FI113510B - Hakkuriteholähteellä varustettu elektroninen tehonsäädin - Google Patents

Hakkuriteholähteellä varustettu elektroninen tehonsäädin Download PDF

Info

Publication number
FI113510B
FI113510B FI964182A FI964182A FI113510B FI 113510 B FI113510 B FI 113510B FI 964182 A FI964182 A FI 964182A FI 964182 A FI964182 A FI 964182A FI 113510 B FI113510 B FI 113510B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
circuit
resistor
capacitor
control
switching
Prior art date
Application number
FI964182A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI964182A (fi
FI964182A0 (fi
Inventor
Martti Sairanen
Olli Salonen
Original Assignee
Lexel Finland Ab Oy
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Lexel Finland Ab Oy filed Critical Lexel Finland Ab Oy
Publication of FI964182A0 publication Critical patent/FI964182A0/fi
Priority to FI964182A priority Critical patent/FI113510B/fi
Priority to AT97944919T priority patent/ATE222425T1/de
Priority to EP97944919A priority patent/EP0932930B1/en
Priority to RU99107967/09A priority patent/RU2202145C2/ru
Priority to ES97944919T priority patent/ES2182122T3/es
Priority to PCT/FI1997/000630 priority patent/WO1998018199A1/en
Priority to DK97944919T priority patent/DK0932930T3/da
Priority to PL97332832A priority patent/PL185152B1/pl
Priority to DE69714754T priority patent/DE69714754T2/de
Publication of FI964182A publication Critical patent/FI964182A/fi
Priority to NO19991851A priority patent/NO318732B1/no
Application granted granted Critical
Publication of FI113510B publication Critical patent/FI113510B/fi

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B39/00—Circuit arrangements or apparatus for operating incandescent light sources
    • H05B39/04—Controlling
    • H05B39/041—Controlling the light-intensity of the source
    • H05B39/044—Controlling the light-intensity of the source continuously
    • H05B39/045—Controlling the light-intensity of the source continuously with high-frequency bridge converters
    • 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
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal 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
    • H02M7/537—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal 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, e.g. single switched pulse inverters
    • H02M7/538—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal 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, e.g. single switched pulse inverters in a push-pull configuration
    • H02M7/53803—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal 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, e.g. single switched pulse inverters in a push-pull configuration with automatic control of output voltage or current
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B20/00—Energy efficient lighting technologies, e.g. halogen lamps or gas discharge lamps

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Control Of Stepping Motors (AREA)
  • Stand-By Power Supply Arrangements (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Discharge-Lamp Control Circuits And Pulse- Feed Circuits (AREA)
  • Control Of Electrical Variables (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Description

