ES2307946T3 - Fuente de tension con un condensador. - Google Patents
Fuente de tension con un condensador. Download PDFInfo
- Publication number
- ES2307946T3 ES2307946T3 ES03737451T ES03737451T ES2307946T3 ES 2307946 T3 ES2307946 T3 ES 2307946T3 ES 03737451 T ES03737451 T ES 03737451T ES 03737451 T ES03737451 T ES 03737451T ES 2307946 T3 ES2307946 T3 ES 2307946T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- voltage
- capacitor
- level
- source
- previously defined
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M5/00—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases
- H02M5/02—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc
- H02M5/04—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters
- H02M5/22—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M5/275—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M5/293—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
Abstract
Fuente de tensión que comprende un condensador en serie conectado en serie entre una fuente de alimentación de CA y una carga, y un primer circuito limitador de tensión y un segundo circuito limitador de tensión conectados en paralelo con la carga, * comprendiendo el primer circuito limitador de tensión un primer elemento de conmutación y un primer condensador conectados en serie, * comprendiendo el segundo circuito limitador de tensión un segundo elemento de conmutación y un segundo condensador conectados en serie, * en la que el primer elemento de conmutación está constantemente en estado de conducción para una corriente eléctrica que circula en un sentido para cargar el primer condensador en un semiciclo positivo de la fuente de alimentación de CA, y se conecta y se desconecta de forma controlada para una corriente eléctrica que circula en el otro sentido, * en la que, cuando una tensión del primer condensador supera un nivel de tensión positiva (E1) previamente definido, el primer elemento de conmutación se conecta para mantener el primer condensador en el nivel de tensión positiva (E1) previamente definido y, cuando la tensión del primer condensador se reduce hasta un valor inferior al nivel de tensión positiva (E1) previamente definido, el primer elemento de conmutación se desconecta, * en la que el segundo elemento de conmutación está constantemente en estado de conducción para una corriente eléctrica que circula en un sentido para cargar el segundo condensador en un semiciclo negativo de una fuente de alimentación de CA, y se conecta y se desconecta de forma controlada para una corriente eléctrica que circula en la otra dirección, * en la que, cuando una tensión del segundo condensador se reduce hasta alcanzar un valor inferior a un nivel de tensión negativa (-E2) previamente definido, el segundo elemento de conmutación se conecta para mantener el segundo condensador en el nivel de tensión negativa (-E2) previamente definido y, cuando la tensión del segundo condensador supera el nivel de tensión negativa (-E2) previamente definido, el segundo elemento de conmutación se desconecta.
Description
Fuente de tensión con un condensador.
La presente invención se refiere a una fuente de
tensión capaz de proporcionar un nivel predeterminado de tensión de
corriente alterna (CA) y una fuente de corriente capaz de
proporcionar un nivel predeterminado de corriente eléctrica de
CA.
- (A)
- Las fuentes de tensión son aparatos de fuente de alimentación para suministrar un nivel predeterminado de tensión de CA.
Las fuentes de tensión convencionales comprenden
las del tipo con bobina electromagnética y las del tipo con divisor
capacitivo.
Las fuentes de tensión del tipo con bobina
electromagnética no son aconsejables para ser empleadas como equipo
de uso general, debido a que son pesadas y voluminosas.
Las fuentes de tensión del tipo con divisor
capacitivo presentan el inconveniente de que no puede proporcionarse
la relación de tensión pretendida a menos que se emplee un
condensador que tenga una alta capacitancia en comparación con la
capacitancia de la carga.
En la utilización con una carga inductiva, las
fuentes de tensión pueden causar resonancia a menos que se emplee
un condensador que posea una capacitancia significativamente
alta.
Por consiguiente, la presente invención tiene el
objetivo de proporcionar una fuente de tensión ligera y compacta.
Otro objetivo de la presente invención es proporcionar una fuente de
tensión en la que la tensión pueda ajustarse fácilmente a cualquier
nivel que se desee.
- (B)
- Las fuentes de corriente convencionales que conviene utilizar son de un tipo que comprenda un núcleo de hierro y una bobina intercalados entre la fuente de alimentación y una carga. Las fuentes de corriente que emplean el núcleo de hierro y la bobina tienen una configuración de circuito simple, pero no son aconsejables debido a que son pesadas, voluminosas y tienen muchas pérdidas calóricas.
Para construir una fuente de corriente puede
emplearse un circuito de conmutación de alta frecuencia. Sin
embargo, el circuito de conmutación de alta frecuencia trabaja con
una frecuencia mucho más elevada que la frecuencia de la fuente de
alimentación comercial, de tal modo que se irradian ruidos de alta
frecuencia que afectan negativamente a los aparatos
periféricos.
Por consiguiente, existe la demanda de
desarrollar una fuente de corriente capaz de proporcionar una
corriente eléctrica de CA empleando la frecuencia de la fuente de
alimentación comercial sobre la base de "tal como es".
Si la fuente de corriente se diseña de tal modo
que la corriente eléctrica puede ajustarse de forma variable al
nivel deseado, la utilidad de la fuente de corriente mejorará.
Por consiguiente, otro objetivo adicional de la
presente invención es proporcionar una fuente de corriente ligera y
compacta de construcción simple incluido un elemento de conmutación
y un condensador, y que genere pérdidas calóricas reducidas y que
no genere ruido de alta frecuencia.
Otro objetivo adicional de la presente invención
es proporcionar una fuente de corriente en la que una corriente
eléctrica se pueda ajustar fácilmente a cualquier nivel que se
pretenda.
- (a)
- Una fuente de tensión según un aspecto inventivo comprende, tal como se representa en la figura 1, un condensador en serie C conectado en serie entre una fuente de alimentación de CA V y una carga, y un primer circuito limitador de tensión F1 y un segundo circuito limitador de tensión F2 conectado en paralelo con la carga. El primer circuito limitador de tensión F1 comprende un primer elemento de conmutación S1 y un primer condensador C1 conectados en serie. El segundo circuito limitador de tensión F2 comprende un segundo elemento de conmutación S2 y un segundo condensador C2 conectados en serie. El primer elemento de conmutación S1 está constantemente en estado de conducción para una corriente eléctrica I1 que circula en un sentido, para cargar el primer condensador C1 en un semiciclo positivo de la fuente de alimentación de CA, y se conecta y se desconecta de forma controlada para una corriente eléctrica -I1 que circula en el otro sentido.
- Cuando la tensión del primer condensador C1 supera un nivel de tensión positiva predeterminado E1, entonces el primer elemento de conmutación S1 se conecta para mantener el primer condensador C1 en el nivel de tensión previamente definido E1. Cuando la tensión del primer condensador C1 se reduce hasta quedar por debajo del nivel de tensión previamente definido E1, entonces el primer elemento de conmutación S1 se desconecta. El segundo elemento de conmutación S2 está constantemente en estado de conducción para una corriente eléctrica I2 que circula en un sentido para cargar el segundo condensador C2 en un semiciclo negativo de la fuente de alimentación de CA, y se conecta y se desconecta de forma controlada para una corriente eléctrica -I2 que circula en el otro sentido. Cuando la tensión del segundo condensador C2 se reduce hasta quedar por debajo de un nivel de tensión negativa previamente definido -E2, el segundo elemento de conmutación S2 se conecta para mantener el segundo condensador C2 en el nivel de tensión previamente definido -E2. Cuando la tensión del segundo condensador C2 supera el nivel de tensión previamente definido -E2, el segundo elemento de conmutación S2 se desconecta.
Con la disposición mencionada anteriormente, el
primer condensador C1 se carga a través del elemento de conmutación
S1 en el semiciclo positivo de la fuente de alimentación de CA.
Cuando la tensión del primer condensador C1 supera el nivel de
tensión positiva previamente definido E1, entonces el primer
elemento de conmutación S1 se conecta para que la corriente
eléctrica inversa -I1 mantenga la tensión del primer condensador C1
en el nivel E1. Como resultado de esto, una tensión de salida se ve
limitada a un rango por debajo de un nivel de tensión E1 definido
como un límite superior por el primer circuito limitador de tensión
F1 en el semiciclo positivo.
En el semiciclo negativo de la fuente de
alimentación de CA, el segundo condensador C2 se carga a través del
segundo elemento de conmutación S2. Cuando la tensión del segundo
condensador C2 se reduce por debajo del nivel de tensión negativa
previamente definido -E2, entonces el segundo elemento de
conmutación S2 se conecta para que la corriente eléctrica inversa
-I2 mantenga la tensión del segundo condensador C2 en el nivel -E2.
