PT92946B - Sistema de circuitos para uma parte do sector do circuito de oscilacao livre de um transformador de bloqueio - Google Patents
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Description
Descrição
A presente invenção refere-se a um sistema de circuitos para uma parte de ligação do sector do circuito de oscilação livre de um transformador de bloqueio de acordo com o preâmbulo da reivindicação 1^ fi conhecido um tal circuito, por exemplo da patente DE 33 12 209 Al. Para o comando na entrada modulado em duração dos impulsos do elemento de comutação, por exemplo um tiristor ou uma transistor de efeito de campo MOS de potência, são levadas ao dispositivo de comando, entre outras coisas, informações de regu lação. Por um lado, a passagem pelo zero dos impulsos de comutação, para detectar a frequência existente e a relação de impulsos do elemento de comutação existente.
Em segundo lugar, é levada ao dispositivo de comando uma
- 1 GEPP.1 tensão de regulação dependente da tensão de saída da parte de ligação ao sector, tensão que é levada no circuito de comando, através de uma resistência, à entrada inverso ra de um amplificador regulação, realizado como amplifica dor operacional, em cuja entrada não inversora está aplicada uma tensão de referência. Deste modo são indicados ao dispositivo de comando o início dos impulsos e a duração dos impulsos para o comando do elemento de comutação.
Verificou-se que, neste sistema de circuitos conhecido, com o alívio crescente da carga do lado do secundário, a frequência de serviço da parte de ligação ao sector sobe até ao valor da sua frequência pró pria, tipicamente de 150 KHz a 200 KHz. Isso conduz ao sobreaquecimento do elemento de comutação, que pode conduzir até è sua destruição. Para impedir que no lado do secundário da parte de ligação ao sector tenha de prever— -se uma carga de base e portanto uma potência de perdas mais elevada no serviço de reserva ligada, propôs-se no caso deste sistema de circuitos conhecido colocar entre os terminais de entrada do sinal do detector de passagem pelo zero e a tensão de regulação, uma rede de acoplamento capacitiva. Deste modo, o sinal do detector de passagem pelo zero interfere com o valor da tensão de regulação. Devido a esta interferência podem ser eliminados vários inícios de impulsos para o comando do elemento de comutação. A consequência disso é uma frequência de serviço da parte de ligação ao sector obtida por divisão de frequência da frequência própria.
Mas, para esta frequência de ser viço reduzida, também se verificou que a tensão de saída é aumentada, de maneira indesejável, de cerca de 10 a 20%. Isto é inconveniente em particular porque, de qualquer mo do, no serviço de reserva ligada, a tensão de saída já é ligeiramente elevada, á pois indesejável um» outra elevação da tensão de saída.
A presente invenção tem pois por objecto o aperfeiçoamento do sistema de circuitos conheci do para uma parte de ligação ao sector de oscilação livre de um transformador ce bloqueio, de modo tal que se elimina uma subida da tensão de saída no serviço de reser va ligada.
Este proble.a á resolvido pelas caraoterísticas descritas na reivindicação 1.
Outras formas de realização aperfeiçoadas vantajosas são objecto das reivindicações secun darias.
Descreve-se a seguir a presente invenção com base num exemplo de realização e dos desenhos anexos, cujas figuras representam:
A fig. 1, um sistema de circuitos segundo a presente invenção para uma parte de ligação ao sector de oscilação livre de um transformador de bloqueio com rede de acoplamento capacitiva e dispositivo detector e
A fig. 2, a tensão e a corrente no elemento de comutação no caso do serviço de reserva li gada com 4 W no lado do secundário, bem como o sinal do detector de passagem pelo zero e o sinal da tensão de regulação.