115510
Hakkuriteholähteellä varustettu elektroninen tehonsäädin - Elektronisk effektregula-tor med strömkälla av kopplingstyp 5 Keksinnön kohteena on itsenäisen patenttivaatimuksen johdanto-osan mukainen hakkuriteholähteellä varustettu elektroninen tehonsäädin erityisesti himmenninso-vellukseen. Keksinnön mukaista elektronista tehonsäädintä on tarkoitus käyttää nimenomaan yhden tai useamman halogeenilampun valaistuksen säätöön.
10 Ennestään tunnetaan hakkuriteholähteellä varustettu elektroninen tehonsäädin, johon kuuluu puolisiltaohjain ja kytkentäyksikkö, jossa on kaksi puolisiltaan järjestettyä kytkentäelementtiä, kuten tehokanavatransistoria. Puolisiltaohjaimen ohjauslähdöt on yhdistetty kanavatransistorien ohjainhiloihin. Puolisiltaohjaimeen kuuluu oskillaattori, jonka lähtöjännitteen pulssisuhdetta muuttamalla on mahdollista säätää kyt-15 kentäelementtien kytkentäaikaa ja niiden kautta kuormaan syötettävää sähkötehoa. Lisäksi puolisiltaohjaimeen on järjestetty sen toimintataajuuden asettamiseksi liitän-tänavat ulkopuolisia piirikomponentteja, kuten vastustaja kondensaattoria, varten. Eräs tällainen puolisiltaohjain on toteutettu integroituna piirinä, jonka valmistaja on International Rectifier ja tyyppimerkintä IR 2155.
20
Tunnetun hakkuriteholähteellä varustetun elektronisen tehonsäätimen avulla valaistuksen säätö toteutetaan yksinkertaisesti nostamalla puolisiltaohjaimen toimintataa-' · ‘: juutta ja näin lyhentämällä ainakin toisen kytkentäelementtin johtavuus- eli pääl- v.: läoloaikaa. Jotta tehonsäätimen lähtöjännite saadaan säädettyä minimitasoon, joka * : 25 on noin 1 V^g, puolisiltaohjaimen toimintataajuus on nostettava selvästi yli 100 , t;; ’ kHz:n. Suuri toimintataajuus tuo mukanaan ongelmia. Taajuuden noustessa radio- ; häiriöt kasvavat voimakkaasti. Niiden vaimentaminen yksinkertaisella suodinratkai- ; ‘ · ’; sulia on vaikeaa, lähes mahdotonta. Edelleen epäkohtana on, että korkea toiminta- taajuus kasvattaa suuresti kytkentäelementtien eli -transistorien kytkentähäviöitä.
, ·. 30 Näin myös koko tehonsäätimen kokonaishäviöt kasvavat.
*« » ‘. Keksinnön tarkoituksena on tuoda julki uusi hakkuriteholähteellä varustettu elektro- ..,: ninen tehonsäädin erityisesti himmenninsovellukseen, jonka avulla edellä esitetyt : · *: ongelmat ratkaistaan. Keksinnön tarkoituksena on erityisesti tuoda julki tehonsää- . ’ ·, 35 din, jonka puolisiltaohjaimen toimintataajuus pidetään suhteellisen vakiona, vaikka ’ ’. kuormaan syötettävä sähköteho on laajoissa rajoissa säädettävissä.
Keksinnön mukaiselle hakkuriteholähteellä varustetulle elektroniselle tehonsääti-melle on tunnusomaista se, mitä itsenäisessä patenttivaatimuksessa on esitetty. Kek- 2 113510 sinnön mukaiseen tehonsäätimeen kuuluu puolisiltaohjain, jossa on oskillaattoripiiri ja kaksi ohjainyksikköä, ja ainakin kaksi kytkentäelementtiä, kuten kanavatransisto-ria, jotka on järjestetty edullisimmin puolisiltaan ja jotka on yhdistetty ohjainhiloista puolisiltaohjaimen ohjainyksiköiden lähtöihin, ja jossa oskillaattoripiirin lähtöjännit-5 teen pulssisuhdetta muuttamalla kytkentäelementtien kytkentäaika on säädettävissä ja niiden kautta kuormaan syötettävä sähköteho, johon puolisiltaohjaimeen on järjestetty sen toimintataajuuden asettamiseksi liitäntänavat ulkopuolisia piirikompo-nentteja, erityisesti vastustaja kondensaattoria, varten. Keksinnön mukaisesti puolisiltaohjaimen toimintataajuuden liitäntänapoihin järjestetään säätöpiiri, johon kuu-10 luu aktiivinen vastuskytkentä ja sinänsä tunnettu kondensaattori, johon aktiiviseen vastuskytkentään kuuluu kaksi säädettävää vastusta, joista ensimmäinen on järjestetty toimimaan silloin, kun kondensaattoria ladataan, ja toinen silloin, kun kondensaattoria puretaan.
15 Keksinnön etuna on, että hakkuripiirin toimintataajuus saadaan pidettyä keksinnön mukaisella piirijärjestelyllä kohtuullisella vaihtelualueella, edullisesti lähes vakio-taajuisena.
Keksinnön etuna on edelleen, että hakkuripiirin toimintataajuuden maksimiarvon 20 pysyessä kohtuullisena radiohäiriöt saadaan pidettyä hyvin hallinnassa.
Keksinnön etuna on lisäksi, että kytkentäelementtien, erityisesti kanavatransistorien, ' · ': kytkentähäviöt pysyvät kurissa eivätkä kasva suuriksi samalla kun toimintataajuus v. * pysyy kohtuullisena.
·:··: 25 ,,; · ’ Keksinnön etuna on myös, että sen mukainen säätöpiiri on luotettava, yksinkertai- : nen ja helposti toteutettavissa.