Como resultado de esto, la tensión de salida se ve limitada a un
rango por encima del nivel de tensión -E2 definido como un límite
inferior por el segundo circuito limitador de tensión F2 en el
semiciclo negativo.
En consecuencia, la tensión de salida se ve
limitada a un rango comprendido entre el nivel de tensión E1
definido como el límite superior por el primer circuito limitador
de tensión F1 y el nivel de tensión -E2 definido como el límite
inferior por el segundo circuito limitador de tensión F2 en un ciclo
de onda completa.
Los niveles de tensión E1 y -E2 pueden ajustarse
de forma continua sin escalonamientos. De este modo, puede
proporcionarse una fuente de tensión variable que permite un ajuste
de la tensión de forma continua sin escalonamientos.
En aquellas aplicaciones en las que, como primer
condensador C1 y como segundo condensador C2, se emplean
condensadores electrolíticos que tienen una relación alta entre
capacitancia y volumen, puede proporcionarse una fuente de tensión
compacta obteniendo ventaja de esta característica. Los
condensadores electrolíticos tienen polaridades, y generalmente
adolecen del inconveniente de que no pueden emplearse con corriente
alterna. Sin embargo, este inconveniente puede eliminarse
permitiendo que el primer circuito limitador de tensión F1 funcione
en el semiciclo positivo de la fuente de alimentación de CA y
permitiendo que el segundo circuito limitador de tensión F2
funcione en el semiciclo negativo de la fuente de alimentación de
CA.
Según este aspecto innovador, la tensión de
salida puede ajustarse entre el nivel de tensión positiva definido
como el límite superior por el primer circuito limitador de tensión
y el nivel de tensión negativa definido como el límite inferior por
el segundo circuito limitador de tensión en el ciclo de onda
completa. Cada uno de estos circuitos limitadores de tensión puede
construirse fácilmente empleando la fuente de tensión, el elemento
de conmutación y el condensador electrolítico, de modo que pueda
proporcionarse una fuente de tensión de poco peso y volumen.
- (b)
- Una fuente de corriente según otro aspecto innovador comprende, tal como se representa en la figura 4, un elemento de conmutación S1 y un condensador C1 conectados en serie entre la fuente de alimentación de CA V y una carga. El elemento de conmutación S1 está constantemente en estado de conducción para una corriente eléctrica I1 que circula en un sentido para cargar el condensador C1 en un semiciclo positivo de la fuente de alimentación de CA V, y se conecta y se desconecta de forma controlada para una corriente eléctrica -I1 que circula en el otro sentido. El elemento de conmutación S1 está controlado para que se conecte cuando una tensión entre terminales opuestos del condensador C1 sea superior a un nivel de tensión previamente definido E1, y para que se desconecte cuando la tensión del condensador C1 no sea mayor que el nivel de tensión previamente definido E1.
Se asume que la tensión de la carga es
insignificante en comparación con la tensión de la fuente de
alimentación. Con la disposición mencionada anteriormente, el
condensador C1 se carga a través del elemento de conmutación S1 en
el semiciclo positivo de la tensión de la fuente de alimentación de
CA V. Cuando la tensión V de CA empieza a disminuir desde un valor
de pico, el condensador C1 empieza a descargarse. Sin embargo,
cuando la tensión del condensador C1 se reduce hasta un valor no
superior al nivel de tensión positiva previamente definido E1, el
elemento de conmutación S1 se desconecta para la corriente eléctrica
-I1 que circula en el otro sentido para mantener la tensión del
condensador C1 en el nivel E1.
\newpage
En los ciclos subsiguientes, el condensador C1
se carga y se descarga solamente cuando la tensión V de la fuente
de alimentación de CA supera el nivel de tensión previamente
definido E1, y la tensión del condensador C1 se mantiene al nivel
E1 cuando la tensión V de la fuente de alimentación de CA se reduce
a un valor no superior al nivel de tensión E1 previamente
definido.
Una corriente eléctrica de la carga se determina
diferenciando la tensión del condensador C1. La corriente eléctrica
se produce solamente cuando el condensador C1 se carga y se
descarga. Puesto que la carga y la descarga del condensador C1
ocurren solamente cuando la tensión V de la fuente de alimentación
de CA supera el nivel de tensión previamente definido E1, la
corriente eléctrica se produce solamente en este momento. El nivel
de la corriente eléctrica varía en función del nivel de tensión
previamente definido E1. A medida que se reduce el nivel de tensión
previamente definido E1, aumenta el periodo de carga y de descarga
del condensador C1 y, por tanto, aumenta el nivel de la corriente
eléctrica. A medida que aumenta el nivel de tensión previamente
definido E1, el periodo de carga y de descarga del condensador C1 se
reduce y, por tanto, se reduce el nivel de corriente eléctrica. De
este modo, el nivel de la corriente eléctrica puede controlarse
controlando el nivel de tensión previamente definido E1.
En aquellas aplicaciones en las que el nivel de
tensión previamente definido E1 se puede variar de forma continua
sin escalonamientos, puede proporcionarse una fuente de corriente
variable que permite el ajuste continuo sin escalonamientos.
En aquellas aplicaciones en las que, como
condensador C1, se emplea un condensador electrolítico que tiene
una alta relación entre capacitancia y volumen, la fuente de
corriente tiene una estructura compacta aprovechando esta
característica. El condensador electrolítico tiene polaridades, y
generalmente adolece del inconveniente de que no puede utilizarse
con corriente alterna. Sin embargo, este inconveniente puede
eliminarse impidiendo que la tensión del condensador C1 disminuya
por debajo del nivel de tensión previamente definido E1.
- (c)
- Una fuente de corriente según otro aspecto innovador adicional comprende, tal como se representa en la figura 5, un elemento de conmutación S2 y un condensador C2 conectados en serie entre la fuente de alimentación de CA V y una carga. El elemento de conmutación S2 está constantemente en estado de conducción para una corriente eléctrica I2 que circula en un sentido para cargar el condensador C2 en un semiciclo negativo de la V de la fuente de alimentación de AC, y se conecta y se desconecta de forma controlada para una corriente eléctrica -I2 que circula en el otro sentido. El elemento de conmutación S2 está controlado para que se conecte cuando una tensión entre terminales opuestos del condensador C2 es inferior a un nivel de tensión negativa previamente definido -E2, y para que se desconecte cuando la tensión del condensador C2 no es inferior al nivel de tensión previamente definido -E2.
Se asume que la tensión de la carga es
insignificante en comparación con la tensión de la fuente de
alimentación. Con la disposición mencionada anteriormente, el
condensador C2 se carga a través del elemento de conmutación S2 en
el semiciclo negativo de la tensión V de la fuente de alimentación
de CA. Cuando la tensión V de CA empieza a aumentar a partir de un
valor de pico negativo, el condensador C2 empieza a descargarse. Sin
embargo, cuando la tensión del condensador C2 aumenta hasta un
valor no inferior al nivel de tensión negativa previamente definido
-E2, el elemento de conmutación S2 se desconecta para la corriente
eléctrica -I2 que circula en el otro sentido para mantener la
tensión del condensador C2 en el nivel -E2.
En los ciclos subsiguientes, el condensador C2
se carga y se descarga solamente cuando la tensión V de la fuente
de alimentación de CA se reduce hasta un valor inferior al nivel de
tensión previamente definido -E2. Cuando la tensión V de la fuente
de alimentación de CA aumenta hasta un valor no inferior al nivel de
tensión previamente definido -E2, la tensión del condensador C2 se
mantiene en el nivel -E2.
Por otra parte, una corriente eléctrica de la
carga viene determinada diferenciando la tensión del condensador
C2. La corriente eléctrica se produce solamente cuando la tensión V
de la fuente de alimentación de CA es inferior al nivel de tensión
previamente definido -E2. El nivel de la corriente eléctrica varía
en función del nivel de tensión previamente definido -E2. A medida
que se reduce el valor absoluto del nivel de tensión previamente
definido -E2, aumenta el periodo de carga y de descarga del
condensador C2 y, por tanto, aumenta el nivel de la corriente
eléctrica. A medida que aumenta el valor absoluto del nivel de
tensión previamente definido -E2, se reduce el periodo de carga y
de descarga del condensador C2 y, por tanto, se reduce el nivel de
la corriente eléctrica. De este modo, el nivel de la corriente
eléctrica puede controlarse controlando el nivel de tensión
previamente definido -E2.
