5. As previously, an additional circuit of con @@@ to may be provided to nauticalise esetion of the meniage 5 in @@@@ inrs when the input voltage E is lower or equal to the output lamsion @ansion U.

En se rapportant à la Fig. 3, le circuit de corrende 3 peut être constitué pur un circuit comparsieur d'entrée 39 dans lequel la tension de sortia U est comparée à une tension, da péférence UO slabilisès. 1 a tension d'erreur en sortie du comparieur est appliquée à un circuit intégrateur 31 suivi d'un circuit meduleteur de largeur 32 qui modifie le cycle de découpage et dont l'étage de sortie peut avanLageusement consister en un transister 33 permettant par ses sorties émetteur et collseteur de commander séparéement et simultanément les commutateurs 51 et 52 formée de transisters compiémantaires un transistor P@@ et un translstor NPN (Fig. 2).Diverses colutions peuvent étre envisagées pour la résilisation du circuit 32 selon que l'on açit sur le paramètre durge de formeture TF des commutateurs, ou sur le paramètre période de découpage T, ou sur les deux paramètres simullanément. La période T peut être fixée- par un oscillateur, ou rendue varlable par éomande d'un oscillateur contrôlé par tension. Referring to FIG. 3, the corrende circuit 3 can be constituted for an input comparsier circuit 39 in which the voltage of sortia U is compared to a voltage, of preference UO stabilized. 1 the error voltage at the output of the comparator is applied to an integrator circuit 31 followed by a width mediator circuit 32 which modifies the cutting cycle and the output stage of which can advantageously consist of a transistor 33 allowing by its outputs transmitter and collseter to separately and simultaneously control the switches 51 and 52 formed of complementary transisters a transistor P @@ and an NPN translstor (Fig. 2). Various colutions can be envisaged for the resilization of the circuit 32 according to which one is seen on the setting duration parameter TF of the switches, or on the cutting period parameter T, or on the two parameters simultaneously. The period T can be fixed by an oscillator, or made variable by the control of a voltage controlled oscillator.

Le circuit complémentaire de commande 4 est représenté sur la fig. 3 par len éléments 40 et à3. Le circuit 40 est un filtre pour la tension E et peut consister en une cellule à résistance et capacité
La sortie du filtre correspond à la yaleur moyenne de E et est appliquée au circuit 41 où elle est -additionnée à une valeur stabilisée U3. La sortie du sommateur 41 qui peut consister en un montage à résistances, est appliquée au circuit comparateur à hystérésis 42 qui reçoit la valeur U par sa seconde entrée. La sortie du comparateur attaque un commutateur 43 qui va couper le fonctionnement de l'élément 52 du circuit d'entrée 5 (Fig. 2). Le montage se rapporte au cas de la Fig. 2 où la condition satisfaite est
E inférieure ou au plus égale à U (pour le montage Fig. 1 la condition est inverse).La valeur U3 est déterminée en relation avec
U et avec l'hystérésis du comparateur 42 pour satisfaire à cette condition. Ainsi équipé, le circuiL régulateur selon les Figs 2 et 3 ne fonctionne qu'en élévateur ; une version correspondante selon les
Figs. 1 et 3 ne fonctionnera qu'en abaisseur.
The complementary control circuit 4 is shown in FIG. 3 by elements 40 and to 3. Circuit 40 is a filter for voltage E and may consist of a resistance and capacitance cell
The filter output corresponds to the average value of E and is applied to circuit 41 where it is added to a stabilized value U3. The output of the summator 41 which may consist of a resistance circuit, is applied to the hysteresis comparator circuit 42 which receives the value U by its second input. The output of the comparator drives a switch 43 which will cut off the operation of the element 52 of the input circuit 5 (Fig. 2). The assembly relates to the case of FIG. 2 where the condition satisfied is
E less than or at most equal to U (for mounting Fig. 1 the condition is the opposite). The value U3 is determined in relation to
U and with the hysteresis of comparator 42 to satisfy this condition. Thus equipped, the regulator circuiL according to Figs 2 and 3 only works as an elevator; a corresponding version according to
Figs. 1 and 3 will only work in step down.