« · « * · ·
Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisesti viittaamalla oheisiin piirustuk-, 30 siin, joissa » * · kuvioi esittää tunnettua hakkuriteholähteellä varustettua elektronista tehonsyöt-töpiiriä; kuvio 2 esittää erään puolisiltaohjainpiirin lohkokaaviota; • ‘ . 35 kuvio 3 esittää erästä keksinnön mukaista hakkuriteholähteellä varustettua elekt- ' '. ronista tehonsäädintä; kuviot 4-8 esittävät kuvion 3 hakkuripiirin toimintaa eri ohjaustilanteissa.
3 113510
Ennestään tunnettu elektroninen valaisimen tehonsyöttöpiiri on esitetty kuviossa 1. Tähän tehonsyöttöpiiriin kuuluu tasasuuntaaja 1, puolisiltaohjain 2 ja kytkentäyk-sikkö 3. Valaisinpiiri 4 on vuorostaan yhdistetty kytkentäyksikön 3 lähtöön. Tehonsyöttöpiiri muodostaa tällöin vuorovaiheisen puoliaaltomuuntimen. Tasasuuntaaja 1 5 voi olla mikä tahansa sopiva tasasuuntaaja, edullisesti diodisilta, jonka tuloon syötetään vaihtojännitettä, kuten normaalia verkkojännitettä U, ja jonka lähdöstä saadaan yksi tai useampi sopivan suuruinen tasasuunnattu jännite, kuten puolisiltaohjaimen käyttöjännite Ucc ja valaisinpiirin 4 (maksimi)käyttöjännite Uh-
Puolisiltaohjain 2 on tässä sovelluksessa toteutettu kaupallisesti saatavissa olevan 10 integroidun piirin avulla, jonka piirin tyyppimerkintä on IR2155. Tämä piiri on esitetty toiminnallisena lohkokaaviona kuviossa 2. Puolisiltaohjain 2 on itseoskilloiva kanavatransistori (MOS) -hilaohjain, jonka käyttöjännite on sopiva tasajännitte Ucc. Ohjaimeen 2 kuuluu oskillaattoriyksikkö 5 ja kaksi ohjainyksikköä 6, 7. Oskil-laattoriyksikkö 5 on ohjelmoitava oskillaattori, jonka oskillaattoritaajuus asetetaan 15 ulkoisella vastuksella ja kondensaattorilla (kuvio 1). Ensimmäisen ohjainyksikön 6 ohjauslähtö HO on kelluva lähtö, joka yhdistetään kytkentäyksikön 3 ensimmäisen kanavatransistorin 8 hilalle. Toisen ohjainyksikön 7 toinen ohjauslähtö LO vuorostaan yhdistetään toisen kanavatransistorin 9 hilalle. Ohjainpiirin 2 ohjainyksiköiden 6, 7 kautta kanavatransistoreita 8, 9 ohjataan siten vuorottaisesti, että kummankin ohjain-20 yksikön kautta syötetään vuorotellen jommallekummalle transistorille ohjauspulssi korkeataajuisen sakara-aallon muodossa. Puolisiltaohjain 2 sisältää viivepiirin kuolleen ,' · · ajan (dead time) muodostamiseksi kanavatransistorien 8, 9 tilanvaihtokytkentöjen . : ’: välille. Näin kanavatransistorit 8, 9 eivät voi olla yhtä aikaa johtavassa tilassa, vaan ;··· niiden keskinäisen johtavaan tilaan tapahtuvien kytkentöjen välillä on lyhyt kuollut .:. 25 hetki, jolloin molemmat transistorit ovat johtamattomassa tilassa.
I * I
’ ·: ’ Kytkentäyksikköön 3, kuvio 1, kuuluu kaksi kytkentätransistoriksi sopivaa kanava- •.: : transistoria 8, 9, erityisesti MOSFET-transistoria, jotka on järjestetty puolisiltaan eli siltakytkennän yhteen haaraan. Toiseen siltakytkennän haaraan vuorostaan on järjes-: : : tetty vaimennuskondensaattorit 12, 13. Kuorma, tässä sovelluksessa valaisinpiiri 4, ; ! : 30 on kytketty muuntajan 11 avulla sillan lähtönapojen eli toisten napojen b-b väliin, .. kun taas syöttöjännite Uh ja maanapa G on kytketty sillan tulonapojen eli ensim mäisten napojen a-a väliin. Valaisinpiiriin 4 kuuluu tässä sovelluksessa halogeeni- II#»* lamppu 10.
* * ’,'; Valaisinpiiriin 4 kuuluu LC-resonanssipiiri, jonka muodostavat mainittu muuntaja » # 35 Ilja kondensaattorit 12, 13. Kytkentäyksikköä 3, erityisesti sen kytkentätransisto-reita 8, 9 ohjaamalla johtavaan tilaan ja johtamattomaan tilaan ohjaimelta 2 niihin syötettävän ohjaussignaalin avulla määrätään kuormaan eli lamppuun 10 syötettävä 4 t 113510 sähköteho. Ohjaussignaalin taajuus ja samalla ohjaimen 2 toimintataajuus on suhteellisen suuri, mistä mm. seuraa, että käytetty muuntaja 11 on varsin pienikokoinen.
Kuvion 1 mukaisessa teholähteessä ohjaimen 2 oskillaattoripiirin 5 toimintataajuus asetetaan vastuksen Rj ja kondensaattorin Cj avulla, jotka liitetään ohjaimen 2 toi-5 mintataajuusnapoihin 5a, 5b. Tällaisessa itseoskilloivassa kytkennässä toimintataajuus pysyy vakiona eikä ole riippuvainen kuorman suuruudesta. Jos kytkentään tehdään tavanomaisella tavalla tehonsäätömahdollisuus, joudutaan laitteen toimintataajuutta nostamaan huomattavasti, jotta valaisinpiirin 4 lähtöjännite saataisiin säädettyä minimiin. On huomattava, että oskillaattoripiirin 5 toimintataajuuden nosto ja 10 vastaavasti myös kytkentäyksikön 3 kytkentätransistorien toimintataajuuden nosto yli 100 kHz kasvattaa sekä kytkentähäviöitä että laitteesta verkkoon johtuvia häiriöitä.