En aquellas aplicaciones en las que el nivel de
tensión previamente definido -E2 se puede variar de forma continua
sin escalonamientos, puede proporcionarse una fuente de corriente
variable que permite un ajuste continuo sin escalonamientos.
En aquellas aplicaciones en las que, como
condensador C2, se emplea un condensador electrolítico que tiene
una alta relación entre capacidad y volumen, la fuente de corriente
tiene una estructura compacta aprovechando esta característica. El
condensador electrolítico tiene polaridades, y generalmente adolece
del inconveniente de que no puede emplearse con corriente alterna.
Sin embargo, este inconveniente puede eliminarse impidiendo que la
tensión del condensador C2 aumente por encima del nivel de tensión
previamente definido -E2.
\newpage
- (d)
- Una fuente de corriente según otro aspecto innovador adicional comprende, tal como se representa en la figura 6, un elemento de conmutación S1 y un condensador C1 conectados en serie entre la fuente de alimentación de CA V y una carga, y un elemento de conmutación S2 y un condensador C2 conectados en serie entre la fuente de alimentación de CA V y la carga.
El elemento de conmutación S1 está
constantemente en estado de conducción para una corriente eléctrica
I1 que circula en un sentido para cargar el condensador C1 en un
semiciclo positivo de la V de la fuente de alimentación de CA, y se
conecta y se desconecta de forma controlada para una corriente
eléctrica -I1 circulando en el otro sentido. El elemento de
conmutación S1 está controlado para que se conecte cuando una
tensión entre terminales opuestos del condensador C1 sea superior a
un nivel de tensión previamente definido E1, y para que se
desconecte cuando la tensión del condensador C1 no sea superior al
nivel de tensión previamente definido E1.
El elemento de conmutación S2 está
constantemente en estado de conducción para una corriente eléctrica
I2 circulando en un sentido para cargar el condensador C2 en un
semiciclo negativo de la V de la fuente de alimentación de CA, y se
conecta y se desconecta de forma controlada para una corriente
eléctrica -I2 circulando en el otro sentido. El elemento de
conmutación S2 está controlado para que se conecte cuando una
tensión entre terminales opuestos del condensador C2 sea inferior a
un nivel de tensión negativa previamente definido -E2, y para que
se desconecte cuando la tensión del condensador C2 no es inferior al
nivel de tensión previamente definido -E2.
Esta disposición proporciona una fuente de
corriente del tipo de onda completa que emplea la fuente de
corriente (b) y la fuente de corriente (c) en combinación. Como
resultado de esto, una corriente eléctrica de salida está
controlada basándose en el nivel de tensión previamente definido E1
en el semiciclo positivo, y está controlada basándose en el nivel
de tensión previamente definido -E2 en el semiciclo negativo.
Los niveles de tensión E1 y -E2 pueden ajustarse
variándolos de una forma continua sin escalonamientos. En este
caso, puede proporcionarse una fuente de corriente variable que
permite un ajuste continuo sin escalonamientos de la corriente
eléctrica.
En aquellas aplicaciones en las que, como
condensadores C1 y C2, se emplean condensadores electrolíticos que
tienen una alta relación entre capacitancia y volumen, la fuente de
corriente tiene una estructura compacta obteniendo ventaja de esta
característica. Los condensadores electrolíticos tienen polaridades,
y generalmente adolecen del inconveniente de que no pueden
emplearse con corriente alterna. Sin embargo, este inconveniente
puede eliminarse manteniendo la tensión del condensador C1 a un
valor no inferior al del nivel de tensión previamente definido E1 y
manteniendo la tensión del condensador C2 a un valor no superior al
nivel de tensión previamente definido -E2.
- (e)
- Una fuente de corriente según otro aspecto innovador adicional comprende, según se representa en la figura 7, un elemento de conmutación S1 y un condensador C1 conectados en serie entre una fuente de alimentación de CA V y una carga, y un diodo D1 y un condensador de referencia C01 conectados en serie entre la fuente de alimentación de CA V y la carga. El diodo D1 tiene una orientación tal que el condensador de referencia C01 se carga en un semiciclo positivo de la fuente de alimentación de CA V. El elemento de conmutación S1 está constantemente en estado de conducción para una corriente eléctrica I1 que circula en un sentido para cargar el condensador C1 en el semiciclo positivo de la fuente de alimentación de CA V, y se conecta y se desconecta de forma controlada para una corriente eléctrica -I1 que circula en el otro sentido. El elemento de conmutación S1 está controlado para que se conecte cuando la tensión V1 del condensador C1 sea superior a la suma del valor de pico Vp de la tensión de la fuente de alimentación y un nivel de tensión negativa previamente definido -E1, y para que se desconecte cuando la tensión V1 del condensador C1 no es superior al nivel Vp-E1.
Con la disposición mencionada anteriormente, el
condensador C1 se carga a través del elemento de conmutación S1 y
el condensador de referencia C01 se carga a través del diodo D1 en
el semiciclo positivo de la tensión V de la fuente de alimentación
de CA. Cuando la tensión V de CA empieza a disminuir desde el valor
de pico, el condensador C1 empieza a descargarse. Sin embargo, el
condensador de referencia C01 no tiene circuito de descarga y, por
tanto, no se descarga. Por consiguiente, la tensión V01 del
condensador de referencia C01 se mantiene al valor de pico Vp de la
tensión V de CA. Cuando la tensión V1 del condensador C1 se reduce
hasta un valor que no es superior a la suma Vp-E1
del valor de pico Vp y el nivel de tensión previamente definido
-E1, el elemento de conmutación S1 se desconecta para mantener la
tensión V1 del condensador C1 en el nivel Vp-E1.
En los ciclos subsiguientes, el condensador C1
se carga y se descarga cuando la tensión V de la fuente de
alimentación de CA es superior a la suma del valor de pico Vp y el
nivel de tensión previamente definido -E1, es decir, cuando se
satisface la expresión (1) siguiente:
(1)V>Vp-E1
La tensión del condensador C1 se mantiene en el
nivel Vp-E1 cuando la tensión V de la fuente de
alimentación de CA no es superior a la suma del valor de pico Vp y
el nivel de tensión previamente definido -E1, es decir, cuando se
satisface la expresión (2) siguiente:
(2)V\leq
Vp-E1
Una corriente eléctrica de la carga se determina
diferenciando la tensión del condensador C1. La corriente eléctrica
ocurre solamente cuando el condensador C1 se carga y se descarga.
Puesto que la carga y la descarga del condensador C1 ocurre cuando
la tensión V de la fuente de alimentación de CA satisface la
expresión (1) anterior, la corriente eléctrica se produce en este
momento. El nivel de la corriente eléctrica varía en función del
nivel de tensión previamente definido -E1. A medida que aumenta el
valor absoluto del nivel de tensión previamente definido -E1, el
periodo de carga y de descarga del condensador C1 aumenta y, por
tanto, aumenta el nivel de la corriente eléctrica. A medida que se
reduce el valor absoluto del nivel de tensión previamente definido
-E1, se reduce el periodo de carga y de descarga del condensador C1
y, por tanto, se reduce el nivel de la corriente eléctrica. De este
modo, el nivel de la corriente eléctrica puede controlarse
controlando el nivel de tensión previamente definido -E1.
Según este aspecto innovador, se proporciona
adicionalmente el condensador de referencia C01, y una diferencia
de tensión entre la tensión V1 del condensador C1 y la tensión V01
del condensador de referencia C01 se utiliza para el control. Por
consiguiente, el nivel de la corriente eléctrica puede controlarse
para que se mantenga estable incluso si fluctúa la tensión VL de la
carga.
En aquellas aplicaciones en las que el nivel de
tensión previamente definido -E1 es variable de forma continua sin
escalonamientos, puede proporcionarse una fuente de corriente
variable que permite un ajuste de forma continua sin
escalonamientos.
En aquellas aplicaciones en las que, como
condensador C1, se emplea un condensador electrolítico que tiene
una alta relación entre capacitancia y volumen, la fuente de
corriente tiene una estructura compacta aprovechando esta
característica.
- (f)
- Una fuente de corriente según otro aspecto innovador adicional comprende, tal como se representa en la figura 8, un elemento de conmutación S2 y un condensador C2 conectados en serie entre la fuente de alimentación de CA V y una carga, y un diodo D2 y un condensador de referencia C02 conectados en serie entre la fuente de alimentación de CA V y la carga. El diodo D2 tiene una orientación tal que el condensador de referencia C02 se carga en un semiciclo negativo de la fuente de alimentación de CA V.