A fig. 1, é um sistema de circuitos para uma parte de ligação ao sector de oscilação livre para um transformador de bloqueio, tal como é conheci do substancialmente da informação de procução da Siemens ICs fíir die Unterhaltungselektronik, SilTs; Edição 8.87 página 57. Para a geração de uma tensão de saída rectificada nos terminais de saída (10) e (11) do circuito rec tificador, ligado ao secundário de um transformador (T),
constituído pela resistência (216), o díodo (l?6), c conder εεάοΓ (Cll) e a resistência (Λ12), o sistema de circuitos apresenta um elemento de comutação (Tl), por exemplo um transístor ECS de potência, por meio do qual se pode apl_i car uma tensão contínua modulada em duração dos impulsos a um primeiro enrolamento primário (n2) do transformador, (T). A tensão contínua é obtida a partir de uma tensão alternada, por exemplo de 9C a 27C V, nos terminais de en trada (12) e (13) da parte de ligação ao sector, com um rectificaóor em ponte (GRl) e o condensador de filtragem (Cl) ligados a seguir, e disposto entre a ligação em série do trajecto de carga do elemento de comutação (Tl) e o pri meiro enrolamento primário (n2).
Para o comando na entrada do elemento de comutação (Tl), este sistema de circuitos apreser ta um dispositivo de comando integrado (IC), por exemplo o componente de circuitos integrados TPA 4605 da Siemens.
O dispositivo de comando (TC) é alimentado, através do seu ter-inal de ligação (6), com a necessária tensão de alimentação, a partir ca gual, internamente no circuito de comando (IC), se determinam as tensões de referência e os limiares de comutação necessários, enquanto que ao terminal de ligação (4) está aplicado o potencial de referência do primário da parte de ligação ao sector. C terminal de ligação (5) que funciona como saída co dispositivo de comando (IC) está libado com o terminal de ligação de comando do elemento eléctrico de comutação (Tl). Para o coman do de modulação da duração dos impulses deste elemento de comutação (Tl), o dispositivo de comando (IC) obtém, num primeiro terminal ce entrada, neste caso o terminal de li gação (2), um sinal da corrente no primário. A subida da corrente no primário, no primeiro enrolamento primário (n2). do transformador (T), por meio do circuito PC constituido pela resistência (R4) ligada em paralelo com a tensão alternada rectifiçada e o condensador (C5), é reproduzida no terminal de ligação (2) como uma subida de tensão.
Quando se atingir um valor deduzido a partir da tensão de regulação, da maneira que se explicará, no terminal (1), termina o impulso de saída na saída do terminal (5).
Para o comendo na entrada preciso do elemento de comutação (Tl) são necessárias duas outras informações. Num segundo terminal de entrada, aqui o ter minai (8), o dispositivo de comando (IC) obtém um sinal de tector ca passagem pelo zero (U -,-.), que determina o iní14 U J. ± cio do impulso. No terceiro terminal de entrada, o terminal (1), do circuito de comando (IC) é aplicada uma tensão ce regulação (U_) que deoence da tensão de saída (U ).
Λ A
Isso faz-se, de maneira conveniente, com um segundo enrolamento primário (n^) acoplado rigidamente ao enrolamento secundário (n5), o que é forcado com um dispositivo rectificador (D3, Cc, R7 e 86, bem como 85). Portanto, no ter minai (1) do dispositivo de comando (IC) está aplicada uma tensão (U ) proporcional à tensão de salda (U ) . G sinal A detector da passageai pelo zero (b\ também aplicado arolamento primário (n^), através das resisti (,<y) , no terminal (S) do circuito de comando ao segundo enrolamento primário (n^), através das resistên cias (88) (IC). Por comparação da tensão de regulação (U_^) obtida a partir do segunde enrolamento primário (n^) do transformador (T), a qual é levada, no dispositivo de regulação (IC), à entrada nao inversora de um amplificador comparador (N), com uma tensão de referência interna uref , Que é aplicada à entrada inversora dc amplificador comparador (8), adapta-se a duração dos impulsos de saíca, e portanto a duração dos impulsos no terminei (5) do dispositivo de comando (IC) à carga no secundário. Depois do período transitório de ligação ca parte de ligação ao sector, cada passagem pelo zero da tensão de retroacção e portanto cada sinal detector ce passecem pelo zero U , , no terminal (8) do dispositivo dc comando (IC), dispara um impulso de saíca no terminal (5).