Kuviossa 3 on esitetty keksinnön mukainen hakkuriteholähteellä varustettu elektroninen tehonsäädin, jonka perusrakenne on samanlainen kuin kuviossa 1 esitetyn te-15 holähteen. Nyt kuitenkin hakkuripiirin eli ohjainpiirin 2 toimintataajuuden asetusna-poihin 5a, 5b asetetaan piiri, johon kuuluu aktiivinen vastuskytkentä 14 ja kondensaattori 15. Aktiiviseen vastuskytkentään 14 kuuluu kaksi säädettävää vastusta 16, 17, joista ensimmäinen vastus 16 on järjestetty toimimaan silloin, kun kondensaattoria 15 ladataan ja toinen vastus 17 silloin, kun kondensaattoria 15 puretaan. Kon-20 densaattori 15 vastaan edellä kuviossa 1 esitettyä kondensaattoria Q.
;' · t j Aktiiviseen vastuskytkentään 14 kuuluu ensimmäinen säädettävä vastus 16 ja toinen . y. säädettävä vastus 17, jotka on kytketty rinnakkain ja jotka näin muodostavat omat ..,,: vastushaaransa. Nämä vastukset 16, 17 on toteutettu edullisimmin kahden transisto- . rin 18, 19 avulla. Lisäksi ensimmäiseen säädettävään vastukseen 16 kuuluu tässä so- '"; 25 velluksessa ensimmäisen transistorin 18 lisäksi diodit 20, 21 ja vastus 22, jotka on « * * *;;; * sovitettu ensimmäiseen vastushaaraan. Toiseen säädettävään vastukseen 17 kuuluu ‘ ‘ toisen transistorin 19 lisäksi diodi 23 ja vastus 24, jotka on järjestetty toiseen vas tushaaraan. Lisäksi toiseen vastushaaraan on järjestetty transistorin 19 ja vastuksen .; *' 24 rinnalle toinen vastus 25. Vastushaarojen diodit 20, 21; 23 on järjestetty johta- ,y 30 maan vastakkaisiin suuntiin, kuten kuviosta 3 voidaan nähdä.
‘ ’ Säädettävät vastukset 16, 17 on kytketty rinnan siten, että molempien ensimmäinen :: napa on kytketty puolisiltaohjaimen 2 napaan 5a (vastusnapa) ja toinen pää vuoros- ;': ‘: taan ohjaimen napaan 5b (kondensaattorinapa). Kondensaattori 15 vuorostaan on .·. : kytkettykondensaattorinavasta5bmaahan.
‘ 1 35 113510 5
Aktiiviseen vastuskytkentään 14 kuuluu myös vastusten 16, 17 ohjauskytkentä 26. Tämä ohjauskytkentä 26 on toteutettu emitteriseuraajakytkentänä 27, jonka kanta-puolelle kuuluu säädettävä vastus, edullisesti potentiometri 28, jolla vastusten 16, 17 ohjaus ja varsinainen taajuuden säätö toteutetaan. Emitteriseuraajakytkentään 27 5 kuuluu kaksi transistoria 27a, 27b, jotka on kytketty sarjaan. Transistorien 27a, 27b ohjauspuolelle on järjestetty kiinteäarvoinen vastus 29 ja mainittu potentiometri 28 sarjaan ja näiden välinäpä on vuorostaan yhdistetty kummankin transistorin 27a, 27b kannalle. Emitteriseuraajakytkennän 27 lähtö on transistorien 27a, 27b välinen napa, joka on vuorostaan kytketty vastakkaisiin suuntiin johtavien diodien 30, 31 muodos-10 tämän diodiparin kautta kahdelle kantavastukselle 32, 33, joista ensimmäinen vastus 32 on vuorostaan yhdistetty ensimmäiseen säädettävään vastukseen 16 eli transistorin 18 kannalle ja vastaavasti toinen vastus 33 toiseen säädettävään vastukseen 17 eli toisen transistorin 19 kannalle.
Säätövastus eli potentiometri 28 on edullisesti logaritminen. Sarjavastuksen 29 ja Ιοί 5 garitmisen potentiometrin 28 avulla saadaan aikaan tasainen säätöalue. Koska potentiometri 28 viedään ulos tehonsäätimestä käyttäjän vaikutuspiiriin, kaksi johdinta riittää tämän toteuttamiseksi. Jos käytettäisiin lineaarista potentiometriä logaritmisen sijasta, jouduttaisiin käyttämään kolmea johdinta ilman sarjavastusta. Tällöinkin säätöalueen reunoihin jää säädön kannalta tyhjää tehotonta aluetta. Logaritmisen 20 potentiometrin 28 avulla säätöalue on myös tehokkaassa hallinnassa.
Ohjauskytkennän 26 emitteriseuraajakytkentään 27 on lisäksi sopivasti liitetty käyn- • « · '· " nistyspiiri 34. Tämän piirin 34 avulla käynnistetään puolijohdeohjaimen 2 oskillaat- * · *. ·. * toriyksikkö. Käynnistyspiiriin 34 kuuluu kanavatransistori 34a ja vastusdiodirinnan- ": ’' ·* kytkentä 34b. Kanavatransistori 34a on kytketty emitteriseuraajan 27 ja säätöpoten- ; : · 25 tiometrin 28 kanssa sarjaan ja maahan ja yhdistetty tämän hilan ja vastusdiodirin- : : nankytkennän 34b kautta puolisiltaohjaimen 2 napaan 5b. Kun jännite Ucc , kyt- : ‘ jketään teholähteeseen, puolisiltaohjain 2 ja aktiivinen vastuskytkentäpiiri 14 saadaan käynnistyspiirin 34 kanavatransistorin 34a avulla pidettyä toimintataajuudella .;. 50/50-pulssisuhteessa. Tällöin puolisiltaohjain 2 ja aktiivinen vastuskytkentä 14 ot- ‘30 tavat vähän virtaa. Kun navan 5b jännite on noussut yli kanavatransistorin 34a kyn- ’; * nysjännitteen, puolisiltaohjaimen 2 ja aktiivisen vastuskytkentäpiirin 14 toiminta * ':: palautuu normaaliksi ja potentiometrillä 28 säädettäväksi.