El elemento de conmutación S2 está
constantemente en estado de conducción para una corriente eléctrica
I2 que circula en un sentido para cargar el condensador C2 en el
semiciclo negativo de la fuente de alimentación de CA V, y se
conecta y se desconecta de forma controlada para una corriente
eléctrica -I2 que circula en el otro sentido. El elemento de
conmutación S2 se controla para que se conecte cuando la tensión V2
del condensador C2 es inferior a la suma -Vp+E2 de un valor de pico
negativo -Vp de la tensión de la fuente de alimentación y un nivel
de tensión previamente definido E2, y para que se desconecte cuando
la tensión V2 del condensador C2 no es inferior al nivel
-Vp+E2.
Una tensión de la carga viene representada por
VL. Con la disposición mencionada anteriormente, el condensador C2
se carga a través del elemento de conmutación S2 y el condensador de
referencia C02 se carga a través del diodo D2 en el semiciclo
negativo de la tensión V de la fuente de alimentación de CA. Cuando
la tensión V de CA empieza a aumentar desde el valor de pico, el
condensador C2 empieza a descargarse. Sin embargo, el condensador
de referencia C02 no tiene circuito de descarga. Por consiguiente,
la tensión V02 del condensador de referencia C02 se mantiene
generalmente constante en el nivel de tensión -Vp. Cuando la tensión
V2 del condensador C2 aumenta hasta un valor no inferior al del
nivel -Vp+E2, el elemento de conmutación S2 se desconecta para
mantener una tensión diferencial V2-V02 a un nivel
-E2. Por consiguiente, la tensión V2 del condensador C2 se mantiene
luego generalmente constante.
En los ciclos subsiguientes, el condensador C2
se carga cuando la tensión V de la fuente de alimentación es
inferior al nivel -Vp+E2, es decir, cuando se satisface la expresión
(3) siguiente:
(3)V<-Vp+E2
La tensión del condensador C2 se mantiene al
nivel -Vp+E2 cuando la tensión V de la fuente de alimentación no es
inferior al nivel -Vp+E2, es decir, cuando se satisface la expresión
(4) siguiente:
(4)V\geq
-Vp+E1
Una corriente eléctrica de la carga se determina
diferenciando la tensión del condensador C2. La corriente eléctrica
se produce solamente cuando el condensador C2 se carga y se
descarga. Puesto que la carga y la descarga del condensador C2
ocurre cuando la tensión V de la fuente de alimentación de CA
satisface la expresión (3) anterior, la corriente eléctrica se
produce en este momento. El nivel de la corriente eléctrica varía en
función del nivel de tensión previamente definido E2. A medida que
se reduce el valor absoluto del nivel de tensión previamente
definido E2, el periodo de carga y de descarga del condensador C2 se
reduce y, por tanto, se reduce el nivel de la corriente eléctrica.
A medida que aumenta el valor absoluto del nivel de tensión E2
previamente definido, aumenta el periodo de carga y de descarga del
condensador C2 y, por tanto, aumenta el nivel de la corriente
eléctrica. De este modo, el nivel de la corriente eléctrica puede
controlarse controlando el nivel de tensión E2 previamente
definido.
Según este aspecto innovador, se proporciona
adicionalmente el condensador de referencia C02, y la diferencia de
tensión entre la tensión V2 del condensador C2 y la tensión V02 del
condensador de referencia C02 se utiliza para el control. Por
consiguiente, el nivel de la corriente eléctrica puede controlarse
para que se mantenga estable incluso en el caso de que fluctúe la
tensión de la carga VL.
En aquellas aplicaciones en las que el nivel de
tensión E2 previamente definido se puede variar de forma continua
sin escalonamientos, puede proporcionarse una fuente de corriente
variable que permite el ajuste de forma continua sin
escalonamientos.
En aquellas aplicaciones en las que, como
condensador C2, se emplea un condensador electrolítico que tiene
una alta relación entre capacitancia y volumen, la fuente de
corriente tiene una estructura compacta obteniendo ventaja de esta
característica.
- (g)
- Una fuente de corriente según otro aspecto innovador adicional comprende, tal como se representa en la figura 9, un elemento de conmutación S1 y un condensador C1 conectados en serie entre una fuente de alimentación de CA V y una carga, y un diodo D1 y un condensador de referencia C01 conectados en serie entre la fuente de alimentación de CA V y la carga. El diodo D1 tiene una orientación tal que el condensador de referencia C01 se carga en un semiciclo positivo de la fuente de alimentación de CA V. La fuente de corriente comprende además un elemento de conmutación S2 y un condensador C2 conectados en serie entre la fuente de alimentación de CA V y la carga, y un diodo D2 y un condensador de referencia C02 conectados en serie entre la fuente de alimentación de CA V y la carga. El diodo D2 tiene una orientación tal que el condensador de referencia C02 se carga en un semiciclo negativo de la fuente de alimentación de CA V.
El elemento de conmutación S1 está
constantemente en estado de conducción para una corriente eléctrica
I1 que circula en un sentido para cargar el condensador C1 en el
semiciclo positivo de la fuente de alimentación de CA V, y se
conecta y se desconecta de forma controlada para una corriente
eléctrica -I1 que circula en el otro sentido. El elemento de
conmutación S1 está controlado para que se conecte cuando la tensión
del condensador C1 es superior a la suma Vp-E1 de
un valor de pico Vp de la tensión de la fuente de alimentación y un
nivel de tensión -E1 previamente definido, y para que se desconecte
cuando la tensión del condensador C1 no sea superior al nivel
Vp-E1. El elemento de conmutación S2 está
constantemente en estado de conducción para una corriente eléctrica
I2 que circula en un sentido para cargar el condensador C2 en el
semiciclo negativo de la fuente de alimentación de CA V, y se
conecta y se desconecta de forma controlada para una corriente
eléctrica -I2 que circula en el otro sentido. El elemento de
conmutación S2 está controlado para que se conecte cuando la
tensión V2 del condensador C2 es inferior a la suma -Vp+E2 de un
valor de pico negativo -Vp de la tensión de la fuente de
alimentación y un nivel de tensión E2 previamente definido, y para
que se desconecte cuando la tensión V2 del condensador C2 no es
inferior al nivel
-Vp+E2.
-Vp+E2.
Esta disposición proporciona una fuente de
corriente del tipo de onda completa que emplea la fuente de
corriente (e) y la fuente de corriente (f) en combinación. Como
resultado de esto, una corriente eléctrica de salida se controla
basándose en el nivel de tensión -E1 previamente definido, en el
semiciclo positivo, y se controla sobre la base del nivel de
tensión E2 previamente definido, en el semiciclo negativo.
Los niveles de tensión -E1 y E2 pueden ajustarse
variándolos de forma continua sin escalonamientos. En este caso,
puede proporcionarse una fuente de corriente variable que permite un
ajuste continuo sin escalonamientos de la corriente eléctrica.
En aquellas aplicaciones en las que, como
condensadores C1 y C2, se emplean condensadores electrolíticos que
tienen una alta relación entre la capacitancia y el volumen, la
fuente de corriente tiene una estructura compacta obteniendo
ventaja de esta característica.
