close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

PL185152B1

код для вставкиСкачать
(12) OPIS PATENTOWY (19)PL
R Z E C Z P O S P O L IT A
PO LSK A
(2 1 ) N u m e r z g ł o s z e n i a
( 2 2 ) D a ta z g ł o s z e n i a ·
(13)
332832
17.10.1997
H05B 39/04
17.10.1997, PCT/FI97/00630
H02M 7/538
G05D 25/02
( 8 7 ) D a ta i n u m e r p u b lik a c j i z g ł o s z e n i a
R z e c z y p o s p o l i t e j P o ls k ie j
B1
( 5 1 ) I n t C l7
( 8 6 ) D a ta i n u m e r z g ł o s z e n i a m ię d z y n a r o d o w e g o
U r z ą d P a te n t o w y
(11) 185152
m ię d z y n a r o d o w e g o
30.04.1998, WO98/18199,
PCT Gazette nr 17/98
(54)
(30)
Elektroniczny regulator mocy z zasilaczem impulsowym
Pierw szeństw o:
( 73 )
Oy Lexel Finland Ab, Espoo, FI
18.10.1996,FI,964182
(43)
Z głoszenie ogłoszono:
(72)
O udzieleniu patentu ogłoszono:
31.03.2003 WUP 03/03
PL
185152
B1
(
T w órcy w ynalazku:
Martti Sairanen, Klaukkala, FI
Olli Salonen, Espoo, FI
11.10.1999 BUP 21/99
(45)
U p raw nion y z patentu:
(74)
Pełnom ocnik:
Ludwicka Izabella, PATPOL Spółka z o o
1 E lektroniczny regulator m ocy z zasilaczem lm pulso5 7 ) w ym , zw łaszcza stosow any ja k o ściem niacz, zaw ierający
półm ostkow y blok sterujący zaopatrzony w generator z dw om a blokam i sterującym i i przynajm niej d w om a elem entam i
kom utacyjnym i, korzystnie tranzystoram i polow ym i, które
są w łączone w konfigurację pólm ostka i s ą połączone swymi
elektrodam i sterującym i do w yjść bloków sterujących półm ostkow ego bloku sterującego, p rzy czym w pływ ający na
regulację m ocy czas p rzełączania elem en tó w kom utacyjnych, a w ten sposób rów nież m oc elektryczna doprow adzana
do obciążenia, je s t regulow ana p rzez zm ianę w spółczynnika
w ypełnienia nap ięcia w y jścio w eg o g e n era to ra , przy czym
pó łm o stk o w y blok sterujący m a zacisk i d la d o łą c z e n ia e le m en tó w z e w n ę trz n y c h , z w ła s z c z a re z y s to ra i k o n d e n s a to ra do u sta w ie n ia często tliw o ści pracy p ó łm o stk o w eg o
bloku sterującego, z n a m ien n y tym, ze zaciski c zę sto tliw o ści roboczej (5a, 5b) półm ostkow ego bloku sterującego (2)
s ą dołączone do aktyw nego układu rezy sto ro w eg o (14), przy
czym je d e n z tych zacisków (5b) p o p rz ez k o n densator (15)
je s t połączony z m asą, a aktyw ny układ rezystorow y (14) zaw iera dw a regulow ane zespoły rezystyw ne (1 6 ,1 7 ) p ołączone rów nolegle ze so b ą i tw orzące odgałęzienia rezystorow e,
z k tó ry ch p ierw szy reg u lo w an y z e sp ó ł re z y sty w n y (16)
stanów i d ro g ę ład o w an ia w o k re sie ła d o w a n ia k o d e n s a to ra (15). a d ru g i re g u lo w an y z e s p ó ł re z y sty w n y (1 7) s ta now i d ro g ę ro z ład o w an ia w okresie rozładow ania tego
kondensatora (15)
Fig 1
Elektroniczny regulator mocy z zasilaczem impulsowym
Zastrzeżenia
patentowe
1. Elektroniczny regulator mocy z zasilaczem impulsowym, zwłaszcza stosowany jako
ściemniacz, zawierający półmostkowy blok sterujący zaopatrzony w generator z dwoma blokami
sterującymi i przynajmniej dwoma elementami komutacyjnymi, korzystnie tranzystorami polowymi, które są włączone w konfigurację półmostka i są połączone swymi elektrodami sterującymi
do wyjść bloków sterujących pólmostkowego bloku sterującego, przy czym wpływający na regulację mocy czas przełączania elementów komutacyjnych, a w ten sposób również moc elektryczna doprowadzana do obciążenia, jest regulowana przez zmianę współczynnika wypełnienia
napięcia wyjściowego generatora, przy czym półmostkowy blok sterujący ma zaciski dla
dołączenia elem entów zew nętrznych, zw łaszcza rezystora i kondensatora do ustaw ienia
częstotliwości pracy pólmostkowego bloku sterującego, znam ienny tym , że zaciski częstotliwości roboczej (5a, 5b) pólmostkowego bloku sterującego (2) są dołączone do aktywnego
układu rezystorowego (14), przy czym jeden z tych zacisków (5b) poprzez kondensator (15) jest
połączony z masą, a aktywny układ rezystorowy (14) zawiera dwa regulowane zespoły rezystywne (1 6 , 17) połączone równolegle ze sobą i tworzące odgałęzienia rezystorowe, z których pierwszy regulowany zespół rezystywny (16) stanowi drogę ładowania w okresie ładowania
kodensatora (15), a drugi regulow any zespół rezystywny (17) stanowi drogę rozładowania
w okresie rozładowania tego kondensatora (15).