'·" Kuvion 3 mukainen elektroninen tehonsäädin toimii seuraavasti. Viittaamme tässä yhteydessä kuvioihin 4-8. Potentiometrilla 28, edullisesti logaritmisella potentiomet-. * · 35 rilla, säädetään käyttöjännitteestä Ufc haluttu ohjausjännite emitteriseuraajan 27 tran sistorien 27a, 27b kannoille. Emitteriseuraajasta 27 vuorostaan saatava ohjaussig- , 113510 o naali johdetaan säädettäviin vastuksiin 16, 17 eli vastaavasti transistorien 18, 19 kannoille. Säädettävä vastus 16 eli transistori 18 toimii purkaustienä kondensaattoria 15 purettaessa ja vastaavasti säädettävä vastus 17 eli transistori 19 toimii virtatienä kondensaattoria 15 ladattaessa. Säädettävien vastusten 16, 17 vastusmitoituksella 5 saadaan asetettua halutut purkaus- ja latausajat kondensaattorille 15. Aktiivisen vastuskytkennän 14 komponenttien sopivalla mitoituksella saavutetaan lähes vakio-taajuinen toiminta puolisiltaohjaimen 2, kuten IR2155, oskillaattoripiirille 5 ja edelleen lähes vakiotaajuinen ohjaussignaali ohjainyksiköiden 6, 7 lähtöihin koko tehon-säätöalueella. Aktiivisen vastuskytkennän 14 ja puolisiltaohjaimen 2 avulla kuorma-10 tehon säätö toteutetaan siten, että ohjaussignaalien avulla ensin pienennetään toisen kytkimenä toimivan kanavatransistorin 8 johtavanaoloaikaa ja sen jälkeen kasvatetaan toisen kanavatransistorin 9 johtavanaoloaikaa.
Puolisiltaohjain 2 ja aktiivinen vastuskytkentäpiiri 14 toimii symmetrisellä pulssi-15 suhteella eli 50/50 pulssisuhteella, kun emitteriseuraajan 27 saama ohjausjännite on lähes käyttöjännitteen suuruinen eli kun potentiometri 28 on säädetty nimellisarvoonsa (maksimiarvoonsa). Tällöin säädettävän vastuksen 16 transistori 18 saa lähes täyden ohjauksen ja vastaavasti toinen säädettävän vastuksen 17 transistori 19 on johtamattomassa tilassa. Kondensaattori 15 purkautuu tällöin ensimmäisen säädettä-20 vän vastuksen 16 eli transistorin 18 kautta ja vastaavasti kondensaattori 15 varautuu lähes kokonaan vastuksen 25 kautta. Kuviossa 4 on esitetty havainnollisesti puolisiltaohjaimen 2, tässä tapauksessa piirin IR2155, toimintataajuus navassa 5a, jännite : *.: potentiometrin 28 yli ja jännite kondensaattorin 15 yli. Kuviossa 5 vuorostaan on ; V: esitetty kondensaattorin 15 latautuminen ja purkaantuminen mainitulla 50/50-pulssi- ....: 25 suhteella.
: Kun potentiometria 28 säädetään ja sen vastusarvoa pienennetään, puolisiltaohjai- .. · men 2 eli piirin IR2156 toimintataajuus alkaa ensin kasvaa ja se saavuttaa maksi- v : minsa, joka eräässä sovelluksessa on n. 60 kHz. Taajuuden nousu aiheutuu yksinker taisesti komponenttikohtaisista eroista ja kytkennän yksinkertaisuudesta. On kui-; · 30 tenkin huomattava, että taajuus ei nouse merkittävästi (kuvio 6).
; ’ Kun potentiometrin 28 säätöalueen puolivälissä aletaan siirtyä kohti minimisäätöä, kondensaattorin 15 purkausaika alkaa kasvaa. Tällöin kondensaattorin 15 latausaika ’: ei oleellisesti muutu (veri. kuvio 8). Puolisiltaohjaimen eli piirin IR2155 kokonais- ’ ·, taajuus alkaa tällöin laskea. On syytä huomata, että taajuus ei laske missään vai- ! 1. 35 heessa alle 20 kHz:n. Näin ei missään tapauksessa pidäkään tapahtua, koska tällöin 7 Ί13510 tehonsäädin alkaa tuottaa kuuluvaa ääntä. Kuviossa 7 on esitetty piirin IR2155 toimintataajuus minimisäädöllä.
Teoreettisesti on mahdollista saada aktiivinen vastuskytkentä 14 toimimaan koko potentiometrin 28 säätöalueella lähes vakiotaajuisesti. Käytännössä lähinnä kompo-5 nenttikohtaisista vaihteluista johtuen puolisiltaohjaimen 2 eli piirin IR2155 toimintataajuus vaihtelee välillä 25-55 kHz. Tällöin 50/50-pulssisuhteella toimintataajuus on noin 45 kHz. Taajuuden vaihtelun vaikutus radiohäiriöihin ei ole merkittävä (alle 3 dB). Myöskään kytkentäkanavatransistorien, erityisesti MOSFET-transistorien, kytkentähäviöt eivät kasva merkittävästi. Vakiotaajuisella säädöllä saadaan myös 10 halogeenilampun tai vastaavan antama valoteho säätymään tasaisesti koko potentiometrin 28 säätöalueella eli potentiometriin ei jää ns. tyhjää säätöaluetta.
Edellä keksintöä ja sen erästä edullista sovellusesimerkkiä on selostettu seikkaperäisesti, mutta on selvää, että keksintöä voidaan muunnella monin tavoin oheisten pa-15 tenttivaatimusten puitteissa.
< · I « » t i * * »