La figura 1 es un diagrama de la configuración
del circuito para explicar el principio de funcionamiento de una
fuente de tensión según la presente invención;
La figura 2 es un diagrama del circuito más
específico de la fuente de tensión según la presente invención;
Las figuras 3 (a) a 3 (d) son diagramas de forma
de onda de la tensión V de una fuente de alimentación, de la
tensión V1 de un condensador electrolítico C1, de la tensión V2 de
un condensador electrolítico C2 y de una tensión de salida V3;
La figura 4 es un diagrama de la configuración
del circuito para explicar el principio de funcionamiento de una
fuente de corriente (del tipo de semi-onda) según la
presente invención;
La figura 5 es un diagrama de la configuración
del circuito para explicar el principio de funcionamiento de otra
fuente de corriente (tipo de semi-onda) según la
presente invención;
La figura 6 es un diagrama de la configuración
del circuito para explicar el principio de funcionamiento de otra
fuente de alimentación adicional (del tipo de onda completa) según
la presente invención;
La figura 7 es un diagrama de la configuración
del circuito para explicar el principio de funcionamiento de aún
otra fuente de corriente (del tipo de semi-onda) que
emplea un condensador de referencia según la presente
invención;
La figura 8 es un diagrama de la configuración
del circuito para explicar el principio de funcionamiento de otra
fuente de corriente adicional (del tipo de
semi-onda) que emplea un condensador de referencia
según la presente invención;
La figura 9 es un diagrama de la configuración
del circuito para explicar el principio de funcionamiento de aún
otra fuente de corriente (del tipo de onda completa) que emplea un
condensador de referencia según la presente invención;
La figura 10 es un diagrama de la configuración
del circuito de una fuente de corriente (del tipo de onda completa)
según una forma de realización de la presente invención;
Las figuras de 11 (a) a 11 (c) son diagramas de
forma de onda de la tensión V de la fuente de alimentación, de la
tensión V1 de un condensador electrolítico C1, de la tensión V2 de
un condensador electrolítico C2 y de una corriente de salida I;
La figura 12 es un diagrama de la configuración
del circuito de una fuente de corriente (del tipo de onda completa)
que emplea un condensador de referencia según otra forma de
realización de la presente invención; y
Las figura de 13(a) a 13 (c) son
diagramas de forma de onda de la tensión V de la fuente de
alimentación, de la tensión V1 de un condensador electrolítico C1,
de la tensión V2 de un condensador electrolítico C2 y de una
corriente de salida I.
A continuación se describen en detalle formas de
realización de la presente invención tomando como referencia los
dibujos adjuntos.
La figura 2 es un diagrama del circuito de una
fuente de tensión variable (del tipo de onda completa) según la
presente invención.
Un condensador C se conecta en serie con una
fuente de alimentación de CA. Un primer circuito limitador de
tensión F1 y un segundo circuito limitador de tensión F2 se conectan
en paralelo en un lado de salida del condensador C, y están
conectados a los terminales de salida. Una carga ZL se conecta a los
terminales de salida.
El primer circuito limitador de tensión F1 se
adapta para limitar una tensión en un semiciclo positivo, y
comprende un transistor de conmutación Q1 y un condensador
electrolítico C1 conectados en serie. El transistor de conmutación
Q1 tiene polaridades tales que su colector está conectado al
condensador C y su emisor está conectado al condensador
electrolítico C1. Un diodo D1 está conectado en paralelo con el
transistor de conmutación Q1 entre el emisor y el colector del
transmisor de conmutación Q1. El otro terminal del condensador
electrolítico C1 está puesto a tierra. Un diodo de tensión
constante ZD1 está conectado entre una base del transistor de
conmutación Q1 y un punto de división de resistencia a. En este
punto de división de resistencia a, las resistencias R11 y R12
conectadas en paralelo con el condensador electrolítico C1, están
conectadas entre sí. La resistencia R12 se puede variar de forma
continua sin escalonamientos.
El segundo circuito limitador de tensión F2 se
adapta para limitar una tensión en un semiciclo negativo, y
comprende un transistor de conmutación Q2 y un condensador
electrolítico C2 conectados en serie. El transistor de conmutación
Q2 tiene unas polaridades tales que su colector está conectado al
condensador C y su emisor está conectado al condensador
electrolítico C2. Un diodo D2 está conectado en paralelo con el
transistor de conmutación Q2 entre el emisor y el colector del
transistor de conmutación Q2. El otro terminal del condensador
electrolítico C2 está puesto a tierra. Un diodo de tensión constante
ZD2 está conectado entre una base del transistor de conmutación Q2
y un punto de división de resistencia b. En este punto de división
de resistencia b, las resistencias R21 y R22 conectadas en paralelo
con el condensador electrolítico C2 están conectadas entre sí. El
valor de la resistencia R22 se puede regular de forma continua sin
escalonamientos.
Los transistores de conmutación Q1 y Q2 son un
transistor PNP y un transistor NPN, respectivamente. El condensador
electrolítico C1 está conectado con el transistor de conmutación Q1
en su terminal positivo, mientras que el condensador electrolítico
C2 está conectado al transistor de conmutación Q2 en su terminal
negativo. El diodo D1 está conectado en una orientación tal que el
condensador electrolítico C1 se carga en el semiciclo positivo,
mientras que el diodo D2 está conectado en una orientación tal que
el condensador electrolítico C2 se carga en el semiciclo negativo.
El diodo de tensión constante ZD1 está conectado a la base del
transistor de conmutación Q1 en su terminal positivo, mientras que
el diodo de tensión constante ZD2 está conectado a la base del
transistor de conmutación Q2 en su terminal negativo. La tensión del
terminal positivo del diodo de tensión constante ZD1 está
representada por E1, y la tensión del terminal negativo del diodo de
tensión constante ZD2 está representada por -E2. Los niveles de
tensión E1 y -E2 pueden ajustarse de una forma continua sin
escalonamientos por las resistencias R12 y R22, respectivamente.
En el circuito mencionado anteriormente, el
condensador C, el condensador electrolítico C1 y el condensador
electrolítico C2 tienen constantes del dispositivo de, por ejemplo,
C = 20 \muF, C1 = 100 \muF y C2 = 100 \muF,
respectivamente.
A continuación se da una explicación sobre el
funcionamiento de la fuente de tensión variable mencionada
anteriormente.
Las figuras 3 (a) a 3 (d) son diagramas de forma
de onda de una tensión V de la fuente de alimentación, de una
tensión V1 entre los terminales opuestos del condensador
electrolítico C1, de una tensión V2 entre los terminales opuestos
del condensador electrolítico C2 y de una tensión de salida V3 entre
los terminales de salida (denominados simplemente como "tensión
de salida"). Un carácter de referencia t en las abscisas indica
el tiempo. Los semiciclos positivos de la tensión V de la fuente de
alimentación están representados por P1, P2 y similares, y los
semiciclos negativos de la tensión V de la fuente de alimentación se
representan por N1, N2 y similares.
Se asume que la fuente de alimentación se
conecta en el instante t = 0. La carga del condensador electrolítico
C1 a través del diodo D1 se inicia en el primer semiciclo positivo
P1. La constante de tiempo de carga del condensador electrolítico
C1 se ajusta a un valor relativamente grande, de modo que la tensión
V1 del condensador electrolítico C1 no alcance el nivel de tensión
E1 en el semiciclo positivo P1. La tensión de salida V3 tiene la
misma forma de onda que la tensión V1 del condensador electrolítico
C1 (ver la figuras 3(b) y 3 (d)).
En el semiciclo negativo N1, el condensador
electrolítico C2 se carga a través del diodo D2. En este caso,
también, la tensión V2 del condensador electrolítico C2 no alcanza
el nivel de tensión -E2 en el semiciclo negativo N1. La tensión de
salida V3 tiene la misma forma de onda que la tensión V2 del
condensador electrolítico C2 (ver las figuras 3 (c) y 3 (d)).
En cada uno de varios semiciclos positivos
subsiguientes, se reanuda la carga del condensador electrolítico
C1. En uno de estos semiciclos, la tensión V1 del condensador
electrolítico C1 alcanza el nivel de tensión E1. En este instante,
la continuidad eléctrica se establece entre la base y el emisor del
transistor de conmutación Q1, de modo que el transistor de
conmutación Q1 se conecta. De este modo, la tensión V1 del
condensador electrolítico C1 se mantiene al nivel de tensión E1
previamente definido. El nivel de tensión E1 previamente definido
constituye el límite superior de la tensión del colector del
transistor de conmutación Q1, es decir, la tensión de salida
V3.
En cada uno de los semiciclos negativos
subsiguientes, se reanuda la carga del condensador electrolítico C2.
En medio de estos semiciclos, la tensión V2 del condensador
electrolítico C2 alcanza el nivel de tensión -E2. En este instante,
se establece la continuidad eléctrica entre la base y el emisor del
transistor de conmutación Q2, de modo que el transistor de
conmutación Q2 se conecta. De este modo, la tensión V2 del
condensador electrolítico C2 se mantiene en el nivel de tensión -E2
previamente definido. El nivel de tensión -E2 previamente definido
constituye el límite inferior de la tensión del colector del
transistor de conmutación Q2, es decir, la tensión de salida
V3.
En los ciclos de estado constante, la tensión de
salida V3 oscila alternativamente entre el nivel de tensión E1
previamente definido, como el límite superior, y el nivel de tensión
-E2 previamente definido, como el límite inferior.
De este modo pueden definirse los límites
superior e inferior de la tensión V de la fuente de alimentación.
El nivel de tensión del límite superior y el nivel de tensión del
límite inferior se determinan ajustando las resistencias R12 y R22
o ajustando las tensiones de ruptura (breakdown) de los
diodos de tensión constante ZD1 y ZD2.
Aunque la fuente de tensión de la presente
invención se haya descrito mediante una forma de realización de la
misma, la presente invención no se limita a esta forma de
realización. Por ejemplo, puede proporcionarse una fuente de
tensión del tipo de semi-onda, empleando o bien el
primer circuito limitador de tensión F1 o bien el segundo circuito
limitador de tensión F2 representado en la figura 2.
La figura 10 es un diagrama del circuito de una
fuente de corriente variable (del tipo de onda completa) según la
presente invención.
Dos circuitos de corriente variable (un circuito
de corriente variable de semi-onda positiva G1 y un
circuito de corriente variable de semi-onda
negativa G2) están conectados en paralelo entre la fuente de
alimentación de CA V y una carga.
El circuito de corriente variable de
semi-onda positiva G1 se adapta para limitar una
corriente eléctrica en un semiciclo positivo, y comprende un
transistor de conmutación Q1 y un condensador electrolítico C1
conectados en serie. El transistor de conmutación Q1 tiene
polaridades tales que su colector está conectado a la fuente de
alimentación de CA V y su emisor está conectado al condensador
electrolítico C1.
Un diodo D3 está conectado en paralelo con el
transistor de conmutación Q1 entre el colector y el emisor del
transistor de conmutación Q1. Un terminal de una fuente de tensión
B1 está conectado a un terminal del condensador electrolítico C1 en
el lado de la carga, y un comparador de tensión A1 está conectado
entre el otro terminal de la fuente de tensión B1 y el condensador
electrolítico C1. Una salida de comparación del comparador de
tensión A1 está conectada a la base del transistor de conmutación
Q1.
El circuito de corriente variable de
semi-onda negativa G2 está adaptado para limitar una
corriente eléctrica en un semiciclo negativo, y comprende un
transistor de conmutación Q2 y un condensador electrolítico C2
conectados en serie. El transistor de conmutación Q2 tiene unas
polaridades tales que su colector está conectado a la fuente de
alimentación de CA V y su emisor está conectado al condensador
electrolítico C2. Un diodo D4 está conectado en paralelo con el
transistor de conmutación Q2 entre el colector y el emisor del
transistor de conmutación Q2. Un terminal de una fuente de tensión
B2 está conectado a un terminal del condensador electrolítico C2 en
un lado de la carga, y un comparador de tensión A2 está conectado
entre el otro terminal de la fuente de tensión B2 y el otro
terminal del condensador electrolítico C2. Una salida de comparación
del comparador de tensión A2 está conectada a una base del
transistor de conmutación Q2.
Los transistores de conmutación Q1 y Q2 son un
transistor PNP y un transistor NPN, respectivamente. El condensador
electrolítico C1 está conectado a la carga en su terminal negativo,
y al transistor de conmutación Q1 en su terminal positivo. El
condensador electrolítico C2 está conectado a la carga en su
terminal positivo, y al transistor de conmutación Q2 en su terminal
negativo. El diodo D3 está conectado en una orientación tal que el
condensador electrolítico C1 se carga en el semiciclo positivo,
mientras que el diodo D4 está conectado en una orientación tal que
el condensador electrolítico C2 se carga en el semiciclo negativo.
La fuente de tensión B1 está conectada al comparador de tensión A1
en su terminal positivo, y la fuente de tensión B2 está conectada
al comparador de tensión A2 en su terminal negativo. El comparador
de tensión A1 aplica una salida positiva a la base del transistor
de conmutación Q1 cuando la tensión V1 del condensador electrolítico
C1 se reduce hasta estar por debajo de la tensión E1 de la fuente
de tensión B1. El comparador de tensión A2 aplica una salida
negativa a la base del transistor de conmutación Q2 cuando la
tensión V2 del condensador electrolítico C2 aumenta hasta un valor
superior al de la tensión -E2 de la fuente de tensión B2.
El nivel de tensión E1 de la fuente de tensión
B1 y el nivel de tensión -E2 de la fuente de tensión B2 pueden
ajustarse cada uno de ellos de una manera continuamente o
discretamente variable mediante unos medios conocidos tales como un
diodo de tensión constante y un circuito de división de resistencia
no representados.
A continuación se da una explicación del
funcionamiento de la fuente de corriente variable mencionada
anteriormente.
Las figuras 11 (a) a 11(c) son diagramas
de forma de onda de la tensión V de la fuente de alimentación, de
la tensión V1 del condensador electrolítico C1, de la tensión V2 del
condensador electrolítico C2 y de una corriente de salida I. Un
carácter de referencia t en las abscisas denota el tiempo. Los
semiciclos positivos de la tensión V de la fuente de alimentación
se representan con P1, P2 y similares, y los semiciclos negativos
de la tensión V de la fuente de alimentación se representan con N1,
N2 y similares.
Se asume que la fuente de alimentación se
conecta en el instante t = 0. La carga del condensador electrolítico
C1 a través del diodo D3 se inicia en el primer semiciclo positivo
P1. La tensión V de la fuente de alimentación alcanza un valor de
pico Vp, y luego empieza a disminuir desde este valor de pico Vp.
Cuando la tensión V de la fuente de alimentación alcanza el nivel
de tensión E1, el transistor de conmutación Q1 se desconecta por el
funcionamiento del com-
parador de tensión A1. El condensador electrolítico C1 deja de descargarse, y su tensión se mantiene en el nivel E1.
parador de tensión A1. El condensador electrolítico C1 deja de descargarse, y su tensión se mantiene en el nivel E1.
En el semiciclo negativo N1, el condensador
electrolítico C2 se carga a través del diodo D4. La tensión V de la
fuente de alimentación alcanza un valor de pico -Vp, y luego empieza
a aumentar desde el valor de pico -Vp. Cuando la tensión V de la
fuente de alimentación alcanza el nivel de tensión -E2, el
transistor de conmutación Q2 se desconecta por el funcionamiento
del comparador de tensión A2. El condensador electrolítico C2 deja
de descargarse, y su tensión se mantiene en el nivel -E2.
Cuando la tensión V de la fuente de alimentación
supera el valor del nivel de tensión E1 en la mitad del siguiente
semiciclo positivo P2, se reanuda la carga del condensador
electrolítico C1.
Cuando la tensión V de la fuente de alimentación
se reduce hasta un valor inferior al nivel de tensión -E2 en la
mitad del siguiente semiciclo N2, se reanuda la carga del
condensador electrolítico C2.
De este modo, la carga y la descarga de los
condensadores electrolíticos C1 y C2 se realizan solamente cuando
la tensión V de la fuente de alimentación es superior al nivel de
tensión E1 y es inferior al nivel de tensión -E2. La corriente
eléctrica I circula cuando los condensadores electrolíticos C1 y C2
se cargan y se descargan tal como se representa en la figura 11
(c). El nivel de la corriente I viene determinado por los ajustes de
los niveles de tensión E1 y -E2. Ajustando los niveles de tensión
E1 y -E2 variando su valor, se varía el nivel de la corriente
eléctrica I.
La figura 12 es un diagrama del circuito de una
fuente de corriente variable (del tipo de onda completa) según la
presente invención.
Dos circuitos de corriente variable (un circuito
de corriente variable de semi-onda positiva G1 y un
circuito de corriente variable de semi-onda
negativa G2) están conectados en paralelo entre una fuente de
alimentación de CA V y una carga.
El circuito de corriente variable de
semi-onda positiva G1 se adapta para limitar una
corriente eléctrica en un semiciclo positivo, y comprende un
transistor de conmutación Q1 y un condensador electrolítico C1
conectados en serie. El transistor de conmutación Q1 tiene
polaridades tales que su colector está conectado a la fuente de
alimentación de CA V, y su emisor está conectado al condensador
electrolítico C1. Un diodo D3 está conectado en paralelo con el
transistor de conmutación Q1 entre el colector y el emisor del
transistor de conmutación Q1. Además, un terminal del condensador
electrolítico C1 en el lado de la carga está conectado a un
condensador electrolítico de referencia C01 y una fuente de tensión
B1, y un comparador de tensión A1 está conectado entre el otro
terminal de la fuente de tensión B1 y el condensador electrolítico
C1. Una salida de comparación del comparador de tensión A1 está
conectada con una base del transistor de conmutación Q1.