On a ainsi décrit un circuit régulateur à découpage non inverseur de tension autorisant une grande souplesse d'emploi étant donné que sa tension de sortie U stabilisée peut être choisie de manière sensiblement indépendante de la valeur d'entrée E. Pour simplifier la description du fonctionnement il a été considéré de manière conventionnelle que les bobinages et condensateurs sont sans pertes, ques les commutateurs solides sont de résistance infinie à l'état bloqué et voisine de zéro à l'état passant, que la charge RC est une résistance pure, que la source SC présente une résistance interne sensiblement nulle, et que les valeurs des inductances et capacités et résistances de charge sont telles que les constantes de temps (RC.C2 eL L2.C2, Fig.1 ; ; RC.C1 et L1.C1, Fig. 2) sont Lrès grandes par rapport aux temps de conduction TF et de blocage TD
TF ce qui a permis de considérer la variation du courant dans l'inductance comme linéaire.
We have thus described a regulator circuit with non-voltage inverter switching allowing great flexibility of use since its stabilized output voltage U can be chosen substantially independently of the input value E. To simplify the description of the operation it has been conventionally considered that the windings and capacitors are lossless, that the solid-state switches are of infinite resistance in the blocked state and close to zero in the on state, that the RC load is a pure resistance, that the source SC has a substantially zero internal resistance, and that the values of the inductances and capacitances and load resistances are such that the time constants (RC.C2 eL L2.C2, Fig.1;; RC.C1 and L1.C1, Fig. 2) are very large compared to the TF conduction and TD blocking times
TF which made it possible to consider the variation of the current in the inductance as linear.

De même que pour les circuits de base, élévateur ou abaisseur, le circuit régulateur décrit permet par action sur le rapport cyclique =TF/TD d'obtenir une tension U stabilisée à partir d'une tension d'entrée E en principe quelconque, mais de valeur moyenne non nulle et avec la polarité adéquate.  As for the basic, raising or lowering circuits, the regulator circuit described allows by action on the duty cycle = TF / TD to obtain a stabilized voltage U from an input voltage E in principle whatever, but non-zero mean value and with the correct polarity.

Claims (5)

REVENDICATIONS 1. Circuit régulateur à découpage non inverseur ce tension, utilisant un circuit élévateur de tension ayant deux bornes d'entrée et deux bornes de sortie et comportant, entre une première borne d'entrée et une première borne da sortie une indiletance (L.1) en série avec une première diode (D1), entre ses deux bornes d'entrée ladite inductance en série avec un premier commuteleur (51), antre es deux bornes -e sortie une capacité 9C1) et unr première connexion reliani sa deuxième borne d'enlrée à sa deuxième borne de sortie, un circuit de commande (3) élaborant un signal périodique de découpage pour commander cycliquement le premier commutateur en fonction des variaticns de la tension de sortie (U) du régulateur, caractérisé en ce que le circuit élévateur est connecté en série par ses deux bornes d'entrée avec un circuit (r) en amont muni égale ment de deux bornes d'entrée et de deux bernes de sortie et comportant, entre une première borne d'entrée eL une première borne de sortie un deuxième commutateur (52), entre ses deux bornes d'entrée ledit deuxième commutateur en série avec une deuxième diode (D2) ladite deuxième diode étant connectés en parallèle sur ses deux bornes de sortie et une connexion reliant sa deuxième borne d'entrée à sa deuxième borne de sortie, la tension régulée étant prelevée aux bornes de la première capacité et le circuit de commande délivrant simultanément le signal découpage aux deux commutateurs. 1. A non-inverting switching regulator circuit for this voltage, using a voltage booster circuit having two input terminals and two output terminals and comprising, between a first input terminal and a first output terminal an indiletance (L.1 ) in series with a first diode (D1), between its two input terminals, said inductor in series with a first switch (51), between the two terminals - output capacity 9C1) and a first connection reliani its second terminal d '' connected to its second output terminal, a control circuit (3) producing a periodic switching signal for cyclically controlling the first switch as a function of the variations in the output voltage (U) of the regulator, characterized in that the booster circuit is connected in series by its two input terminals with an upstream circuit (r) also provided with two input terminals and two output terminals and comprising, between a first input terminal and a first output terminal a die uxth switch (52), between its two input terminals said second switch in series with a second diode (D2) said second diode being connected in parallel on its two output terminals and a connection connecting its second input terminal to its second output terminal, the regulated voltage being taken from the terminals of the first capacitor and the control circuit simultaneously delivering the chopping signal to the two switches. 2. Circuit régulateur à découpage non inverseur de tension, utilisant un circuit élévateur de tension ayant deux bornes d'entrée et deux bornes de sortie et comportant, entre une première borne d'entrée eL une première borne de sortie une première inductance (L1) en série avec une première diode (D1), entres ses deux bornes d'entrée ladite inductance en série avec un premier commutateur (51) entre ses deux bornes de sortie une première capacité (CI) et une première connexion reliant sa deuxième borne d'entrée à sa deuxième borne de sortie, un circuit de commande (3) élaborant un signal périodique de découpage pour commande cycliquement le premier commutateur en fonction des variations de la Lension de sortie (U) du régulateur, caractérisé en ce que le circuit élévateur est connecté en série par ses bornes de sortie à un circuit abaisseur de tension (2) muni Cgalemcnt de deux bornes d'entrée et de deux bornes de sortie et comorCanL, entre une première borne d'entrée et une première borne de sortie un deuxième commutateur (52) en série avec une deuxième inductance (L2), entre ses deux bornes d'entrée ledit deuxième commutateur en série avec une deuxième diode (D2), entre ses deux bornes de sortie une deuxième capacité (C2) eL une deuxième connexion reliant sa deuxième borne d'entrée à sa deuxième borne de sortie, la tension de sortie régulée tU) étant produite aux bornes de la deuxième capacité et le circuit de commande délivrant simultanément le signal de découpage aux deux commutateurs. 2. A non-inverting switching regulator circuit using a voltage booster circuit having two input terminals and two output terminals and comprising, between a first input terminal eL a first output terminal a first inductance (L1) in series with a first diode (D1), between its two input terminals said inductor in series with a first switch (51) between its two output terminals a first capacitor (CI) and a first connection connecting its second terminal input to its second output terminal, a control circuit (3) generating a periodic switching signal for cyclic control of the first switch according to variations in the output voltage (U) of the regulator, characterized in that the booster circuit is connected in series by its output terminals to a step-down circuit (2) provided Cgalemcnt with two input terminals and two output terminals and comorCanL, between a first input terminal and a first terminal ne output a second switch (52) in series with a second inductance (L2), between its two input terminals said second switch in series with a second diode (D2), between its two output terminals a second capacitor (C2 ) eL a second connection connecting its second input terminal to its second output terminal, the regulated output voltage tU) being produced at the terminals of the second capacitor and the control circuit simultaneously delivering the switching signal to the two switches. 3. Circuit régulateur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte un circuit complémentaire de commande (4) muni d'un circuit comparateur (42) pour comparer la tension de sortie régulée (U) avec la tension d'entrée (E) alimentant le circuit régulateur à partir d'un générateur (SC) annexe, ladite tension d'entrée étant appliquée aux bornes d'entrée du premier circuit des deux circuits connectés en cascade pour former le circuit régulateur, ladite tension de sortie étant prelevée aux bornes de sortie du deuxième circuit, la sortie du comparateur commandant un troisième commutateur (43) interposé sur la connexion de commande du commutateur du premier circuit, de manière à annuler le cas échéant l'action du premier circuit. 3. Regulator circuit according to claim 1 or 2, characterized in that it comprises a complementary control circuit (4) provided with a comparator circuit (42) for comparing the regulated output voltage (U) with the voltage of input (E) supplying the regulator circuit from a generator (SC) annex, said input voltage being applied to the input terminals of the first circuit of the two circuits connected in cascade to form the regulator circuit, said output voltage being taken from the output terminals of the second circuit, the comparator output controlling a third switch (43) interposed on the control connection of the switch of the first circuit, so as to cancel the action of the first circuit if necessary. 4.Circuit régulateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le circuit de commande comporte un circuit de comparaison (31) pour comparer la tension de sortie à une tension de référence et donL la sortie est appliquée à un circuit modulaLeur de largeur (32) pour modifier le cycle de découpage, la sortie de ce dernier circuit s'effectuant par un montage transistor (33) commandant respectivement par ses sorties émetteur et collecteur les deux commuteteure du circuit régulateur, ces deux circuits éant constitués de transistors de polerité opposés, l'un PMP, l'autre NPN. 4.Regulator circuit according to any one of the preceding claims, characterized in that the control circuit comprises a comparison circuit (31) for comparing the output voltage with a reference voltage and therefore the output is applied to a modulator circuit. wide (32) to modify the cutting cycle, the output of this latter circuit being effected by a transistor assembly (33) controlling respectively by its emitter and collector outputs the two switches of the regulator circuit, these two circuits being made up of transistors polarity, one PMP, the other NPN. 5. Circuit régulaise @@@@ la revendication J ou 4, carantérisé en ce que le @@@@ corresmentaire de commande (a)@@@@ie en sens un arr@@@@ @@@@)filtrer in @@@@ Ten@@@@ oit@@ d'audition (41) recevant par alleurs uns tem@@@ion de @@@@élérence (U1) un ercuil de @@pereison iom@@@ est @@@@@@@par un compareteur à hystérésis (42) reusvant par azilleure tensi@@ rég@@@@ et dem la sortie atique un transistor (43) aensi@@l la @@@autaieur interposé sur le conumande de comma@@@@ du premier d@@@.  5. Regulatory circuit @@@@ claim J or 4, carantérisé in that the @@@@ command correspondence (a) @@@@ ie in sense an arr @@@@ @@@@) filter in @ @@@ Ten @@@@ oit @@ of hearing (41) receiving by goers uns tem @@@ ion de @@@@ élérence (U1) a hoop of @@ pereison iom @@@ est @@@@ @@@ by a hysteresis comparator (42) succeeding by azilleure tensi @@ reg @@@@ and dem the atic output a transistor (43) so @@ l la @@@ autaieur interposed on the conumande of comma @@@ @ from the first d @@@.
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