HUT73313A - Energy saving power control system - Google Patents

Energy saving power control system Download PDF

Info

Publication number
HUT73313A
HUT73313A HU9502208A HU9502208A HUT73313A HU T73313 A HUT73313 A HU T73313A HU 9502208 A HU9502208 A HU 9502208A HU 9502208 A HU9502208 A HU 9502208A HU T73313 A HUT73313 A HU T73313A
Authority
HU
Hungary
Prior art keywords
power
circuit
switch
control system
signal
Prior art date
Application number
HU9502208A
Other languages
English (en)
Other versions
HU9502208D0 (en
Inventor
Fred F Bangerter
Original Assignee
Lti Int Inc
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 Lti Int Inc filed Critical Lti Int Inc
Publication of HU9502208D0 publication Critical patent/HU9502208D0/hu
Publication of HUT73313A publication Critical patent/HUT73313A/hu

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
    • H05B41/00—Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
    • H05B41/14—Circuit arrangements
    • H05B41/36—Controlling
    • H05B41/38—Controlling the intensity of light
    • H05B41/39—Controlling the intensity of light continuously
    • H05B41/392—Controlling the intensity of light continuously using semiconductor devices, e.g. thyristor
    • H05B41/3921—Controlling the intensity of light continuously using semiconductor devices, e.g. thyristor with possibility of light intensity variations
    • H05B41/3927—Controlling the intensity of light continuously using semiconductor devices, e.g. thyristor with possibility of light intensity variations by pulse width modulation
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • G05F1/10—Regulating voltage or current
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • G05F1/10—Regulating voltage or current
    • G05F1/12—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is ac
    • G05F1/40—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is ac using discharge tubes or semiconductor devices as final control devices
    • G05F1/44—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is ac using discharge tubes or semiconductor devices as final control devices semiconductor devices only
    • G05F1/45—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is ac using discharge tubes or semiconductor devices as final control devices semiconductor devices only being controlled rectifiers in series with the load
    • 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
    • H02M5/25—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 thyratron or thyristor type requiring extinguishing means
    • H02M5/257—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 thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only
    • H02M5/2573—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 thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only with control circuit
    • 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
    • H02M5/25—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 thyratron or thyristor type requiring extinguishing means
    • H02M5/257—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 thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only
    • H02M5/2573—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 thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only with control circuit
    • H02M5/2576—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 thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only with control circuit with digital control
    • 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
    • H05B41/00—Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
    • H05B41/14—Circuit arrangements
    • H05B41/36—Controlling
    • H05B41/38—Controlling the intensity of light
    • H05B41/39—Controlling the intensity of light continuously
    • H05B41/392—Controlling the intensity of light continuously using semiconductor devices, e.g. thyristor
    • H05B41/3921—Controlling the intensity of light continuously using semiconductor devices, e.g. thyristor with possibility of light intensity variations
    • H05B41/3924—Controlling the intensity of light continuously using semiconductor devices, e.g. thyristor with possibility of light intensity variations by phase control, e.g. using a triac
    • 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
    • H05B41/00—Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
    • H05B41/14—Circuit arrangements
    • H05B41/36—Controlling
    • H05B41/38—Controlling the intensity of light
    • H05B41/40—Controlling the intensity of light discontinuously
    • 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
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0003—Details of control, feedback or regulation circuits
    • H02M1/0006—Arrangements for supplying an adequate voltage to the control circuit of 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
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/12—Arrangements for reducing harmonics from ac input or output
    • 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
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac 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
    • H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac 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
    • H02M3/1555—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac 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 for the generation of a regulated current to a load whose impedance is substantially inductive

Description

LTI Intemational, Inc., Naples, Fia., US
A találmány tárgya energiatakarékos váltakozófeszültségu teljesítményszabályozó rendszer (20yíerhelés teljesítményének szabályozására, amely teljesítményszabályozó rendszernek van egy váltakozófeszültségű, minden egyes félhulláma végén nullaátmenettel bíró energiaforráshoz csatlakoztatandó bemenete és egy terheléshez csatlakoztatandó kimenete.
A találmány szerinti teljesítményszabályozó rendszer (20) magába foglal
a) a bemenet és a kimenet közé sorba kapcsolt vezérelhető kapcsolót (32)·
b) a vezérelhető kapcsolóval (32) párhuzamosan kapcsolt, kapacitást biztosító kondenzátoros áramkört (34)·
c) a terhelés teljesítményére jellemző jeleket generáló teljesítményjellemzőket érzékelő áramkört (26)/
d) a vezérelhető kapcsolót (32)<vezető állapotba kapcsoló bekapcsoló áramkört;
e) a vezérelhető kapcsolót (32^ nemvezető állapotba kapcsoló kikapcsoló áramkört; és
f) egy vezérlőáramkört (24)/ámely a teljesítményre jellemző jelek alapján a bekapcsoló és a kikapcsoló áramkört oly módon vezérlő vezérlőjeleket generál, hogy a vezérelhető kapcsoló (3^megválasztott bekapcsolási időpontban van vezető állapotba kapcsolva, és a következő nullaátmenetet előtti megválasztott kikapcsolási időpontban van nemvezető állapotba kapcsolva.
A találmánynak ugyancsak tárgya eljárás teljesítmény szabályozására elektromos rendszerben, amely elektromos rendszernek van teljesítménytényezője, és magába foglal egy váltakozófeszültségu teljesítményforrás és egy terhelés közé kapcsolt vezérelhető kapcsolót (32)/A találmány szerinti eljárás során
a) közvetlenül a vezérelhető kapcsolóval (32^párhuzamosan kapacitást hozunk létre;
60.967/ΒΤΓ96-02-05
b) a vezérelhető kapcsolót (32)'megválasztott bekapcsolási időpontban vezető állapotba kapcsoljuk;
c) a vezérelhető kapcsolót (32)Línegválasztott kikapcsolási időpontban bekapcsoljuk; és
d) a bekapcsolási időpont és a kikapcsolási időpont megválasztásával kívánt teljesítményt biztosítunk, és egyidejűleg a teljesítménytényezőt siető irányba eltoljuk.