2. Regulator mocy według zastrz. 1, znam ienny tym, że pierwszy regulowany zespół rezystywny (16) zawiera szeregowe połączenie pierwszego tranzystora (18), pierwszego rezystora (22)
i dwóch diod (20, 21) włączonych zgodnie z kierunkiem przepływu prądu przez pierwszy tranzystor (18), a drugi regulowany zespół rezystywny (17) zawiera szeregowe połączenie drugiego
tranzystora (19), drugiego rezystora (24) i trzeciej diody (23) włączonej zgodnie z kierunkiem
przepływu prądu przez drugi tranzystyor (19).
3. Regulator m ocy według zastrz. 2, zn am ien n y tym , że regulowane zespoły rezystywne (1 6 , 17) aktywnego układu rezystorowego (14) s ą połączone z układem sterującym (26)
pary tranzystorów (1 8 , 19), przy czym układ sterujący (26) jest zaopatrzony w rezystor regulowany typu potencjometr (28).
4. Regulator mocy według zastrz. 3, znam ienny tym , że układ sterujący (26) zawiera
wtórnik emiterowy (27) powtarzający napięcie potencjometru (28), przy czym wyjścia wtórnika
emiterowego (27) dołączone są do baz tranzystorów ( 1 8 , 19) regulowanych zespołów rezystorowych (1 6 , 17).
5. Regulator mocy według zastrz. 3 albo 4, znam ienny tym , że potencjometr (28) jest potencjometrem logarytmicznym.
*
*
*
Przedmiotem wynalazku jest elektroniczny regulator mocy z zasilaczem impulsowym,
wykorzystywany jako ściemniacz, zwłaszcza do sterowania świeceniem jednej lub więcej lamp
halogenowych.
Znany jest elektroniczny regulator mocy z zasilaczem impulsowym, zaopatrzony w półmostkowy blok sterujący i blok komutacyjny z dwoma elementami komutacyjnymi, na przykład
tranzystorami polowymi, połączonymi w układ półmostkowy. Wyjścia sterujące półmostkowego bloku sterującego są dołączone do bramek tranzystorów połowych. Półmostkowy blok sterujący zawiera również generator do sterowania czasem komutacji elementów komutacyjnych,
a dzięki temu i m ocą elektryczną podawaną do obciążenia przez zmianę współczynnika
wypełnienia na pięcia wyjściowego generatora. Ponadto półmostkowy blok sterujący ma zaciski
1 8 5 152
3
dla zewnętrznych elementów układowych, takich jak rezystor i kondensator, do ustawienia
częstotliwości pracy półmostkowego bloku sterującego. Półmostkowy blok sterujący stanowi
układ scalony, wytwarzany przez firmę International Rectifier jako typ IR 2155.