El circuito de corriente variable de
semi-onda negativa se adapta para limitar una
corriente eléctrica en un semiciclo negativo, y comprende un
transistor de conmutación Q2 y un condensador electrolítico C2
conectados en serie. El transistor de conmutación Q2 tiene
polaridades tales que su colector está conectado a la fuente de
alimentación de CA V y su emisor está conectado al condensador
electrolítico C2. Un diodo D4 está conectado en paralelo con el
transistor de conmutación Q2 entre el colector y el emisor del
transistor de conmutación Q2. Un terminal del condensador
electrolítico C2 en un lado de la carga está conectado a un
condensador electrolítico de referencia C02 y a una fuente de
tensión B2, y un comparador de tensión A2 está conectado entre el
otro terminal de la fuente de tensión B2 y el condensador
electrolítico C2. Una salida de comparación del comparador de
tensión A2 se conecta a una base del transistor de conmutación
Q2.
Los transistores de conmutación Q1 y Q2 son un
transistor PNP y un transistor NPN, respectivamente. El condensador
electrolítico C1 y el condensador electrolítico C01 están conectados
a la carga en sus terminales negativos. El condensador
electrolítico C2 y el condensador electrolítico C02 están conectados
a la carga en sus terminales positivos. El diodo D3 está conectado
en una orientación tal que el condensador electrolítico C1 se carga
en el semiciclo positivo, mientras el diodo D4 está conectado en una
orientación tal que el condensador electrolítico C2 se carga en el
semiciclo negativo. La fuente de tensión B1 está conectada al
comparador de tensión A1 en su terminal negativo, y la fuente de
tensión B2 está conectada al comparador de tensión A2 en su terminal
positivo. El comparador de tensión A1 aplica una salida positiva a
la base del transistor de conmutación Q1 cuando la tensión V1 del
condensador electrolítico C1 se reduce hasta un valor inferior a un
nivel de tensión en un terminal del comparador de tensión A1
conectado a la fuente de tensión B1. El comparador de tensión A2
aplica una salida negativa a la base del transistor de conmutación
Q2 cuando la tensión V2 del condensador electrolítico C2 aumenta
hasta un valor superior a un nivel de tensión en un terminal del
comparador de tensión A2 conectado a la fuente de tensión B2.
El nivel de tensión -E1 de la fuente de tensión
B1 y el nivel de tensión E2 de la fuente de tensión B2 pueden, cada
uno de ellos, ajustarse de una forma continuamente o discretamente
variable mediante medios conocidos tales como un diodo de tensión
constante y un circuito de división de resistencia, no
representados.
A continuación se da una explicación sobre el
funcionamiento de la fuente de corriente variable anteriormente
mencionada.
Las figuras 13 (a) a 13 (c) son diagramas de
forma de onda de la tensión V de la fuente de alimentación, de la
tensión V1 del condensador electrolítico C1, de la tensión V2 del
condensador electrolítico C2 y de una corriente de salida I. Un
carácter de referencia t en las abscisas denota el tiempo. Los
semiciclos positivos de la tensión V de la fuente de alimentación
se representan con P1, P2 y similares, y los semiciclos negativos
de la tensión V de la fuente de alimentación se representan con N1,
N2 y similares.
Se asume que la fuente de alimentación se
conecta en el instante t = 0. La carga del condensador electrolítico
C1 a través del diodo D3 se inicia en el primer semiciclo positivo
P1. Al mismo tiempo, el condensador electrolítico de referencia C01
se carga a través del diodo D1. La tensión V de la fuente de
alimentación alcanza un valor de pico Vp, y luego empieza a
disminuir desde un valor de pico Vp. En este momento, el condensador
electrolítico C1 empieza a descargarse. Sin embargo, el condensador
electrolítico de referencia C01 no se descarga, sino que se
mantiene en la tensión de pico Vp. Cuando la tensión V de la fuente
de alimentación alcanza un nivel de tensión Vp-E1,
el transistor de conmutación Q1 se desconecta por el funcionamiento
del comparador de tensión A1. De este modo, el condensador
electrolítico C1 deja de descargarse, y su tensión se mantiene al
nivel Vp-E1.
En el semiciclo negativo N1, el condensador
electrolítico C2 se carga a través del diodo D4. La tensión V de la
fuente de alimentación alcanza un valor de pico -Vp, y luego empieza
a aumentar desde el valor de pico -Vp. En este instante, el
condensador electrolítico C2 empieza a descargarse. Sin embargo, el
condensador electrolítico de referencia C02 no se descarga, sino
que se mantiene en el nivel de pico -Vp. Cuando la tensión V de la
fuente de alimentación alcanza un nivel de tensión -Vp+E2, el
transistor de conmutación Q2 se desconecta por el funcionamiento
del comparador de tensión A2. El condensador electrolítico C2 deja
de descargarse, y su tensión se mantiene en el nivel -Vp+E2.
Cuando la tensión V de la fuente de alimentación
supera el valor del nivel de tensión Vp-E1 en la
mitad del siguiente semiciclo positivo P2, se reanuda la carga del
condensador electrolítico C1.
Cuando la tensión V de la fuente de alimentación
se reduce hasta un valor inferior al nivel de tensión -Vp+E2 en la
mitad del siguiente semiciclo negativo N2, se reanuda la carga del
condensador electrolítico C2.
De este modo, la carga y descarga de los
condensadores electrolíticos C1 y C2 se llevan a cabo solamente
cuando la tensión V de la fuente de alimentación es superior al
nivel de tensión Vp-E1 y es inferior al nivel de
tensión -Vp+E2.
La corriente eléctrica I circula cuando los
condensadores electrolíticos C1 y C2 se cargan y se descargan tal
como se representa en la figura 13(c). El nivel de la
corriente eléctrica I viene determinado por los ajustes de los
niveles de tensión -E1 y E2. Variando el ajuste de los niveles de
tensión -E1 y E2, se varía el nivel de la corriente eléctrica
I.
Aunque las formas de realización de la presente
invención se hayan descrito así, la presente invención no se limita
a estas formas de realización. Por ejemplo, una fuente de corriente
del tipo de semi-onda según la presente invención
puede proporcionarse empleando o bien el circuito de corriente
variable de semi-onda positiva G1, o bien el
circuito de corriente variable de semi-onda negativa
G2 mostrados en las figuras 10 ó 12.
Claims (3)
1. Fuente de tensión que comprende un
condensador en serie conectado en serie entre una fuente de
alimentación de CA y una carga, y un primer circuito limitador de
tensión y un segundo circuito limitador de tensión conectados en
paralelo con la carga,
- \sqbullet
- comprendiendo el primer circuito limitador de tensión un primer elemento de conmutación y un primer condensador conectados en serie,
- \sqbullet
- comprendiendo el segundo circuito limitador de tensión un segundo elemento de conmutación y un segundo condensador conectados en serie,
- \sqbullet
- en la que el primer elemento de conmutación está constantemente en estado de conducción para una corriente eléctrica que circula en un sentido para cargar el primer condensador en un semiciclo positivo de la fuente de alimentación de CA, y se conecta y se desconecta de forma controlada para una corriente eléctrica que circula en el otro sentido,
- \sqbullet
- en la que, cuando una tensión del primer condensador supera un nivel de tensión positiva (E1) previamente definido, el primer elemento de conmutación se conecta para mantener el primer condensador en el nivel de tensión positiva (E1) previamente definido y, cuando la tensión del primer condensador se reduce hasta un valor inferior al nivel de tensión positiva (E1) previamente definido, el primer elemento de conmutación se desconecta,
- \sqbullet
- en la que el segundo elemento de conmutación está constantemente en estado de conducción para una corriente eléctrica que circula en un sentido para cargar el segundo condensador en un semiciclo negativo de una fuente de alimentación de CA, y se conecta y se desconecta de forma controlada para una corriente eléctrica que circula en la otra dirección,
- \sqbullet
- en la que, cuando una tensión del segundo condensador se reduce hasta alcanzar un valor inferior a un nivel de tensión negativa (-E2) previamente definido, el segundo elemento de conmutación se conecta para mantener el segundo condensador en el nivel de tensión negativa (-E2) previamente definido y, cuando la tensión del segundo condensador supera el nivel de tensión negativa (-E2) previamente definido, el segundo elemento de conmutación se desconecta.
2. La fuente de tensión según se ha expuesto en
la reivindicación 1, en la que el nivel de tensión positiva
previamente definido y el nivel de tensión negativa previamente
definido se pueden variar de forma continua sin escalonamientos.