Jellemző ábr
60.967/BT’296-02-05
A •F ♦
- c ύ *'·:: .: .··. S.B.G.&K. *,;·:·:. .·. N em/.elkoz·1 1
60.967/BTP 95 02268- Szabadalmi lr<x'a
KÖZZÉTÉTELI PÉLDÁNY x
Energiatakarékos teljesítményszabályozó rendszer
LTI Intemational, Inc., Naples, Fia., US
Feltalálók: Fred F. BANGERTER, Apopka, Florida, US
A nemzetközi bejelentés napja: 1994 03. 31. (PCT/US94/03564)
A nemzetközi közzététel száma:
Elsőbbsége: 1993 11. 22. (08/156,200), US
A találmány tárgya általánosabban az elektronikus teljesítményszabályozás és teljesítményvezérlés témakörébe tartozik, míg konkrétabban a találmány tárgya energiatakarékos teljesítményszabályozó berendezés és eljárás terhelés, különösen induktív terhelés - például fénycsövek, motorok - energiafogyasztásának csökkentésére, és egyidejűleg a teljesítménytényező javítására, valamint a hálózati vezetékben fellépő harmonikus torzítás, csúcstényező és zaj alacsony értéken való tartására.
A technika állása szerint számos váltakozófeszültségű teljesítményszabályozó áramkör ismeretes, amelyek valamilyen terhelés (pl. fénycsövek, motorok stb.) által felvett váltakozófeszültségű teljesítményt a váltakozófeszültségű energiaforrás és a terhelés közé iktatott elektronikus kapcsoló (pl. tirisztor) vezérlésével szabályozzák. Ezek közül több is
60.967/ΒΤΊ *96-02-05 r»
-2valamilyen formában a terhelés teljesítményének érzékelésével és visszacsatolásával oldja meg a feladatot. A visszacsatolt információ alapján az elektronikus kapcsoló vezető állapotba billentését, amely műveletre a váltakozófeszültségű energiaforrás minden egyes félhullámában sor kerül, a nullaátmenethez képest időben előbbre hozzák vagy későbbre tolják. Ha tehát a terhelést képező berendezés teljesítményét csökkenteni akarják, akkor a bekapcsolási időpontot a periódus későbbi időpontjába tolják, ha pedig a teljesítményt növelni akarják, akkor előbbre hozzák. A vezető állapotba billentett elektronikus kapcsolók a terhelőáram irányának megváltozásakor (vagyis nullaátmenetkor) általában automatikusan visszabillenek és kikapcsolják a terhelőáramot, amint az az l.A ábrán látható. Néhány ismert megoldásban elektronikus kapcsolóként például triakot használnak, egyrészt azért, mert a triakok mindkét irányban tudnak vezetni, másrészt pedig nagy teljesítményeket lehet velük kapcsolni. Viszont a triakok csak akkor kapcsolnak ki, ha a rajtuk átfolyó áram nullára csökken. Ezért a terhelés teljesítményének a csökkentésére vagy növelésére a bebillentési - másképp begyűjtési - szöget időben későbbre tolják vagy előbbre hozzák, és így csökkentik vagy növelik az egyes félhullámok azon részét, amelyet a váltakozófeszültségű energiaforrásból a kapcsolón keresztül a terhelésre engednek.
A teljesítmény ilyen módon való szabályozásánál vezetés tehát elsősorban a váltakozófeszültségű energiaforrás félhullámainak befejező szakaszában van. Ennek következtében induktív (késő) jellegű lesz a teljesítménytényező, nagy lesz a csúcstényező, harmonikus torzítás lép fel, és a szabályozóberendezésből zaj tüskék verődnek vissza a hálózati vezetékbe. A késő jellegű teljesítménytényező csökkenti a hálózati vezeték hatásfokát (ti. a terhelés adott energiafogyasztása mellett nagyobb lesz a hálózati vezetékben folyó áram), és ezért az áramszolgáltató vállalatok az ilyen fogyasztóknak általában magasabb tarifával adják az áramot. Mivel a váltakozófeszültségű energiaforrásból nem folyik áram az alatt az idő alatt, amíg az elektromos kapcsoló ki van kapcsolva, a hálózati vezetékbe ezenkívül még jelentős harmonikus torzítás és zaj is visszaverődik, ami érzékeny elektronikus készülékek működését zavarhatja.
Az ismert teljesítményszabályozó áramkörök egy másik fajtájánál a terhelés áramát úgy szabályozzák, hogy egy elektronikus kapcsolót minden egyes félhullám alatt többször ki- és bekapcsolnak, amint az az l.B ábrán látható. Az induktív energia felemésztésére a terhelés kapcsait rövidre zárják, amikor az elektronikus kapcsolót kikapcsolják. Ez a fajta áramkör ugyancsak induktív jellegűvé vagy még induktívabb jellegűvé teheti a
60.967/BT’2*96O2-05 teljesítménytényezőt, harmonikus torzítást és zajt kelt a hálózati vezetékben, továbbá növeli a csúcstényezőt. Tehát gondoskodni kell elektromágneses árnyékolásról és rádiófrekvenciás zavarszűrésről.
Mindkét fajta ismert szabályozóáramkörben a váltakozófeszültségu energiaforrásból a terhelésbe folyó áram a félhullámok jelentős ideje alatt meg van szakítva, aminek következtében nagy lökőáramok léphetnek fel. A nagy lökőáramok az áramstabilizáló előtéttel ellátott világítótestek előtété hőmérsékletének túlzott növekedését idézhetik elő, aminek idő előtti működési zavar, vagy akár az előtét fustjelenség kíséretében történő elégése lehet a következménye. Ha ezeket az áramköröket világítótestek, például fénycsövek teljesítményének kisebb szinten való tartására használják, akkor még a fénykibocsátás jelentős csökkenésével is számolni kell.
A fent leírt eljárásokra több példa is akad a szakirodalomban. Az 5,030,890 lajstromszámú US szabadalmi leírás olyan kapcsolási eljárást ismertet, amelynél egy bistabil kapcsolóeszköz, például triak vagy SCR (szilíciumos egyenirányító) csak a terhelőáram zérusátmeneténél kapcsolható ki. Ez az ismert kapcsolás elsősorban arra szolgál, hogy egy lámpaizzó foglalatába továbi különösebb szerelés nélkül behelyezhető energiamegtakarító eszközben hasznosítsák. A 4,870,340 lajstromszámú US szabadalmi leírás olyan kapcsolási eljárást ismertet, amelynél a kikapcsolás már a zérusátmenet előtt megtörténik. Ennél a megoldásnál a terhelési feszültséget tetszőleges helyeken szakítják meg, és ezzel egyidőben az esetlegesen fellépő induktív áramok számára egy átmenteti vezetőt (kommutáló kapcsolót) hoznak létre. A terhelésre adott feszültséget egy terhelés kapcsoló kapcsolja. A terhelés kapcsoló és a kommutáló kapcsoló felváltva van ki- és bekapcsolva úgy, hogy amikor az egyik kikapcsolt, akkor a másik bekapcsolt állapotban van és fordítva. A ki- és bekapcsolás időpontját egy vezérlőáramkör határozza meg. Ezek az ismert eljárások azonban nem oldják meg a fent leírt problémákat.