W przypadku znanego elektronicznego sterownika mocy z zasilaczem impulsowym, regulacja oświetlenia odbywa się po prostu przez zwiększanie częstotliwości pracy i zmniejszanie
w ten sposób czasu przewodzenia, to znaczy czasu włączenia przynajmniej jednego z elementów
komutacyjnych. Kiedy napięcie wyjściowe regulatora mocy ma być ustawione do jego poziomu
minimalnego, około 1 Vsk, to częstotliwość robocza półmostkowego bloku sterującego wymaga
zwiększenia do poziomu znacznie powyżej 100 kHz. Wysoka częstotliwość może powodować
trudności. Przy wzroście częstotliwości rosną zakłócenia radioelektryczne. Trudne jest, prawie
niemożliwe, stłumienie tych zakłóceń po prostu przez zainstalowanie filtru. Inna wada polega
na tym, że duża częstotliwość pracy znacznie zwiększa straty kom utacji w elementach
przełączających, to znaczy tranzystorach. Może to zwiększać ogólne straty regulacji mocy.
Na pos. I rysunku przedstawiono układ znanego elektronicznego regulatora mocy do
opraw świetlnych. Układ zasilacza zawiera prostownik 1, półmostkowy blok sterujący 2 i blok
komutacyjny 1. Do wyjścia bloku komutacyjnego 3, dołączony jest obwód oprawy świetlnej 4.
W tym przypadku układ zasilacza stanowi półokresowy transformator przeciwsobny. Prostownik 1 jest dowolnym prostownikiem dobranym ze względu na wygodę, korzystnie mostkiem
diodowym, którego wejście zasilane jest z prądu przemiennego, na przykład napięciem U z sieci,
a na wyjściu prostownika 1 w ystępuje jedno lub więcej napięć w yprostow anych o żądanej
wielkości, na przykład półmostkowe napięcie sterujące Ucc i napięcie robocze (maksymalne) Uh
obwodu poprawy świetlnej 4.
W tym zastosowaniu półmostkowy blok sterujący 2 stanowi dostępny w handlu układ
scalony typu IR2155. Na pos. II rysunku przedstawiono schemat funkcjonalny tego znanego
układu regulatora mocy. Półmostkowy blok sterujący 2 jest samooscylującym sterownikiem
bramki tranzystora polowego (MOS), którego napięcie sterujące jest odpowiednim napięciem
stałym Ucc. Blok sterujący 2 zawiera również blok generatora 5 i dwa bloki sterujące 6 i 7. Blok
generatora 5 jest generatorem programowanym, którego częstotliwość drgań ustawia się za pom ocą zewnętrznego rezystora Rt, i kondensatora Ct (pos. I). Wyjście sterujące HO pierwszego
bloku sterującego 6 jest wyjściem nieuziemionym dołączonym do bramki pierwszego tranzystora polowego 8 bloku komutacyjnego 3. Drugie wyjście sterujące LO drugiego bloku sterującego
7 jest dołączone do bramki drugiego tranzystora polowego 9. Tranzystory polowe 8, 9 są wtedy
sterowane naprzemiennie za pośrednictwem bloków sterujących 6, 7 układu sterującego 2, tak
że impuls sterujący w postaci wysokoczęstotliwościowego przebiegu prostokątnego jest podawany na przemian, równocześnie w danym momencie, z obu bloków sterujących. Półmostkowy
blok sterujący 2 zawiera układ opóźniający do wytwarzania czasu martwego między zmianami
stanu powodowanymi przez tranzystory polowe 8 , 9. Tak więc, obydwa tranzystory polowe 8, 9
nie mogą być równocześnie w stanie przewodzenia, lecz występuje pewien krótki okres czasu,
w którym obydwa tranzystory są w stanie nieprzewodzenia między ich przejściami do stanów
przewodzenia.
Blok komutacyjny 3 przedstaw iony na pos. I zawiera dwa tranzystory polowe 8, 9, korzystnie tranzystory MOSFET, odpowiednie do zastosowania w charakterze tranzystorów
kom utacyjnych, które są zestawione w układzie półmostkowym, to znaczy w jednej gałęzi
układu mostkowego. Kondensatory tłumiące 1 2 , 13 są włączone w drugą gałąź układu mostkowego. Obwód oprawy świetlnej 4, stanowiący obciążenie, jest włączony za pośrednictwem
transformatora 11 między zaciski wyjściowe mostka b-b, natomiast napięcie robocze Uh i zacisk
masy G, włączone są między zaciski wejściowe mostka a-a. W tym zastosow aniu obwód
oprawy świetlnej 4 zawiera lampę halogenową.