A fim de garantir, no serviço de
reserva ligada, que a parte de ligação ao sector do transformador de bloqueio não oscila na sua frequência própria, tipicamente de 150 a 200 KHz, e portanto o elemento de comutação (Tl) não ó fortemente carregado, liga-se entre o segundo e o terceiro terminais de entrada, aqui os terminais (1) e (8) do dispositivo de comando (IC), uma rede de acoplamento capacitiva constituída, neste exemplo de realização, por um circuito em série de uma resistência (R20) e ura condensador (C20)* Adicionalmente existe entre o terminal (1) e o condensador (C20), para limitação de corrente, um díodo de Zener (DlO), que no entanto não é absolutamente necessário. Esta ligação capacitiva entre os terminais (1) e (8) do dispositivo de comando (IC) actua de modo tal que o modulador de duração de impulsos (PWM) previsto no dispositivo de comando (IC) á excitado, no serviço de reserva ligada, com uma tensão de regulação U muito baixa e a frequência de serviço da parte de ligação à rede pode ser ajustada preconcebidamente para uma frequência baixa entre 16 KHz e 30 KHz. Ê aqui importante que a frequência de serviço da parte de ligação ao sector seja sempre superior à faixa de frequência audíveis, para evitar perturbaçSes incómodas.
Mas esta frequência de serviço baixa da parte de ligação ao sector no serviço de reserva ligada tem o inconveniente de que a tensão de saida U ,
A que de qualquer modo já se eleva ligeiramente, é ainda mais elevada. Para o evitar, o sistema de circuitos á ampliado com um dispositivo detector (DE), por meio do qual pode determinar-se o início do serviço de reserva ligada com frequência de serviço reduzida. Este detector (DE) está ligado com um dispositivo de tensão de referência (RE) gerador de sinais e está estruturado de forma tal que o sinal de referência, aqui a tensão de referência Uref , pode variar durante o serviço de reserva ligada de modo tal que se reduz a tensão de saída U..
A
Em pormenor, para isso o dispositi vo de comando (IC) apresenta um modulador da duração de impulsos (PWM) acoplado ao terminal (5) que, além de um sinal de vigilância da tensão do primário existente no terminal (3), recebe ainda outras informações: um sinal da corrente primária a partir de um sinal referido à tensão primária aplicado no terminal (2), que é conduzida através de ura primeiro andar de corrente primária (PS), um sinal detector da passagem pelo zero existente no ter minai (8) e conduzido através de um andar de supressão do tilintar do transformador (KU) e um sinal da tensão de regulação UR aplicado no terminal (1), que é levado à entra da inversora de um amplificador coraparador (K), cuja saída está ligada com o modulador de duração de impulsos (PWM). Ne entrada nSo inversora deste amplificador coraparador (K) está aplicada uma tensão de referência Ure£ 2 que é obtida a partir de um dispositivo de tensão de referência (RE), que está ligado ao terminal (6). Segundo a pre sente invenção, a tensão de referência uref y 2 aPÍÍCat^a na entrada nao inversora do amplificador comparador (K) po de ser comutada entre pelo menos dois valores. Isso faz-se em função da frequência de serviço do modulador de duração de impulsos (PWM), através de um dispositivo detector (DE), que detecta ó início do serviço de reserva ligada com frequência de serviço, reduzida de por exemplo 25 KHz, e está ligado com a saída do dispositivo do sinal de referência (RE) de modo tal que o sinal de referência, nes te caso a tensão de referência uref 1 2 * P°*^e veríar-se durante o serviço de reserva ligada de modo tal que a tensão de salda da parte de ligação ao sector se reduza, em comparação com a tensão de saída existente noutras condições, no serviço de reserva ligada. Para isso, previu—se na salda do dispositivo detector DE por exemplo um elemento de comutação (T2), por meio do qual um divisor de tensão constituido pelas resistências (R30) e (R31) pode ser comutado de modo tal que a tensão de referência U £ y 2 pode ter selectivamente dois valores. Se o dispositivo
- 7 detector (DE) for formado como dispositivo de detecção da frequência e se este dispositivo detector de frequência de tector a frequência de serviço reduzida no serviço de reserva ligada, então, neste exemplo de realização, desliga -se o elemento de comutação (T2), para activar a resistên cia (R30). Desse modo a tensão de referência U _ é diref minuída de preferência de 20 %. Por meio deste desloca mento da tensão de referência para valores menores, é le vada à entrada não inversora do amplificador comparador (K) uma tensão de referência menor e aumenta-se desse modc o sinal de saída aplicado na saída do amplificador comparador (K) . a consequência disso é uma diminuição da ten são de saída da parte de ligação ao sector do transformador de bloqueio.