Claims (5)

1. Hakkuriteholähteellä varustettu elektroninen tehonsäädin erityisesti himmennin-sovellukseen, johon kuuluu puolisiltaohjain (2), jossa on oskillaattoripiiri (5) ja kaksi ohjainyksikköä (6, 7), ja ainakin kaksi kytkentäelementtiä, kuten kanavatransistoria (8, 5 9), jotka on järjestetty edullisimmin puolisiltaan ja jotka on yhdistetty ohjainhiloista puolisiltaohjaimen (2) ohjainyksiköiden (6, 7) lähtöihin, ja jossa oskillaattoripiirin (5) lähtöjännitteen pulssisuhdetta muuttamalla kytkentäelementtien (8, 9) kytkentäaika on säädettävissä ja niiden kautta kuormaan (K) syötettävä sähköteho, johon puolisilta-ohjaimeen (2) on järjestetty sen toimintataajuuden asettamiseksi liitäntänavat (5a, 5b) 10 ulkopuolisia piirikomponentteja, erityisesti vastusta ja kondensaattoria, varten, tunnettu siitä, että puolisiltaohjaimen (2) toimintataajuuden liitäntänapoihin (5a, 5b) järjestetään aktiivinen vastuskytkentä (14) ja sinänsä tunnettu kondensaattori (15), johon aktiiviseen vastuskytkentään (14) kuuluu kaksi säädettävää vastusta (16, 17), joista ensimmäinen (16) on järjestetty toimimaan silloin, kun kondensaattoria (15) 15 ladataan, ja toinen (17) silloin, kun kondensaattoria (15) puretaan.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen hakkuriteholähde, tunnettu siitä, että säädettävät vastukset (16, 17) on toteutettu transistorien (18,19) avulla.
3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen hakkuriteholähde, tunnettu siitä, että aktiivi seen vastuskytkentään (14) kuuluu säädettävinä vastuksina toimivan transistoriparin :/ · · (18,19) ohjauskytkentä (26), johon kuuluu säätövastus, kuten potentiometri (28).
•: · ·! 4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen hakkuriteholähde, tunnettu siitä, että ohjaus- 25 kytkentään (26) kuuluu potentiometriä (28) seuraava emitteriseuraajakytkentä (27), . jonka lähdöt on yhdistetty vastuskytkennän (16, 17) transistorien (18, 19) kannoille.
5. Patenttivaatimuksen 3 tai 4 mukainen hakkuriteholähde, tunnettu siitä, että potentiometri (28) on logaritminen. ::.V 30 * * * • · • · 9 113510
FI964182A 1996-10-18 1996-10-18 Hakkuriteholähteellä varustettu elektroninen tehonsäädin FI113510B (fi)