Obwód oprawy świetlnej 4 zawiera obwód rezonansowy LC, który jest utworzony przez
transformator 11 i kondensatory 1 2 , 13. Moc elektryczną podawaną do obciążenia, które stanowi
lampa 10, określa się przez sterowanie bloku komutacyjnego 3, zwłaszcza jego tranzystorów
komutacyjnych 8, 9, przełączając je między stanem przewodzenia a stanem nieprzewodzenia,
4
1 8 5 152
za pomocą sygnału sterującego kierowanego do tranzystorów z bloku sterującego 2. Częstotliwość sterująca, a zatem i częstotliwość robocza bloku sterującego 2, jest stosunkowo wysoka.
Z tego wynikają na przykład bardzo niewielkie wymiary transformatora 11.
W zasilaczu według pos. I, częstotliwość roboczą bloku generatora 5 bloku sterownika 5
ustawia się za pom ocą rezystora R t i kondensatora Ct, które są dołączone do zacisków sterujących 5a, 5b częstotliwości roboczej bloku sterującego 2. W takim połączeniu samodrgającym,
częstotliwość robocza jest stała i nie zależy od obciążenia. Jeżeli ten układ zaopatrzony jest
w konwencjonalny regulator mocy, to częstotliwość roboczą urządzenia można znacznie
zwiększyć, w celu umożliwienia ustawienia napięcia wyjściowego obwodu oprawy świetlnej 4
na minimum. M ożna zauważyć, że zwiększanie częstotliwości roboczej bloku generatora 5 i,
odpowiednio, zwiększanie częstotliwości roboczej tranzystorów komutacyjnych bloku komutacyjnego 3 do powyżej 100 kHz, powoduje wzrost zarówno strat komutacyjnych, jak i zakłóceń
przedostających się z urządzenia do sieci.
Elektroniczny regulator mocy z zasilaczem impulsowym, zwłaszcza stosowany jako
ściemniacz, zawierający półmostkowy blok sterujący zaopatrzony w generator z dwoma
blokami sterującymi i przynajmniej dwoma elementami komutacyjnymi, korzystnie tranzystorami polowymi, które są włączone w konfigurację półmostka i są połączone swymi elektrodami sterującymi do wyjść bloków sterujących półmostkowego bloku sterującego, przy czym
wpływający na regulację mocy czas przełączania elementów komutacyjnych, a w ten sposób
rów nież moc elektryczna doprow adzana do obciążenia, je st regulow ana przez zmianę
współczynnika wypełnienia napięcia wyjściowego generatora, przy czym półmostkowy blok
sterujący ma zaciski dla dołączenia elementów zewnętrznych, zwłaszcza rezystora i kondensatora do ustawienia częstotliwości pracy półmostkowego bloku sterującego, według wynalazku
charakteryzuje się tym, że zaciski częstotliwości roboczej półmostkowego bloku sterującego
są dołączone do aktywnego układu rezystorowego, przy czym jeden z tych zacisków poprzez
kondensator jest połączony z masą. Aktywny układ rezystorowy zawiera dwa regulowane zespoły rezystywne połączone równoległe ze sobą i tworzące odgałęzienia rezystorowe, z których pierwszy regulowany zespół rezystywny stanowi drogę ładowania w okresie ładowania
kodensatora, a drugi regulowany zespół rezystywny stanowi drogę rozładowania w okresie
rozładowania tego kondensatora.
Korzystnym jest, że pierwszy regulowany zespół rezystywny zawiera szeregowe połączenie pierwszego tranzystora, pierwszego rezystora i dwóch diod włączonych zgodnie z kierunkiem przepływu prądu przez pierwszy tranzystor. Drugi regulowany zespół rezystywny zawiera
szeregowe połączenie drugiego tranzystora, drugiego rezystora i trzeciej diody włączonej zgodnie z kierunkiem przepływu prądu przez drugi tranzystor.
Korzystnym jest, że regulowane zespoły rezystywne aktywnego układu rezystorowego
są połączone z układem sterującym pary tranzystorów, przy czym układ sterujący jest zaopatrzony w rezystor regulowany typu potencjometr.
Korzystnym jest, że układ sterujący zawiera wtórnik emiterowy, powtarzający napięcie
potencjometru, przy czym wyjścia wtórnika emiterowego dołączone są do baz tranzystorów regulowanych zespołów rezystorowych.
Korzystnym jest, że potencjometr jest potencjometrem logarytmicznym.
Elektroniczny regulator mocy z zasilaczem impulsowym, opracowany zgodnie z wynalazkiem, ma stosunkow o niew ielką częstotliwość pracy półm ostka, naw et jeżeli wymagana
jest regulacja w szerokich granicach mocy podawanej do obciążenia.