Se por exemplo no sistema de cir cuitos segundo a presente invenção se colocar ura andar de eliminação do tilintar no transformador (KU) entre o raodu lador de duração dos impulsos (PWH) e o terminal (8) e se a resistência (R2o) da rede de acoplamento capacitiva for variável, então pode obter—se, no serviço de reserva liga, da da parte de ligação ao sector, uma frequência de por exemplo 25 KHz. a fig. 2, que vai descrever-se ainda, ilustra mais uma vez o modo de funcionamento da parte de ligação ao sector segundo a presente invenção.
Na fig. 2, estão representados na sua dependência temporal mútua, os sinais necessários para o entendimento do modo de funcionamento do presente sistema de circuitos. A referência (UQ) designa-se a tensão no elemento de comutação e a referência (1^) a cor rente que atravessa o elemento de comutação. (U ) desi NULL “ gna o sinal detector da passagem pelo zero aplicado no terminal (8), enquanto que (U_) designa a tensão de regulação no condensador (C6). Com (U ) designam-se as pas R\sagens pelo zero diferenciadas através da rede de acoplamento capacitiva constituida pela ligação em série da re—
- 8 sistência (R115) e do condensador (C109). Por meio da camoflagem dos terminais (1) e (8) do dispositivo de coman do (IC) limita-se a frequência de serviço da parte de liga çao ao sector no serviço de reserva ligada a cerca de 25 KHz. Esta frequência baixa é obtida porque é ignorado um certo número de passagens pelo zero do sinal detector de passagem pelo zero (U ). Isso faz-se por meio da rede de acoplamento que simula para o dispositivo de coman do (IC) uma tensão de regulação demasiado baixa no serviço de reserva ligada, de modo que o impulso de corrente no elemento de comutação (Tl) aparece relativamente grande.
C amplificador comparador (K) contido no dispositivo de co mando (K) é sobrexcitado com a diminuição de carga daí resultante no transformador. Depois do amortecimento da tensão s<5 ê libertado o impulso seguinte.
Enquanto que as curvas a cheio na fig. 2 que indicam ura sinal de referência não alterado, as curvas a tracejado são consideradas no serviço de reser va ligada com o sinal de referência reduzido de 20 %.
REIVINDICAÇÕES
1. Sistema de circuitos para a parte do sector do circuito de oscilação livre de um transformador de bloqueio para a geração de uma tensão de saída (UpJ com um elemento eléctrico de comutação (Tl) para a aplicação cadenciada de uma tensão contínua a um primeiro enrolamento (n2) de um transformador (I), com a utilização de um dispositivo de comando (IC) para o comando com modulação da duração dos impulsos na entrada do elemento eléctrico de comutação (Tl) de acordo com pelo menos um sinal de corrente primário que pode ser ligado a um primeiro terminal de entrada (2), um sinal de passagem pelo zero (Unuíí) que pode ser ligado a um segundo terminal de entrada (8) e determina o início do impulso, bem como um sinal diferencial obtido a partir de um amplificador comparador (K) e que determina a duração dos impulsos, podendo à primeira entrada de comando do amplificador comparador (Kj aplicar-se um sinal de referência interno formado a partir de um dispositivo de tensão de referência (RE) e à sua segunda entrada de comando uma tensão de regulação que pode ser ligada a um terceiro terminal de entrada (1) e dependente da tensão de saída (U/ , e uma rede (R20,C20) de acoplamento capacitivo
| ligada entre | o segundo (8) | e | o terceiro | (D | terminais | de |
| entrada para | a redução | de | frequência | de | serviço | no |
| funcionamento | em espera | ( | stand-by) | do | sistema | de |
| circuitos, caracterizado | por | se prever | um | dispositivo | ||
| detector (DE) | por meio do qual | pode detectar-se o início | do |
serviço em espera, e por o dispositivo detector (DE) estar ligado com o dispositivo de tensão de referência (RE) e por o sinal de referência variar durante o serviço em espera de modo tal que a tensão de saída no serviço em espera seja reduzida.