Priority Applications (10)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI964182A FI113510B (fi) 1996-10-18 1996-10-18 Hakkuriteholähteellä varustettu elektroninen tehonsäädin
ES97944919T ES2182122T3 (es) 1996-10-18 1997-10-17 Control electronico de potencia que tiene una fuente de alimentacion en modo conmutado.
EP97944919A EP0932930B1 (en) 1996-10-18 1997-10-17 Electronic power control having a switched-mode power supply
RU99107967/09A RU2202145C2 (ru) 1996-10-18 1997-10-17 Электронный регулятор мощности с импульсным источником питания
AT97944919T ATE222425T1 (de) 1996-10-18 1997-10-17 Elektrische leistungssteuerung mit getakteter leistungsversorgungsschaltung
PCT/FI1997/000630 WO1998018199A1 (en) 1996-10-18 1997-10-17 Electronic power control having a switched-mode power supply
DK97944919T DK0932930T3 (da) 1996-10-18 1997-10-17 Elektronisk effektstyring med en switched-mode-strømforsyning
PL97332832A PL185152B1 (pl) 1996-10-18 1997-10-17 Elektroniczny regulator mocy z zasilaczem impulsowym
DE69714754T DE69714754T2 (de) 1996-10-18 1997-10-17 Elektrische leistungssteuerung mit getakteter leistungsversorgungsschaltung
NO19991851A NO318732B1 (no) 1996-10-18 1999-04-16 Elektronisk effektkontrollinnretning, med en svitsjemoduskraftforsyning