Zaleta wynalazku polega na tym, że przy strukturze układu według wynalazku, częstotliwość roboczą układu komutacyjnego można utrzymać w rozsądnym zakresie fluktuacji, przy
czym korzystnym jest, jeżeli częstotliwość jest prawie stała.
Następną zaletą jest to, że maksymalna częstotliwość pracy układu konwencjonalnego
jest dość niska i łatwe jest kontrolowanie zakłóceń radioelektrycznych.
185 152
5
Inna zaleta wynalazku polega na tym, że zminimalizowane są straty przełączania elementów komutacyjnych, zwłaszcza tranzystorów polowych, przy utrzymaniu częstotliwości roboczej w rozsądnych granicach. Układ sterujący według wynalazku jest prosty i łatwy w realizacji.
Przedmiot wynalazku jest bardziej szczegółowo opisany w przykładzie wykonania na
rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat elektronicznego regulatora mocy według wynalazku, z zasilaczem impulsowym, a fig. 2-6 ilustrują działanie układu sterującego z fig. 1 w różnych sytuacjach sterowania.
Na figurze 1 rysunku przedstawiono elektroniczny sterownik mocy według wynalazku,
zaopatrzony w zasilacz impulsowy, którego konstrukcja podstawowa jest podobna do konstrukcji
znanego regulatora przedstawionego na pos. I rysunku. Jednak w rozwiązaniu według wynalazku,
zaciski sterujące 5a, 5b częstotliwości roboczej zasilacza impulsowego, to znaczy bloku sterującego 2, są dołączone do aktywnego układu rezystorowego 14 i kondensatora 15. Aktywny układ
rezystorowy 14 zawiera dwa regulowane zespoły rezystywne 1 6 , 17. Pierwszy regulowany zespół
rezystywny 16 jest włączony tak, że działa, kiedy kondensator 15 jest rozładowywany, a drugi regulowany zespół rezystywny 17 włączony jest tak, że działa podczas ładowania kondensatora 15.
Pod względem funkcjonalnym kondensator 15 odpowiada kondensatorowi Ct z pos. I.
Aktywny układ rezystorowy 14 zawiera dwa regulowane zespoły rezystywne 16 i 17, które
są włączone równolegle względem siebie i które w ten sposób tworzą odgałęzienia rezystorowe.
Każdy z regulowanych zespołów rezystywnych 16, 17 zawiera korzystnie tranzystor 18, 19.
Ponadto, pierwszy regulowany zespół rezystywny 16 zawiera, poza pierwszym tranzystorem 18,
diody 2 0 , 21 oraz rezystor 22, które razem tworzą pierwsze odgałęzienie rezystorowe. Drugi regulowany zespół rezystywny 17 zawiera, poza drugim tranzystorem 19, diodę 23 oraz rezystor 24,
które razem tw orzą drugie odgałęzienie rezystorowe. Ponadto, drugie odgałęzienie rezystorowe zaopatrzone jest w drugi rezystor 25 włączony równolegle do tranzystora 19 i rezystora 24.
Diody 20, 21 i 23 odgałęzień rezystorowych włączone są tak, że przew odzą w przeciwnych
kierunkach, jak to przedstawiono na fig. 1.
Regulowane zespoły rezystywne 16, 17 są połączone równolegle, tak że pierwszy zacisk
każdego z nich jest dołączony do zacisku 5a rezystora półmostkowego bloku sterującego 2, a drugi
zacisk jest połączony z zaciskiem 5b kondensatora bloku sterującego 2. Kondensator 15 jest
włączony między zacisk 5b kondensatora a masę.
Aktywny układ rezystorowy 14 zawiera również układ sterujący 26 dla regulowanych
zespołów rezystyw nych 16, 17. Układ sterujący 26 stanowi w tórnik em iterow y 27, który od
strony bazy wyposażony je st w rezystor nastawczy, korzystnie potencjom etr 28, do sterow ania regulowanych zespołów rezystywnych 1 6 , 17 i rzeczywistej realizacji regulacji częstotliości.