2. Sistema de circuitos de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o sinal de referência ser variado de 20%.
3. Sistema de circuitos de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizado por o dispositivo detector (DE) apresentar um dispositivo de detecção de frequência.
4. Sistema de circuitos de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 3, caracterizado por a rede de acoplamento capacitivo ser constituida por pelo menos uma ligação em série de uma resistência (R20) e um condensador (C20).
5. Sistema de circuitos de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por a resistência (R20) ser realizada como resistência variável.
6. Sistema de circuitos de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 5, caracterizado por o dispositivo de comando (IC) apresentar um andar de supressão do tilintar do transformador (KU), por meio do qual pode eliminar-se o tilintar do transformador, que aparece no caso de uma sobrexcitação do transformador (T) , e as passagens pelo zero do sinal detector de passagem pelo zero (Ujqujj) .
7. Sistema de circuitos de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 6, caracterizado por a frequência de serviço reduzida no serviço em espera ser ajustada entre 15 KHz e 60 KHz.
Lisboa, 24 de Janeiro de 1990
- 7β Sistema de circuitos de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 6, caracterizado por a frequência de serviço reduzida no serviço em Mstand-by’ ser ajustada entre 15 KHz e 60 KHz.
Claims (7)
- REIVINDICAÇÕES1. Sistema de circuitos para a parte do sector do circuito de oscilação livre de um transformador de bloqueio para a geração de uma tensão de saída (UpJ com um elemento eléctrico de comutação (Tl) para a aplicação cadenciada de uma tensão contínua a um primeiro enrolamento (n2) de um transformador (I), com a utilização de um dispositivo de comando (IC) para o comando com modulação da duração dos impulsos na entrada do elemento eléctrico de comutação (Tl) de acordo com pelo menos um sinal de corrente primário que pode ser ligado a um primeiro terminal de entrada (2), um sinal de passagem pelo zero (Unuíí) que pode ser ligado a um segundo terminal de entrada (8) e determina o início do impulso, bem como um sinal diferencial obtido a partir de um amplificador comparador (K) e que determina a duração dos impulsos, podendo à primeira entrada de comando do amplificador comparador (Kj aplicar-se um sinal de referência interno formado a partir de um dispositivo de tensão de referência (RE) e à sua segunda entrada de comando uma tensão de regulação que pode ser ligada a um terceiro terminal de entrada (1) e dependente da tensão de saída (U/ , e uma rede (R20,C20) de acoplamento capacitivo
ligada entre o segundo (8) e o terceiro (D terminais de entrada para a redução de frequência de serviço no funcionamento em espera ( stand-by) do sistema de circuitos, caracterizado por se prever um dispositivo detector (DE) por meio do qual pode detectar-se o início do serviço em espera, e por o dispositivo detector (DE) estar ligado com o dispositivo de tensão de referência (RE) e por o sinal de referência variar durante o serviço em espera de modo tal que a tensão de saída no serviço em espera seja reduzida. - 2. Sistema de circuitos de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o sinal de referência ser variado de 20%.
- 3. Sistema de circuitos de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizado por o dispositivo detector (DE) apresentar um dispositivo de detecção de frequência.
- 4. Sistema de circuitos de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 3, caracterizado por a rede de acoplamento capacitivo ser constituida por pelo menos uma ligação em série de uma resistência (R20) e um condensador (C20).
- 5. Sistema de circuitos de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por a resistência (R20) ser realizada como resistência variável.
- 6. Sistema de circuitos de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 5, caracterizado por o dispositivo de comando (IC) apresentar um andar de supressão do tilintar do transformador (KU), por meio do qual pode eliminar-se o tilintar do transformador, que aparece no caso de uma sobrexcitação do transformador (T) , e as passagens pelo zero do sinal detector de passagem pelo zero (Ujqujj) .
- 7. Sistema de circuitos de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 6, caracterizado por a frequência de serviço reduzida no serviço em espera ser ajustada entre 15 KHz e 60 KHz.Lisboa, 24 de Janeiro de 1990- 7β Sistema de circuitos de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 6, caracterizado por a frequência de serviço reduzida no serviço em Mstand-by’ ser ajustada entre 15 KHz e 60 KHz.
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| MM3A | Annulment or lapse |
Effective date: 20050615 |