A fentiek alapján a találmány célja olyan új, gazdaságos és megbízható eljárás és berendezés megalkotása váltakozófeszültségű teljesítmény szabályozására, amely eljárással és berendezéssel az energiafogyasztás csökkenthető, ugyanakkor a teljesítménytényező siető jellegű és a hálózati vezetékbe visszavert harmonikus torzítás, zajtüskék és csúcstényező egyaránt minimumra vannak szorítva.
60.967/BT'3*96-02-05 f
A találmánynak ugyancsak célja egy olyan új eljárás és berendezés megalkotása váltakozófeszültségű teljesítmény szabályozására, amely eljárás és berendezés a terhelés változásaihoz széles tartományban alkalmazkodni tud.
A találmánynak ugyancsak célja egy olyan új eljárás és berendezés megalkotása váltakozófeszültségű teljesítmény szabályozására, amely eljárással és berendezéssel áramstabilizáló előtéttel ellátott fénycsövek és hasonló világítótestek energiafogyasztása 25 százalékkal csökkenthető úgy, hogy a fénykibocsátás lényegesen nem csökken, és a teljesítménytényező siető jellegű.
A találmánynak ugyancsak célja egy olyan új eljárás és berendezés megalkotása váltakozófeszültségű teljesítmény szabályozására triak segítségével, valamint egy párhuzamosan kapcsolt nagy, 1 pF-nál lényegesen nagyobb energiaátvivő kondenzátor segítségével, ahol a kondenzátoron keresztül a terhelés felé az alatt az idő alatt is folyik áram, amíg a triak ki van kapcsolva, vagyis lényegében véve a váltakozófeszültség teljes periódusideje alatt folyik áram, és a terhelés teljesítményének számotttevő részét a kondenzátoron átfolyó áram biztosítja.
Végül a találmánynak ugyancsak célja egy olyan új eljárás és berendezés megalkotása váltakozófeszültségű teljesítmény szabályozására triak segítségével, valamint egy párhuzamosan kapcsolt energiaátvivő kondenzátortelep segítségével, ahol siető jellegű teljesítménytényező biztosítása érdekében a triak a váltakozófeszültség periódusainak minden egyes félhullámában röviddel a nullaátmenet után van bekapcsolva, és akkor van kikapcsolva, amikor a teljesítmény - számottevően a következő nullaátmenet előtt - elérte a kívánt szintet.
A találmány szerinti energiatakarékos váltakozófeszültségu teljesítményszabályozó rendszernek, amely terhelés teljesítményének szabályozására szolgál, az egyik megoldása röviden úgy írható le, hogy van egy váltakozófeszültségű, minden egyes félhullám végén nullaátmenettel bíró energiaforráshoz csatlakoztatandó bemenete, és egy terheléshez csatlakoztatandó kimenete. A teljesítményszabályozó rendszer magába foglal a bemenet és a kimenet közé kapcsolt bebillenthető kapcsolót, a bebillenthető kapcsolóval párhuzamosan kapcsolt, energiaátvivő kapacitást biztosító kondenzátortelepet, a terhelés teljesítményére jellemző jeleket generáló teljesítményjellemzőket érzékelő áramkört, továbbá bebillentő áramkört a bebillenthető kapcsoló vezető állapotba billentésére, és visszakapcsoló áramkört a bebillenthető kapcsoló nemvezető állapotba való visszakapcsolására. A
60.967/ΒΓ4·96-02·05
- 5 • · « teljesítményszabályozó rendszer el van látva egy vezérlőáramkörrel, amely a bebillentő áramkörrel és a visszakapcsoló áramkörrel össze van kapcsolva, és a teljesítményre jellemző jelek alapján vezérlőjeleket generál, amelyek a bebillentő és a visszakapcsoló áramkört úgy vezérlik, hogy az elektronikusan bebillenthető kapcsolót a bebillentő áramkör minden egyes nullaátmenet után egy megválasztott bekapcsolási időpontban vezető állapotba billenti, a visszakapcsoló áramkör pedig a következő nullaátmenet előtt egy megválasztott kikapcsolási időpontban nemvezető állapotba visszakapcsolja. A teljesítményre jellemző jelek alapján úgy van megválasztva a kikapcsolási időpont, hogy létrejöjjön a kívánt teljesítmény, a teljesítménytényező pedig javuljon. A teljesítményszabályozó rendszer egy másik megoldása esetén a kondenzátortelep kapcsolható kondenzátorokat foglal magába, és a vezérlőáramkömek része egy áramkör, amely a terhelés teljesítményére jellemző jelek alapján vezérlőjeleket generál, amelyek a kapcsolható kondenzátorokból megválasztott értékű kapacitásnyit kapcsolnak be.
A találmány egy másik megoldása esetén a bebillenthető kapcsolóval párhuzamosan van kapcsolva egy figyelőáramkör, amely a bebillenthető kapcsoló kapcsain lévő feszültséggel arányos feszültségkülönbség-jelet generál. A bebillenthető kapcsolót a feszültségkülönbség-jel alapján egy vezérlőáramkör kapcsolja vezető állapotba. Ezenkívül a bebillenthető kapcsoló nemvezető állapotba való visszakapcsolása történhet úgy is, hogy a visszakapcsoló áramkör rövid időre söntöli a bebillenthető kapcsolót.