Wtórnik emiterowy 27 zawiera dwa tranzystory 27a, 27b, połączone szeregowo. Po stronie sterowania tranzystory 27a, 27b zaopatrzone są w rezystor 29 o stałej wartości, połączony szeregowo z potencjometrem 28. Zacisk pośredni rezystora 27 i potencjometru 28 dołączony jest do
baz obu tranzystorów 27a, 27b. Wyjście wtórnika emiterowego 27 stanowi zacisk między tranzystorami 27a 27b, to znaczy połączonymi zaciskami emiterowymi, przy czym ten zacisk jest
połączony za pośrednictwem pary diod, utworzonej przez przeciwnie włączone diody 30, 31,
z dwoma rezystorami bazy 32, 33, przy czym pierwszy rezystor bazy 32 połączony jest z pierwszym regulowanym zespołem rezystywnym 16, to znaczy bazą tranzystora 18, a odpowiednio, drugi rezystor bazy 33 połączony je st z drugim regulowanym zespołem rezystyw nym 17,
to znaczy bazą tranzystora 19.
Korzystnym jest, jeśli rezystor nastawny, czyli potencjometr 28, jest potencjometrem
logarytmicznym. Szeregowy rezystor 29 i logarytmiczny potencjometr 28 zapewniają zakres
płynnej regulacji. Ponieważ potencjometr 28 jest dobrany do regulacji mocy w zakresie potrzebnym użytkownikowi, to do realizacji tego wystarcza połączenie dwuprzewodowe. Zastosowanie
potencjometru liniowego zamiast logarytmicznego wymagałoby wykorzystania trzech przewodów bez rezystora szeregowego. Nawet w tym przypadku występowałyby pewne nie wykorzystywane, nieefektywne obszary w granicach zakresu regulacji. Zastosowanie logarytmicznego
potencjometru 28 zapewnia również efektywne sterowanie w zakresie regulacji.
6
1 8 5 152
Wtórnik emiterowy 27 układu sterującego 26 jest połączony z układem wyzwalającym 34.
Układ wyzwalający 34 jest wykorzystywany do wyzwalania bloku generatora w półprzewodnikowym bloku sterującym 2. Układ wyzwalający 34 zawiera tranzystor połowy 34a i równoległy
układ rezystorowo-diodowy 34b. Tranzystor połowy 34a jest połączony szeregowo z wtórnikiem
emiterowym 27 i trymerem potencjometrycznym 28, oraz jest uziemiony. Tranzystor 34a jest
połączony swoją bramką przez układ równoległy diodowo-rezystorowy 34b z zaciskiem 5b
półmostkowego bloku sterującego 2. Kiedy napięcie Uc c , UKjest dołączone do źródła zasilania,
półmostkowy blok sterujący 2 i aktywny układ rezystorowy 14 są utrzymywane, przy częstotliwości roboczej, na wartości wypełnienia 50/50 za pomocą tranzystora polowego 34a układu wyzwalającego 34. W tym przypadku półmostkowy układ sterujący 2 i aktywny układ rezystorowy 14
pobierają m ałą ilość prądu. Kiedy napięcie na zacisku 5b przekracza napięcie progowe tranzystora polowego 34a, działanie półmostkowego bloku sterującego 2 i aktywnego układu rezystorowego 14 przywraca stan normalny, który można regulować za pomocą potencjometru 28.
Działanie elektronicznego regulatora mocy według fig. 1 opisano w odniesieniu do figur 2-6
rysunku. Potencjometr 28, korzystnie potencjometr logarytmiczny, jest wykorzystywany do regulacji potrzebnego napięcia sterującego z napięcia roboczego UKna bazach tranzystorów 27a, 27b
wtórnika emiterowego 27. Sygnał sterujący z wtórnika emiterowego 27 jest przy tym kierowany
do regulowanych zespołów rezystywnych 1 6, 17, i odpowiednio do tego, do baz tranzystorów 18, 19.
Regulowany zespół rezystywny 16, z tranzystorem 18, działa jako droga rozładowania podczas
rozładowywania kondensatora 15, a odpowiednio do tego, regulowany zespół rezystywny 17,
z tranzystorem 19, działa w charakterze drogi ładowania podczas ładowania kondensatora 15.
Zwymiarowanie regulowanych zespołów rezystywnych 16, 17 umożliwia ustawienie pożądanych czasów ładowania i rozładowania kondensatora 15. Wartości części składowych aktywnego
układu rezystorowego 14 m ogą być dobrane odpowiednio, dla zapewnienia działania z w zasadzie stałą częstotliwością bloku generatora 5 półmostkowego bloku sterującego 2, na przykład
układu IR2155 i ponadto sygnału sterującego o w zasadzie stałej częstotliwości na wyjściach
bloków sterujących 6, 7, w całym zakresie regulacji. Moc dostarczana do obciążenia jest regulowana za pomocą aktywnego układu rezystorowego 14 półmostkowego układu sterującego 2,
przez pierwsze redukowanie, za pomocą sygnałów sterujących, czasu przewodzenia pierwszego
tranzystora polowego 8, a w związku z tym zwiększanie czasu przewodzenia drugiego tranzystora polowego 9.