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI964182 1996-10-18
FI964182A FI113510B (fi) 1996-10-18 1996-10-18 Hakkuriteholähteellä varustettu elektroninen tehonsäädin

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI964182A0 FI964182A0 (fi) 1996-10-18
FI964182A FI964182A (fi) 1998-04-19
FI113510B true FI113510B (fi) 2004-04-30

Family

ID=8546898

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI964182A FI113510B (fi) 1996-10-18 1996-10-18 Hakkuriteholähteellä varustettu elektroninen tehonsäädin

Country Status (10)

Country Link
EP (1) EP0932930B1 (fi)
AT (1) ATE222425T1 (fi)
DE (1) DE69714754T2 (fi)
DK (1) DK0932930T3 (fi)
ES (1) ES2182122T3 (fi)
FI (1) FI113510B (fi)
NO (1) NO318732B1 (fi)
PL (1) PL185152B1 (fi)
RU (1) RU2202145C2 (fi)
WO (1) WO1998018199A1 (fi)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10012362B4 (de) * 2000-03-14 2014-03-20 Tridonic Gmbh & Co Kg Elektronischer Transformator und Verfahren zum Betrieb mindestens einer Lampe
DE10048189A1 (de) * 2000-09-28 2002-04-11 Patent Treuhand Ges Fuer Elektrische Gluehlampen Mbh Schaltungsanordnung zur Regelung eines analogen Spannungssignals
US8076860B2 (en) * 2008-11-06 2011-12-13 Osram Sylvania Inc. Power converter and power conversion method with reduced power consumption
US8203277B2 (en) 2009-10-26 2012-06-19 Light-Based Technologies Incorporated Efficient electrically isolated light sources

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2085243B (en) * 1980-09-03 1984-11-21 Cheltenham Induction Heating L Apparatus for driving a heating load circuit
JPH0558777A (ja) * 1991-08-27 1993-03-09 Canon Inc 薄膜形成装置
DE4403707A1 (de) * 1994-02-07 1995-08-10 Leica Mikroskopie & Syst Geregelte Stromversorgungseinheit mit einem elektronischen Transformator

Also Published As

Publication number Publication date
RU2202145C2 (ru) 2003-04-10
DE69714754T2 (de) 2003-04-30
ATE222425T1 (de) 2002-08-15
NO318732B1 (no) 2005-05-02
NO991851D0 (no) 1999-04-16
ES2182122T3 (es) 2003-03-01
DK0932930T3 (da) 2002-12-16
EP0932930B1 (en) 2002-08-14
NO991851L (no) 1999-06-11
WO1998018199A1 (en) 1998-04-30
PL332832A1 (en) 1999-10-11
FI964182A (fi) 1998-04-19
DE69714754D1 (de) 2002-09-19
PL185152B1 (pl) 2003-03-31
FI964182A0 (fi) 1996-10-18
EP0932930A1 (en) 1999-08-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11013082B2 (en) Forward converter having a primary-side current sense circuit
US10506675B2 (en) Power supply system, lighting device, and illumination system
RU2638958C2 (ru) Схемное устройство и сид лампа, содержащая это схемное устройство
US5539281A (en) Externally dimmable electronic ballast
US8339053B2 (en) LED dimming apparatus
KR100481444B1 (ko) 에너지 절약형 조도 조절기
JPH1167471A (ja) 照明装置
CA2429789A1 (en) Dimming control system for electronic ballasts
US20110012523A1 (en) Method and current control circuit for operating an electronic gas discharge lamp
US5172033A (en) Discharge lamp operating inverter circuit with electric dimmer utilizing frequency control of the inverter
KR101070949B1 (ko) 용량성 부하를 동작시키기 위한 인터페이스 회로
US8358078B2 (en) Fluorescent lamp dimmer with multi-function integrated circuit
US9894718B1 (en) Constant current source LED driver circuit with self-clamped output
US5729098A (en) Power supply and electronic ballast with a novel boost converter control circuit
FI113510B (fi) Hakkuriteholähteellä varustettu elektroninen tehonsäädin
US4970437A (en) Chopper for conventional ballast system
CA2399777A1 (en) Dimming control system for electronic ballasts
KR20150031880A (ko) 발광 다이오드 구동을 위한 능동형 밸리필 회로
US20110156614A1 (en) Circuit and method for dimming a luminous element
KR20030077841A (ko) 조광장치
KR200280581Y1 (ko) 조광장치
KR200292350Y1 (ko) 조명 제어 장치
JP2022151888A (ja) 調光装置