3. La fuente de tensión según lo expuesto en la
reivindicación 1, en la que el primer condensador y el segundo
condensador comprenden cada uno de ellos un condensador
electrolítico.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002029677A JP3562807B2 (ja) | 2002-02-06 | 2002-02-06 | 可変電流源 |
| JP2002-29677 | 2002-02-06 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2307946T3 true ES2307946T3 (es) | 2008-12-01 |
Family
ID=27677891
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES03737451T Expired - Lifetime ES2307946T3 (es) | 2002-02-06 | 2003-01-31 | Fuente de tension con un condensador. |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7042204B2 (es) |
| EP (1) | EP1472779B1 (es) |
| JP (1) | JP3562807B2 (es) |
| CN (1) | CN100486090C (es) |
| AT (1) | ATE397316T1 (es) |
| DE (1) | DE60321314D1 (es) |
| ES (1) | ES2307946T3 (es) |
| WO (1) | WO2003067358A2 (es) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7274183B1 (en) | 2005-11-02 | 2007-09-25 | National Semiconductor Corporation | Versatile system for high-power switching controller in low-power semiconductor technology |
| CN102281688A (zh) * | 2011-09-20 | 2011-12-14 | 马丽娟 | 发光二极管驱动电路 |
| GB2532258B (en) * | 2014-11-13 | 2021-01-06 | Eaton Ind France Sas | Controllable voltage multiplier, particularly for an uninterruptible power supply, converter module having the voltage multiplier |
| TWI695588B (zh) * | 2020-03-10 | 2020-06-01 | 和碩聯合科技股份有限公司 | 智慧門鈴系統與電鈴電路 |
Family Cites Families (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3947754A (en) * | 1974-06-03 | 1976-03-30 | Motorola, Inc. | Open loop series regulated power supply |
| JPS526009A (en) | 1975-07-04 | 1977-01-18 | Hitachi Ltd | Incoming trunk for three-wire incoming register link |
| US4139723A (en) | 1977-04-21 | 1979-02-13 | Ajax Magnethermic Corporation | Power control unit for a single phase load with slightly changing impedances |
| JPS56139081A (en) | 1980-03-31 | 1981-10-30 | Seiko Epson Corp | Capacitor voltage dropping circuit |
| US4447764A (en) * | 1982-05-18 | 1984-05-08 | General Electric Company | Power supply for low-voltage incandescent lamp and like load |
| US4447765A (en) | 1982-05-18 | 1984-05-08 | General Electric Company | Power supply for low voltage incandescent lamp |
| JPH0743924B2 (ja) | 1986-08-26 | 1995-05-15 | 日本電気株式会社 | 情報記憶方法及び情報記憶素子 |
| JPH03124782A (ja) | 1989-09-28 | 1991-05-28 | Rohm & Haas Co | ポリオレフィンの表面変性法 |
| JPH0832176B2 (ja) | 1990-05-23 | 1996-03-27 | 有限会社豊澄 | 海外旅行用変圧器 |
| JP2847425B2 (ja) | 1990-06-25 | 1999-01-20 | 国華 王 | キャパシタ交流降圧回路 |
| JP3054954B2 (ja) | 1990-07-24 | 2000-06-19 | 国華 王 | コンデンサー交流昇圧回路 |
| JP3225271B2 (ja) | 1990-08-13 | 2001-11-05 | 国華 王 | 電子交流降圧回路 |
| JPH04356907A (ja) | 1991-05-31 | 1992-12-10 | Toyosumi:Kk | 携帯用変圧器 |
| JP2761612B2 (ja) | 1992-05-29 | 1998-06-04 | 国華 王 | スイッチング式コンデンサー交流降圧回路 |
| CN1043830C (zh) * | 1993-07-27 | 1999-06-23 | 松下电工株式会社 | 电源变换器 |
| JPH09237125A (ja) | 1996-02-29 | 1997-09-09 | Toshiba Lighting & Technol Corp | 電源装置、電気機器及び複写機 |
| CN1065992C (zh) * | 1996-08-02 | 2001-05-16 | 欧姆龙公司 | 负载控制装置 |
| FR2762725B1 (fr) | 1997-04-29 | 1999-07-16 | Sgs Thomson Microelectronics | Gradateur de puissance |
| US5917290A (en) * | 1997-11-06 | 1999-06-29 | Massachusetts Institute Of Technology | Parallel-storage series-drive electronic ballast |
| JP3201324B2 (ja) | 1997-12-22 | 2001-08-20 | 株式会社村田製作所 | スイッチング電源装置 |
| JP4376996B2 (ja) | 1999-03-31 | 2009-12-02 | ニッタ株式会社 | 蛍光灯の直流点灯装置 |
| JP3709970B2 (ja) | 2000-01-05 | 2005-10-26 | 富士電機機器制御株式会社 | 交流変換装置 |
| JP3475892B2 (ja) | 2000-02-25 | 2003-12-10 | 株式会社村田製作所 | スイッチング電源装置 |
| JP3493355B2 (ja) | 2001-10-04 | 2004-02-03 | ニッタ株式会社 | コンデンサ式調圧器 |
-
2002
- 2002-02-06 JP JP2002029677A patent/JP3562807B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2003
- 2003-01-31 DE DE60321314T patent/DE60321314D1/de not_active Expired - Lifetime
- 2003-01-31 CN CNB038034751A patent/CN100486090C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2003-01-31 EP EP03737451A patent/EP1472779B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2003-01-31 WO PCT/JP2003/000971 patent/WO2003067358A2/en active IP Right Grant
- 2003-01-31 ES ES03737451T patent/ES2307946T3/es not_active Expired - Lifetime
- 2003-01-31 US US10/503,568 patent/US7042204B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2003-01-31 AT AT03737451T patent/ATE397316T1/de not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2003067358A2 (en) | 2003-08-14 |
| EP1472779A2 (en) | 2004-11-03 |
| EP1472779B1 (en) | 2008-05-28 |
| US20050122090A1 (en) | 2005-06-09 |
| ATE397316T1 (de) | 2008-06-15 |
| WO2003067358A3 (en) | 2004-01-15 |
| JP2003235263A (ja) | 2003-08-22 |
| US7042204B2 (en) | 2006-05-09 |
| CN100486090C (zh) | 2009-05-06 |
| JP3562807B2 (ja) | 2004-09-08 |
| DE60321314D1 (de) | 2008-07-10 |
| CN1628409A (zh) | 2005-06-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2298987T3 (es) | Metodo y sistema para atenuar fuentes de luz. | |
| RU2416179C2 (ru) | Устройство снабжения энергией световых элементов и способ подвода мощности к световым элементам | |
| US8643301B2 (en) | LED driver circuit and LED lighting device using the same | |
| AU2010318418B2 (en) | Light-emitting diode drive device and light-emitting diode illumination control method | |
| ES2371167T3 (es) | Reactor electrónico. | |
| ES2389308T3 (es) | Dispositivo y procedimiento para la carga de un dispositivo acumulador de energía | |
| EP2575412B1 (en) | LED Drive Circuit and LED Illumination Apparatus Using the Same | |
| TW201233234A (en) | LED drive circuit and LED illumination apparatus | |
| US8878449B2 (en) | LED drive circuit and LED illumination unit | |
| US10405387B2 (en) | LED lighting device using AC power supply | |
| ES2307946T3 (es) | Fuente de tension con un condensador. | |
| US8552656B2 (en) | AC light emitting device, driving device thereof, and driving method thereby | |
| ES2386888T3 (es) | Instalación de un circuito para controlar transistores de potencia | |
| KR102350568B1 (ko) | 역률 보정형 디밍 컨버터 | |
| WO2020151006A1 (zh) | 电机转速控制装置、电机和食品加工设备 | |
| KR20190116004A (ko) | 용량 가변형 파워뱅크 시스템 | |
| CN111372360A (zh) | 切相调光电路 | |
| CN113067477B (zh) | 输出功率控制电路和控制芯片以及电源系统 | |
| US7355353B2 (en) | Illumination control circuit | |
| US20140265861A1 (en) | Current limiter with active damping | |
| ES2705738T3 (es) | Conversión eléctrica | |
| ES2659044T3 (es) | Aparato de convertidor de potencia eléctrica | |
| ES2767473B2 (es) | Convertidor dc/dc en "l" | |
| RU2343581C1 (ru) | Управляемый трансформатор | |
| US6097162A (en) | Power supply system for a fluorescent lamp |