Półmostkowy układ sterujący 2 i aktywny układ rezystorowy 14 działają z wypełnieniem
symetrycznym, to znaczy z wypełnieniem 50/50, kiedy napięcie sterujące wtórnika emiterowego 27
ma w przybliżeniu tę samą wartość, co napięcie robocze UKto znaczy kiedy potencjometr 28 jest
regulowany na jego wartość nominalną (wartość maksymalną). Przy tym tranzystor 18 regulowanego zespołu rezystywnego 16 zabiera prawie całą moc sterowania, a tranzystor 19 drugiego
regulowanego zespołu rezystywnego 17 jest w stanie nieprzewodzenia. W tym stanie, kondensator 15 jest rozładowywany za pośrednictwem pierwszego regulowanego zespołu rezystywnego 16,
a więc za pośrednictwem tranzystora 18. Tak więc kondensator 15 ładowany jest prawie całkowicie za pośrednictwem rezystora 25. Na fig. 2 przedstawiono wykres częstotliwości roboczej
półmostkowego bloku sterującego 2 (układ IR2155) na zacisku 5a, napięcie na potencjometrze 28,
jak również napięcie na kondensatorze 15. N a fig. 3 zilustrowano proces ładowania i rozładowania kondensatora 15 przy wspomnianej wartości w ypełnienia 50/50.
Podczas regulacji potencjometru 28 i zmniejszania jego rezystancji, częstotliwość robocza
półmostkowego bloku sterującego 2 najpierw zaczyna się zwiększać i osiąga swoją granicę maksymalną, około 60 kHz. W zrost częstotliwości następuje w wyniku różnic elementów i prostoty
układu. Należy zauważyć, że częstotliwość nie rośnie w większym stopniu.
Kiedy regulacja odbywa się w kierunku minimum w środku zakresu regulacji potencjometru 28, czas rozładowania kondensatora 15 zaczyna wzrastać. Czas ładowania kondensatora 15
jednak nie zmienia się znacznie (por fig. 6). Tak więc ogólna częstotliwość półmostkowego
bloku sterującego 2 zaczyna maleć. Można zauważyć, że częstotliwość nie zmniejsza się
poniżej 20 kHz. Można nie oczekiwać spadku do zbyt niskiego poziomu, ponieważ przy tak niskich
1 8 5 152
7
częstotliwościach sterowanie mocy zaczyna powodować słyszalny hałas. Na figurze 5 przedstawiono wykres częstotliwości roboczej bloku sterującego 2 przy minimalnym sterowaniu.
Teoretycznie możliwe jest osiągnięcie pracy z prawie stałą częstotliwością aktywnego
układu rezystorowego 14 dla całego zakresu regulacji potencjometru 28. W praktyce jednak
w ystępują różnice poszczególnych elementów, które pow odują fluktuacje częstotliwości roboczej półmostkowego bloku sterującego 2, w zakresie 25-55 kHz. Przy wypełnieniu 50/50,
częstotliwość robocza w tym przypadku wynosi około 45 kHz. Fluktuacje częstotliwościowe
nie m ają znacznego wpływu na zakłócenia o częstotliw ościach radiow ych (poniżej 3 dB).
Straty przełączania komutacyjnych tranzystorów polowych nie wzrastają znacznie. Przy stałym
dostrojeniu częstotliwości, moc świecenia lampy halogenowej, lub odpowiedniej oprawy
ośw ietleniow ej, je st regulow ana płynnie w całym zakresie regulacji potencjom etru 28,
tak że na potencjom etrze nie w ystępują puste pola regulacji.
Fig. 1
185 152
185 152
Fig. 2
Fig. 3
185 152
Fig. 4
Fig. 5
185 152
Fig. 6
Pos. I
Pos. II
185 152
D e p a r ta m e n t W y d a w n ic t w U P R P . N a k ła d 6 0 e g z
C e n a 4 . 0 0 z ł.
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
2
Размер файла
683 Кб
Теги
pl185152b1
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа