ES2275478T3 - Perfeccionamiento en el control de la alimentacion de lamparas de descarga en particular para faros de vehiculo. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo de alimentación de una lámpara de descarga (3) de un faro de un vehículo automóvil, que consta de un convertidor continua/continua (1) y de un convertidor continua/alterna (2), suministrando dicho convertidor continua/continua (1) una potencia de alimentación a dicho convertidor continua/alterna (2), caracterizado por el hecho de que comprende medios de modulación de potencia de alimentación (4, 6, PñDeltaP) asociados a dicho convertidor continua/continua para modular con el tiempo dicha potencia de alimentación de manera que se ensancha el espectro de la corriente que circula en dicha lámpara de descarga (3) sin modificar el control de interruptores (Q2) comprendido en dicho convertidor continua/alterna (2).
Description
Perfeccionamiento en el control de la
alimentación de lámparas de descarga en particular para faros de
vehículos.
La presente invención se refiere al control de
la alimentación de lámparas de descarga, particularmente de faros de
vehículos automóviles.
En la figura 1 se ha representado
esquemáticamente un dispositivo de alimentación de una lámpara de
descarga de un faro de un vehículo automóvil.
Típicamente, dicho dispositivo consta de un
convertidor 1 continua/continua, el cual alimenta a un convertidor
2 continua/alterna el cual a su vez alimenta a una lámpara de
descarga 3.
El convertidor 1 continua/continua consta, por
ejemplo, de un transformador T y de un interruptor Q1 el cual
controla la alimentación del primario del transformador T, siendo
controlado a su vez este interruptor Q1 por un regulador 4.
Los interruptores, designados por la referencia
Q2, del puente en H que constituye el convertidor 2
continua/alterna son controlados por un circuito de control 5 de
reloj.
La frecuencia de conmutación de los
interruptores del convertidor continua/alterna es del orden de 200
Hz a 1 kHz.
Sin embargo, una alimentación de baja frecuencia
de este tipo es el origen de un ruido electromagnético
importante.
Uno de los objetivos de la invención consiste en
proponer un control que permita suprimir o cuando menos disminuir
considerablemente este ruido electromagnético.
En electrónica, se sabe de manera general que el
ruido electromagnético generado por un circuito de potencia de
conmutación se puede reducir considerablemente ensanchando el
espectro de las frecuencias de control.
A este respecto se podrá hacer referencia por
ejemplo a los siguientes artículos:
- -
- "The Effect of Carrier Frequency Modulation of PWM Waveforms on Conducted EMC Problems in switched Mode Power Supplies" - David Stone y Barry Chambers, University of Sheffield, Department of Electronic and Electrical Engineering; EPE Journal, vol. 5 n.º 3/4, enero de 1996;
- -
- "Effect of Spread-spectrum Modulation of Switched Mode Power Converter PWM Carrier Frequencies on Conducted EMI" - David Stone y Barry Chambers, University of Sheffield, Department of Electronic and Electrical Engineering; IEE 16 de marzo 1995, Electronics Letters n.º 19950543;
- -
- "Random Carrier Frequency Modulation of EMC Problems in Switched Mode Power Supplies" - David Stone, Barry Chambers y David Howe, University of Sheffield, Department of Electronic and Electrical Engineering; IEEE Catalogue n.º 95TH8025 1995.
Una de las soluciones para reducir el ruido
electromagnético generado por la alimentación alterna de una
lámpara de descarga consistirá por consiguiente en modificar el
control de los interruptores de su convertidor continua/alterna,
para ensanchar su espectro de frecuencia de conmutación.
De este modo, el documento
EP-0744883 describe un dispositivo de alimentación
de una lámpara de descarga en el cual un convertidor
continua/alterna es controlado por un convertidor
tensión/frecuencia. Se prevén unos medios de regulación de potencia
y de modulación, y los mismos hacen variar la señal entregada por el
convertidor tensión/frecuencia al convertidor continua/alterna.
El documento EP-0291223 describe
un dispositivo de alimentación de una lámpara de descarga que
comprende un puente de conmutación con varios interruptores, un
generador de frecuencia y un circuito LC. El puente es alimentado
por una tensión continua constante. El generador de frecuencia
entrega una señal modulada que controla los interruptores del
puente. La modulación de la señal aplicada en los interruptores del
puente se opone a la aparición de una resonancia acústica en la
lámpara.
La invención propone además un dispositivo de
alimentación de una lámpara de descarga particularmente de un faro
de un vehículo automóvil, que consta de un convertidor
continua/continua y de un convertidor continua/alterna,
suministrando dicho convertidor continua/continua una potencia de
alimentación al convertidor continua/alterna, caracterizado por el
hecho de que comprende medios de modulación de potencia de
alimentación asociados al convertidor continua/continua para
modular con el tiempo la potencia de alimentación de manera que se
ensancha el espectro de la corriente que circula en la lámpara de
descarga sin modificar el control de los interruptores comprendido
en el convertidor continua/alterna.
\newpage
Un dispositivo de este tipo presenta la ventaja
de llevar a cabo un ensanchamiento del espectro que permite una
reducción o supresión del ruido electromagnético y ello sin ninguna
modificación del control de los interruptores del convertidor
continua/alterna.
De forma ventajosa, el dispositivo comprende
medios de regulación previstos para controlar el convertidor
continua/continua de manera que consiguen que el mismo entregue una
potencia modulada.
En una de las variantes, los medios de
modulación de potencia de alimentación constan de unos medios para
sumar a la potencia entregada en la salida del convertidor
continua/continua una potencia diferencial modulada.
Particularmente, de forma ventajosa, la potencia
de alimentación suministrada al convertidor continua/alterna se
modula según una secuencia seudoaleatoria.
A partir de la descripción que viene a
continuación se pondrán de manifiesto todavía otras características
y ventajas de la invención. Esta descripción es puramente
ilustrativa y no limitativa y se debe leer en relación con los
dibujos adjuntos en los cuales:
- la figura 1, ya analizada, es una
representación esquemática de un dispositivo de alimentación de una
lámpara de descarga;
- la figura 2 representa esquemáticamente un
posible modo de realización para la invención;
- la figura 3 representa esquemáticamente otro
posible modo de realización para la invención.
Según el modo de realización ilustrado en la
figura 2, el regulador 4 controla al transistor Q1 del convertidor
1 continua/continua, con el fin de que el mismo entregue en la
entrada del convertidor 2 continua/alterna una potencia P \pm
\DeltaP, en la que P es la potencia media que se debe entregar a
la lámpara 3 y en la que \pm \DeltaP es una modulación añadida
a la potencia entregada al convertidor continua/alterna para
ensanchar el espectro de la corriente que circula en la lámpara de
descarga 3.
Efectivamente, se sabe que la potencia P que
atraviesa la lámpara es tal que:
P = 1/2 \
LI^{2}f
en la que L es la inductancia del
circuito en el cual se encuentra la lámpara, I la intensidad de la
corriente que atraviesa la lámpara y f la frecuencia de esta
corriente.
De este modo, modulando la potencia en la
entrada del convertidor continua/alterna 2, se ensancha el espectro
de frecuencia de la corriente que circula en la lámpara de descarga
3.
Tal como se ha habrá comprendido, esta variante
es de una realización particularmente ventajosa, en la medida en la
que no necesita más que una simple reprogramación del regulador de
potencia 4.
Por otro lado, de forma particularmente
preferida, la modulación de potencia se realizará según una
secuencia seudoaleatoria.
Esta situación se corresponde con un caso de
ensanchamiento de espectro totalmente favorable, ya que equivale a
sumar un ruido blanco a la conmutación generada por el convertidor
2.
A título de ejemplo, la potencia diferencial
puede ser de más o menos 500 mw para una potencia media en la
salida del convertidor continua/continua del orden de 35 w.
Con una modulación de este tipo, se realiza un
ensanchamiento del espectro que permite limitar considerablemente
los niveles de emisión de las perturbaciones que generan radiaciones
electromagnéticas sobre la fundamental y los armónicos de la
alimentación conmutada.
De este modo, se llega a disminuir el ruido
electromagnético en 8dB sobre sensiblemente el conjunto del
espectro considerado para caracterizar el ruido electromagnético en
el sector del automóvil.
Evidentemente se pueden idear otras variantes de
realización diferentes a la de la figura 2.
Particularmente, tal como se ilustra en la
figura 3, la modulación de potencia puede ser no generada por el
regulador 4, sino por unos medios independientes (módulo 6 de la
figura 3) y se puede sumar de forma analógica a la salida del
convertidor 1 continua/continua.
Claims (4)
1. Dispositivo de alimentación de una lámpara de
descarga (3) de un faro de un vehículo automóvil, que consta de un
convertidor continua/continua (1) y de un convertidor
continua/alterna (2), suministrando dicho convertidor
continua/continua (1) una potencia de alimentación a dicho
convertidor continua/alterna (2), caracterizado por el hecho
de que comprende medios de modulación de potencia de alimentación
(4, 6, P\pm\DeltaP) asociados a dicho convertidor
continua/continua para modular con el tiempo dicha potencia de
alimentación de manera que se ensancha el espectro de la corriente
que circula en dicha lámpara de descarga (3) sin modificar el
control de interruptores (Q2) comprendido en dicho convertidor
continua/alterna (2).
2. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que comprende medios de
regulación (4) previstos para controlar dicho convertidor
continua/continua (1) de manera que consiguen que el mismo entregue
una potencia modulada.
3. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que dichos medios de modulación
de potencia de alimentación (P\pm\DeltaP) constan de medios (6)
para sumar a la potencia entregada en la salida del convertidor
continua/continua una potencia diferencial modulada.
4. Dispositivo según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por el hecho de que la
potencia de alimentación suministrada al convertidor
continua/alterna (2) se modula según una secuencia
seudoaleatoria.
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