A találmányt a továbbiakban néhány lehetséges megoldás kapcsán rajzok alapján ismertetjük közelebbről. A mellékelt rajzokon az
1. A és l.B ábrán a terhelést szabályozó készüléken átfolyó áram hullámalakjai láthatók ismert teljesítményszabályozó készülékek esetén; a
2. ábra egy találmány szerinti energiatakarékos váltakozófeszültségű teljesítményszabályozó rendszer általánosított tömbvázlata; a
3. ábra a terhelés teljesítményét szabályozó kapcsolón átfolyó áram hullámalakját mutatja egy találmány szerinti energiatakarékos váltakozófeszültségű teljesítményszabályozó rendszer esetén; a
4. ábra a találmány szerinti teljesítményszabályozó rendszer 2. ábrán látható alakjának részletesebb tömbvázlata; az
5. ábra a 4. ábra tömbvázlatán látható mikroprocesszoros áramkör egy lehetséges alakjának részletes kapcsolási rajza; a
60.967/ΒΓ5·95-07·20
6. ábra a 4. ábra tömbvázlatán látható elektronikus kapcsoló, kondenzátortelep és optocsatoló egy-egy lehetséges alakjának részletes kapcsolási rajza; a
7. ábra a 4. ábra tömbvázlatán látható impulzuskapcsoló áramkör és tápegység egy-egy lehetséges alakjának részletes kapcsolási rajza; a
8. ábra a 4. ábra tömbvázlatán látható bekapcsolási segédáramkör egy lehetséges alakjának kapcsolási rajza; a
9. ábra a 4. ábra tömbvázlatán látható túlfeszültség-kioldó áramkör egy lehetséges alakjának kapcsolási rajza; a
10. ábra a 4. ábra tömbvázlatán látható üzemmódválasztó kapcsolómező egy lehetséges alakjának kapcsolási rajza; a
11. ábra a 4. ábra tömbvázlatán látható meghajtó áramkörök egy lehetséges alakjának részletes kapcsolási rajza; a
12. ábra a 4. ábra tömbvázlatán látható teljesítményjellemzőket érzékelő áramkör egy lehetséges alakjának részletes kapcsolási rajza; a
13. ábra a 4. ábra tömbvázlatán látható feszültségstabilizáló áramkör egy lehetséges alakjának kapcsolási rajza; a
14. és a 15. ábra a 4. ábra szerinti teljesítményszabályozó rendszerben előforduló néhány jel hullámalakjára mutat néhány példát; végül a
16-20. ábrák folyamatábrák segítségével a teljes teljesítményszabályozó rendszer és az 5. ábrán látható programozott mikroprocesszor működését mutatják be egy lehetséges megoldás esetére.
A 2. ábrán tehát egy találmány szerinti energiatakarékos váltakozófeszültségű 20 teljesítményszabályozó rendszer általánosított tömbvázlata látható, amely 20 teljesítményszabályozó egy 22 terhelés energiafogyasztását szabályozza; a 22 terhelés rendszerint nagyobb számú önálló készülékből tevődik össze. A 20 teljesítményszabályozó rendszer különösen alkalmas nagyszámú világítótest - például fénycső, fémhalogenid- és higanygőzlámpa, kis- és nagynyomású nátriumgőzlámpa stb. - energiaellátására. A 20 teljesítményszabályozó rendszer működését egy 24 vezérlőáramkör vezérli, ami a 4. ábrán látható kiviteli alak esetén programozott mikroprocesszor, egyébként azonban analóg és/vagy digitális áramkörök bármilyen, a szükséges vezérlőjeleket generálni képes kombinációja is lehet. A 24 vezérlőáramkör magába foglalhat egy kommunikációs 25 interfészt (pl. egy RS-232 soros interfészt) is, amelyen keresztül a 24 vezérlőáramkörrel
6O.967/BT*6*96-Ű7-2O
-7 « · · >
kívülről kommunikálni lehet. Amennyiben a 20 teljesítményszabályozó rendszer alkalmassá van téve külső kommunikációra, akkor a kommunikációs vonalak galvanikusan el lehetnek választva a 20 teljesítményszabályozó rendszertől például optocsatolókkal vagy egyéb energiaforrással sorba kapcsolt 26 teljesítményjellemzőket érzékelő áramkörtől érkező jelek, valamint egy 28 figyelőáramkörtől érkező feszültségkülönbség-jel alapján generálja a vezérlőjeleket (lásd a 2. ábrát). A 4-13. ábrákon szemléltetett kiviteli alak esetén a 26 teljesítményjellemzőket érzékelő áramkör a hálózati vezeték feszültségét és áramát érzékeli, és a feszültséget és az áramot szorzóáramkörben összeszorozva teljesítményértéket is származtat belőlük.
A 28 figyelőáramkör a váltakozófeszültségu 30 energiaforrással és a 22 terheléssel sorba kapcsolt elektronikus, bebillenthető 32 kapcsoló két kapcsára van kapcsolva. A 28 figyelőáramkör a 32 kapcsoló kapcsai közötti feszültséget érzékeli, és az általa generált feszültségkülönbség-jel pedig - mivel mutatja, hogy a feszültség mikor közel nulla értékű az elektronikus 32 kapcsoló bekapcsolási időpontjának meghatározására van használva. Az elektronikus 32 kapcsoló a 22 terhelés teljesítményét a 24 vezérlőáramkör által vezérelve kondenzátoros áramkör és egy 36 impulzuskapcsoló áramkör, amint a 2. ábra mutatja, párhuzamosan van kapcsolva az elektronikus 32 kapcsolóval. Az elektronikus 32 kapcsoló, a 34 kondenzátoros áramkör és a 36 impulzuskapcsoló áramkör működését a 24 vezérlőáramkörből érkező vezérlőjelek vezérlik.
A 2. ábra szerinti 20 teljesítményszabályozó rendszerben lévő elektronikus 32 kapcsoló találmány szerinti bekapcsolása egyedülálló módon történik. Az elektronikus 32 kapcsolót a 24 vezérlőáramkörből érkező jel röviddel a hálózati váltakozófeszültség nullaátmenete után kapcsolja be, miután a 28 figyelőáramkör érzékelte, hogy az elektronikus 32 kapcsolón lévő feszültség nulla, vagy közel nulla. Ennélfogva az elektronikus 32 kapcsoló bekapcsolása jellemzően minden egyes félhullámban a hálózati váltakozófeszültség szinuszhullámának 15° és 40° közötti tartományában történik. A 32 kapcsoló kikapcsolása pedig a rajta átfolyó áram megszakításával történik akkor, amikor a 22 terhelés teljesítménye elérte a kívánt szintet, mégpedig jellemzően minden egyes félhullámban a hálózati váltakozófeszültség szinuszhullámának csúcsa közelében (azaz 90°hoz és 270°-hoz közel), nem pedig a legközelebbi, az egyes félhullámok végén lévő
60.967/8Τ·7·95-07-20 • ·
nullaátmenet során. A 32 kapcsolón ennek nyomán kialakuló áram jellemző hullámalakjára a 3. ábrán látható egy példa, amely az ismert szabályozókészülékekben folyó áram l.A és
l.B ábrákon látható hullámalakjától alapvetően eltér. A kikapcsolás úgy történik, hogy a működésbe hozott 36 impulzuskapcsoló áramkör az elektronikus 32 kapcsolón átfolyó terhelőáramot rövid időre (pl. 180 ps-ra) söntöli, ami elég ahhoz, hogy az elektronikus 32 kapcsoló kikapcsoljon. Ezáltal a 32 kapcsolón átfolyó áram döntően a váltakozófeszültségű hálózat szinuszfeszültségének az első és a harmadik negyedére korlátozható, ha a terhelés teljesítményét csökkenteni kívánjuk. A 36 impulzuskapcsoló áramkört a 24 vezérlőáramkörből érkező jel hozza működésbe.
A 34 kondenzátoros áramkör következtében a dv/dt (feszültségváltozás sebessége) nem tud akkora értéket felvenni, amely tévesen begyújthatná a 32 kapcsolót, ezenkívül tárolja azt az induktív energiát, ami az elektronikus 32 kapcsoló kikapcsolásakor a 22 terhelésben keletkezik. Energiatakarékos üzemmódban, vagyis amikor a teljesítmény le van csökkentve, a 34 kondenzátoros áramkör ezenkívül jelentős váltakozóáramot vezet a 22 terhelés felé akkor, amikor az elektronikus 32 kapcsoló ki van kapcsolva, mert a 22 terhelés a sorba kapcsolt 34 kondenzátoros áramkörön keresztül a hálózattal továbbra is összekapcsolva marad, és így a 22 terhelés teljesítményének számottevő része (a szóban forgó kiviteli alak esetén, amikor a terhelést áramstabilizáló előtéttel ellátott világítótestek alkotják, jellemzően a teljes teljesítmény 40-50 %-a) a 34 kondenzátoros áramkörön keresztül jut a 22 terhelésre. Ezenkívül a 34 kondenzátoros áramkör segítségével az energiatakarékos üzemmódra való áttérés előtt a kapacitás értékét a mindenkori 22 terheléshez lehet illeszteni, amennyiben a 24 vezérlőáramkör egy kondenzátortelep kapcsolható kondenzátorait vezérli.
Ez az egyedülálló mód, ahogyan a 32 kapcsoló bekapcsolt állapotba billentése nulla feszültség közelében, kikapcsolása pedig a váltakozófeszültségű hálózat félhullámának csúcsa közelében történik, a váltakozófeszültségű energiaforrás felől látott teljesítménytényezőt eltolja siető irányba. Az energiaátvivő 34 kondenzátoros áramkör elnyeli azokat a feszültségtüskéket, amelyeket induktív jellegű terhelések összeeső mágnese tere gerjeszt az elektronikus 32 kapcsoló kikapcsolásakor, tovább tolja siető irányban a teljesítménytényezőt, valamint csökkenti a harmonikus torzítást, a csúcstényezőt és a hálózati vezetékbe visszavert zajtüskéket. Tehát a 20 teljesítményszabályozó rendszer siető jellegű teljesítménytényezőt mutat a hálózat felé, vagy - minimum - az egyébként késő
6O.967/BK8*95X)7-2O jellegű teljesítménytényezőt siető irányba tolva csökkenti a késés mértékét (értsd: a teljesítménytényezőt közelebb tolja a tisztán ellenállásos jelleghez). Mivel a 34 kondenzátoros áramkörön keresztül akkor is folyik áram a 22 terhelés felé, amikor a 32 kapcsoló ki van kapcsolva, még az az idő is megnő, amely alatt az egyes félhullámokban a világítótestek, például fénycsöves világítótestek kisüléses vezetése fennáll, ami növeli a fényforrás hatásfokát, illetve csökkenti a fényveszteségét energiatakarékos üzemmódban. Ezenkívül a 34 kondenzátoros áramkör magába foglalhat még szintén a 24 vezérlőáramkör által vezérelt kiegészítő áramkört is, amely lehetővé teszi az aktív kapacitásának a mindenkori terhelés jellegéhez és áramához való dinamikus illesztését. A 20 teljesítményszabályozó rendszer által biztosított siető jellegű teljesítménytényező közvetett módon még esetleges egyéb terhelések - mint mondjuk motorhajtású villamos készülékek és berendezések (pl. légkondicionálók) - kedvezőtlen késő jellegű teljesítménytényezőjét is javítja, mert az eredő teljesítménytényező már kevésbé késő jellegű lesz.
A 2. ábra szerinti 20 teljesítményszabályozó rendszer úgy is ki lehet építve, hogy mind a találmány szerinti kapcsolási elvet, mind a találmány szerinti 34 kondenzátoros áramkört magába foglalva nagy energiamegtakarítást (a 4. ábra szerinti kiviteli alak esetén energiatakarékos üzemmódban 25 %-os megtakarítást) biztosítson, és a teljesítménytényező ugyanakkor siető jellegű legyen azáltal, hogy a 24 vezérlőáramkör meghatározott módon vezérli a 22 terhelés csökkentett teljesítményű működtetését. Ebben az energiatakarékos üzemmódban a teljesítmény csökkentése elsősorban annak az időpontnak a vezérlésével történik, amelyikben az elektronikus 32 kapcsoló kikapcsolására sor kerül, vagyis a váltakozófeszültség félhullámai azon szögtartományának (vezetési szögtartomány) vezérlésével, amely alatt engedélyezve van az elektronikus 32 kapcsolón áram folyása.
Egy lehetséges kiviteli alak esetén a 20 teljesítményszabályozó rendszernek négy üzemmódja van. Amikor a 20 teljesítményszabályozó rendszerre hálózati feszültséget kapcsolunk, elkezdődik egy bekapcsolási üzemmód, és ez addig tart, amíg a 24 vezérlőáramkör alapállapotba nem kerül. A bekapcsolási üzemmódban az elektronikus 32 kapcsoló kikapcsolt állapotban van tartva, és a 22 terhelés felé csak a 34 kondenzátoros áramkörön folyik minimális áram. A 24 vezérlőáramkör attól kezdve, hogy teljesen működőképes állapotba került, a 32 kapcsolót bekapcsoló vezérlőjelet generál minden egyes alkalommal, amikor a 28 figyelőáramkör a 32 kapcsoló kapcsain nulla vagy nullához közeli feszültséget érzékel. Ez azt jelenti, hogy a 22 terhelésre maximális teljesítmény jut.
60.967/0 T*9*96-07-20 • ♦ ·
- 10A bekapcsolási üzemmódot megválasztott (pl. a terhelés jellege és bemelegedési sajátosságai alapján megválasztott) időtartamú bemelegedési üzemmód követi, amely alatt a 24 vezérlőáramkör egymást követő mintavételi periódusokban a 26 teljesítményjellemzőket érzékelő áramkör szolgáltatta, teljesítményre jellemző jelekből - azaz az effektív áramból és az effektív feszültségből - mintát vesz és digitális értékekké alakítja. A 24 vezéríőáramkör ezeket az értékeket mindaddig rendre összehasonlítja az előző két mintavételi periódus hasonló értékeivel, amíg az átlagérték nem állandósul. Ha a mért áramérték előre meghatározott ideig (pl. 32 másodpercig) kellően állandó, akkor a 24 vezérlőáramkör tárolja az utoljára mért értékeket. A 34 kondenzátoros áramkör szükséges kapacitásának megválasztása az utoljára mért áramérték alapján történik. A 24 vezérlőáramkör ugyancsak tárolja az állandósult átlagteljesítményt, továbbá kiszámítja annak 75 %-át, és mint a csökkentett teljesítmény szabályozási alapértékét, amelyet a 20 teljesítményszabályozó rendszernek energiatakarékos üzemmódban fenn kell tartania, szintén tárolja.
A bemelegedési üzemmód után az enegiatakarékos üzemmódot megelőző ún. átvezető üzemmód következik. Az átvezető üzemmód a 34 kondenzátoros áramkör korábban megválasztott értékű kapacitásának bekapcsolásával kezdődik, majd a 24 vezérlőáramkör fokozatosan csökkenti a 32 kapcsoló vezetési idejét mindaddig, amíg a teljesítmény el nem éri a korábban kiszámított 75 %-os teljesítmény szintet. Amint egyensúlyi állapotba kerül a 20 teljesítményszabályozó rendszer, átmegy energiatakarékos üzemmódba, amelyben tartja az energiatakarékos 75 %-os teljesítmény szintet úgy, hogy közben követi a terhelés teljesítményében, a hálózati áramban és feszültségben beálló változásokat. A hálózati feszültség megváltozása vagy kisebb áramváltozás okozta teljesítményváltozást a 20 teljesítményszabályozó rendszer a 32 kapcsoló vezetési idejét módosítva kiegyenlíti, és fenntartja a számított teljesítményt. Amennyiben az áram nagyobb mértékben (pl. 20 %-nál jobban) megváltozik, akkor a 20 telj esítmémy szabály ózó rendszer visszatér a bemelegedési üzemmódba, ahol a csökkentett teljesítmény szabályozási alapértékére és a kapacitásra új értékeket választ meg. Az a küszöbérték, amely felett az áramváltozás már nagyobb mértékűnek minősül, úgy van megválasztva, hogy a terhelésben bekövetkező jelentősebb változásokra (pl. világítótestek kiiktatása vagy újabbak bekapcsolása) reagáljon a 20 teljesítményszabályozó rendszer, míg az áramban bekövetkező szokásos, kisebb változásokra és tüskékre ne változtasson üzemmódot. A szóban forgó kiviteli alak esetén ez a küszöbérték hozzávetőleg 20 %-a a teljes terhelésnek.
60.9β7/ΒΤ*10·9&Ό7·20
- 11 A találmány részletes ismertetését a 4. ábra kapcsán folytatjuk, amelyen a találmány szerinti 20 teljesítményszabályozó rendszer egy lehetséges kiviteli alakjának részletes tömbvázlata látható. A 20 teljesítményszabályozó rendszernek része egy 24 vezérlőegység, amely magába foglal egy 50 mikroszámítógépet; utóbbi össze van kapcsolva egy nyomógombos kapcsolókat és rövidre záró hidakat tartalmazó 56 üzemmódválasztó kapcsolómezővel, valamint egy 52 meghajtó áramkörrel, amely egy 54 bekapcsolási segédáramkörrel is össze van kapcsolva. Az 50 mikroszámítógép kimeneteiről vezérlőjelek mennek a 36 impulzuskapcsoló áramkörhöz, a 34 kondenzátoros áramkörhöz és az elektronikus 32 kapcsolóhoz. A 34 kondenzátoros áramkör magába foglal egy kapcsolható kondenzátorokat tartalmazó 58 kondenzátortelepet és külön még egy 60 kondenzátort. Az 50 mikroszámítógépbe egy 62 optocsatolóból (ez a 32 kapcsoló kapcsain lévő feszültséget érzékelő 28 figyelőáramkör szerepét tölti be) és egy 64 optocsatolós áramkörből az 52 meghajtó áramkörön keresztül érkeznek jelek. Az 50 mikroszámítógépbe közvetlenül is érkeznek jelek a 64 optocsatolós áramkörből, a 26 teljesítményjellemzőket érzékelő áramkörből és egy 68 túlfeszültség-kioldó áramkörből (OVT; Over-Voltage Trip), amint az a 4. ábrán látható. Ezenkívül egy 70 tápegység és egy 72 feszültségstabilizáló áramkör a 20 teljesítményszabályozó rendszer különböző áramköreit +150 V szűrt feszültséggel, valamint stabilizált +12 V, -5 V és -12 V tápfeszültségekkel látja el. Amint a 4. ábrán látható, a hálózati vezetékekkel egy 76 ellenállás sorba van kötve, aminek segítségével a 26 teljesítményjellemzőket érzékelő áramkör a hálózati vezetékben folyó áramot érzékeli.
Az 5. ábra az 50 mikroszámítógépes áramkör egy lehetséges kiviteli alakjának részletes kapcsolási rajza. Az 50 mikroszámítógépnek része egy programozott 100 mikroprocesszor, egy 1 kbit kapacitású 102 EEPROM és egy 2,1 MHz frekvenciájú 104 rezgőkristály. A belső A/D konverterrel (nincs ábrázolva) rendelkező 100 mikroprocesszor (pl. egy Motorola által forgalmazott MC68HC05 típusú mikroprocesszor) digitalizálja és tárolja a feszültség- (E jel), áram- (I jel) és teljesítményadatokat (W jel), és amint az ábrán látható, egyéb jeleket is fogad. Ezenkívül a 100 mikroprocesszor számításokat végez, tárolja a számítások eredményét, és a bemenőjelek, valamint a számítási eredmények alapján különböző vezérlőjeleket generál. A 100 mikroprocesszor működtető programja a belső memóriájában van tárolva. A 102 EEPROM-ba egy 48 órás beégetési üzemmódra vonatkozó és egy 2160 órás üzemmódra vonatkozó adatokat lehet beírni.
60.967/ΒΤΊ1’95-07-20
- 12 Az 5. ábrán látható 100 mikroprocesszor 13 darab bemenőjelet fogad, és a 102 EEPROM-mal egy három bites memóriabuszon (SDA, SCL, WP jelek) keresztül van összekötve. Ezenkívül a 100 mikroprocesszor 10 darab vezérlőjelet is kiad. A bemenőjelek között szerepel az A/D konverter bemenetelre menő három jel is, vagyis az E jel (feszültség), az I jel (áram) és a W jel (teljesítmény). Az I jel a váltakozóáram effektív értékével arányos, változó nagyságú egyenfeszültség, amelyet a 26 teljesítményjellemzőket érzékelő áramkör generál. Az I jel a hálózati vezetékekkel sorba kötött 76 ellenálláson átfolyó áramból van származtatva. Az E jel a hálózati feszültség effektív értékével arányos, változó nagyságú egyenfeszültség, amelyet szintén a 26 teljesítményjellemzőket érzékelő áramkör generál. Az E jel a hálózat fázisvezetéke és nullavezetéke közötti hálózati feszültségből van származtatva. Végül a W jel a teljesítménnyel arányos egyenfeszültség, amelyet a hálózati feszültséggel és árammal arányos jelekből - még azok effektív értékkel arányos egyenfeszültséggé alakítása előtt - egy szorzóáramkör állít elő.
A 100 mikroprocesszor bemenőjeleinek fennmaradó része tíz I/O portra menő bemenőjel. A VCS jel (Voltage fór Capacitance Selection) a terhelőárammal arányos, állítható feszültség, amelynek alapján a 100 mikroprocesszor a kondenzátortelep szükséges kapacitását megválasztja. A ZX jel (Zero Crossing) logikai 0 impulzusjel, amely a nullaátmenet közelségét jelzi, és annak a logikai 1 impulzusjelnek az invertáltja, amelyet a 64 optocsatolós áramkör generál a hálózati feszültség minden egyes nullaátmenetekor. A ~Ζΐ) jel (Zero Differential voltage) logikai 0 impulzusjel, amely az elektronikus 32 kapcsoló kapcsain lévő feszültség nullához közeli értékét jelzi, és annak a logikai 1 impulzusjelnek az invertáltja, amelyet a 62 optocsatoló generál minden egyes alkalommal, amikor a 32 kapcsoló kapcsain lévő feszültség előre meghatározott, nullához közeli küszöbérték alá kerül. Az OVT jel (Over-Voltage Trip) a 68 túlfeszültség-kioldó áramkör (OVT) által generált, túlfeszültséget jelző jel, amely a logikai 0 alapállapotából logikai 1-re vált, ha a 32 kapcsoló kapcsain lévő pozitív csúcsfeszültség 500 V-ot túllép. A jel hatására a 100 mikroprocesszor eggyel nagyobb kapacitásértéket kapcsol be, és három eredménytelen kísérlet után kikapcsolja az elektronikus 32 kapcsolót és villogtatni kezd egy hibajelző LED-et. Az IRST jel (Internál ReSeT) belső törlőjel, amelyet az 56 üzemmódválasztó kapcsolómező egyik belső nyomógombos kapcsolója generál; ezzel a jellel a gyártmány tesztelésének idejére ki lehet iktatni a bemelegedési üzemmódot. A PORST jel (Power-On ReSeT) az 54 bekapcsolási segédáramkör által generált bekapcsolási törlőjel, amely a 20
60.967/ΒΓ12·9&Ό7·20
- 13 I teljesítményszabályozó rendszer bekapcsolásakor rövid késleltetési idő után logikai 1-re vált. Az SHR jel (Signal 48 HouRs) a 48 órás beégetési üzemmódot kezdeményező üzemmódválasztó jel, amelyet az 56 üzemmódválasztó kapcsolómező megfelelő nyomógombos kapcsolója generál (lásd a 10. ábrát). A WSA és WSB jelek (Warm-up Signal A és Warm-up Signal B) szintén az 56 üzemmódválasztó kapcsolómezőből jövő jelek, amelyek segítségével a bemelegedési üzemmódra négy különböző hosszúságú időtartam között lehet választani. A 100 mikroprocesszor a 48 órás beégetési üzemmód befejeződése után egy belső 24 óra engedélyezőjelet generál, amely engedélyezi az óraszámláló törlését. Hasonlóképp egy 2160 óra engedélyezőjelet is generál a 100 mikroprocesszor. Az SD jel (Sine Direction) a 64 optocsatolós áramkör által generált jel, amely a szinuszhullám előjelét mutatja; a 100 mikroprocesszor e jel alapján tudja kiválasztani a kikapcsoló impulzus helyes fázisát.
A 20 teljesítményszabályozó rendszer különböző funkcióinak vezérlésére a 100 mikroprocesszor összesen tíz digitális vezérlőjelet generál. A CA1, CA2, CA4 és CA8 jelek (CApacitor bank) az 58 kondenzátortelephez mennek, és a kondenzátorok olyan kombinációját kapcsolják be, amelynek a kapacitása megfelel a 100 mikroprocesszor által meghatározott kapacitásértéknek. A TRIAC jel a teljesítény szabály ózó elektronikus 32 kapcsolót vezérli: értéke logikai 0, ha be kell kapcsolni a 32 kapcsolót, és logikai 1, ha ki kell kapcsolni. A TO1 jel (Tűm Off') az elektronikus 32 kapcsoló kikapcsolását vezérli a szinuszfeszültség pozitív félhullámában: megfelelő pillanatban egy logikai 0 impulzust küld a 36 impulzuskapcsoló áramkörnek, amire az kikapcsolja a 32 kapcsolót. A TO2 jel (Tűm Off') egy hasonló kikapcsoló jel, amely az elektronikus 32 kapcsoló kikapcsolását a szinuszfeszültség negatív félhullámában vezérli ugyancsak a 36 impulzuskapcsoló áramkörnek küldött logikai 0 impulzussal. Az Sí jel (Savings mode Indicator) egy üzemmódjelző LED-et világító állapotban tart mindaddig, amíg a 20 teljesítményszabályozó rendszer energiatakarékos üzemmódban van. Az FCI jel (Fault Condition Indicator) egy hibajelző LED-et kezd villogtatni rendellenes üzemállapot észlelésekor. A szóban forgó kiviteli alak esetén a 100 mikroprocesszor az alábbi rendellenes üzemállapotokat tudja észlelni: több egymás utáni OVT jel; a ZD jel logikai 1 állapotban marad; a ZD jel logikai 0 állapotban marad. Az FPI jel (Full Power Indicator) folyamatosan világító állapotban tart egy sárga LED-et, ha a 20 teljesítményszabályozó rendszer nem-energiatakarékos üzemmódban van, 1 Hz-es frekvenciával villogtatja, ha az 48 órás beégetési üzemmódban
60.967/ΒΓ13-95-07-20
- 14van, és 3 Hz-es frekvenciával villogtatja, ha az 2160 órás üzemmódban van. Túlterhelés esetén mind a három LED villog.
A 6. ábrán az elektronikus 32 kapcsoló, a 34 kondenzátoros áramkör és a 62 optocsatoló egy-egy lehetséges kiviteli alakjának részletes kapcsolási rajza látható. Az elektronikus 32 kapcsoló magába foglal egy teljesítményszabályozó 110 triakot (pl. egy Teccor gyártmányú, Q6040 típusút) és egy vele párhuzamos 112 varisztort, és ez a párhuzamos tag az áramérzékelő 76 ellenállással sorba kötve egy 114 fázisvezetékkapocs és egy 116 terheléskapocs (lásd az ábrát) közé van kapcsolva. A teljesítményszabályozó 110 triakot a 100 mikroprocesszorból érkező TRIAC jel billenti vezető állapotba; ez a jel a 110 triak vezérlőbemenetére két 118 meghajtón keresztül van adva, amelyek a 100 mikroprocesszor jeléből a 110 triak vezérlőbemenetét meghajtani képes áramú jelet állítanak elő. Célszerű egyébként kis vezérlőáramú triakot választani, hogy minél kisebb legyen az egész szabályozóáramkör fogyasztása akkor, amikor a triak vezető állapotban van. A 112 varisztor túlfeszültségtől védi meg a 110 triakot azáltal, hogy korlátozza a kapcsain fellépő nagyfeszültségű tranzienseket, míg a di/dt-t korlátozó 113 fojtótekercs a túl gyors áramváltozás okozta letöréstől védi meg a 110 triakot.
Természetesen a témában jártas szakember számára nyilvánvaló, hogy teljesítményszabályozó kapcsolóelemként nem csak triak, hanem - megfelelően módosított kapcsolásban - teljesítmény-FET-ek (Field Effect Transistor, azaz térvezérlésű tranzisztor), teljesítménytranzisztorok stb. is alkalmazhatók. Egy lehetséges kiviteli alakban a teljesítményszabályozó 110 triak és a 158 impulzustranszformátor például közvetlenül a terheléshez csatlakozó teljesítmény-FET-ekkel helyettesíthető. A teljesítmény-FET-ek viszonylag nagy maradékfeszültsége következtében azonban egy ilyen áramkörnek nagyobb lenne a teljesítményvesztesége, mint az ismertetett előnyös kiviteli alaknak.
A 34 kondenzátoros áramkör a 110 triakkal párhuzamosan van kapcsolva, és magába foglal négy darab kapcsolható Cl, C2, C3 és C4 kondenzátort tartalmazó 58 kondenzátortelepet, egy külön C5 kondenzátort, négy 120 fojtótekercset, négy darab 122, 124, 126 és 128 triakot és négy 130 meghajtót; a felsorolt áramköri elemek - amint az ábra mutatja - soros-párhuzamos hálózatba vannak kapcsolva. A 122, 124, 126, 128 triakokat (pl. négy Teccor’gyártmányú, Q6015 típusút) rendre a 100 mikroprocesszortól érkező CA1, CA2, CA4 és CA8 jelek kapcsolják a 130 meghajtókon keresztül. A 130 meghajtók a 100 mikroprocesszor jeléből a 122, 124, 126, 128 triakok vezérlőbemenetét meghajtani képes
60.967/BT14’954)7*20
- 15 áramú jelet állítanak elő. A di/dt-t korlátozó 120 fojtótekercsek a túl gyors áramváltozás okozta letöréstől védik meg a 122, 124, 126, 128 triakokat. A C5 kondenzátor közvetlenül a teljesítményszabályozó 110 triak kapcsain állandó, minimális (pl. 1 pF vagy nagyobb) kapacitást biztosít, ami a dv/dt-t (feszültségváltozás sebességét) korlátozva kizárja, hogy a 110 triak túl meredek feszültségváltozás hatására tévesen bekapcsoljon. A C1-C4 kondenzátorok nagy kapacitásúak, és bármely két szomszédos kondenzátor kapacitása között kettes szorzótényező van. A C1-C4 kondenzátorok kapacitásának elegendően nagynak kell lennie ahhoz, hogy az induktív áramtüskéket elnyelve tervezett szintre (pl. a szóban forgó kiviteli alak esetén 500 V-ra) tudják korlátozni a 20 teljesítményszabályozó rendszer félvezető áramköreiben fellépő feszültségcsúcsokat. Ezért a Cl kondenzátor kapacitása lényegesen nagyobb 1 pF-nál, és a szóban forgó kiviteli alak esetén jellemzően legalább 5 pF. (A 110 triak bekapcsolása akkor történik, amikor a kapcsain lévő feszültség nulla, vagy közel nulla, mert a vele párhuzamos kapacitáson így nem lép fel túl nagy lökőáram.) Egy lehetséges kiviteli alakban a Cl kondenzátor kapacitása például lehet 10 pF, a C2, C3 és C4 kondenzátorok kapacitása pedig rendre 20, 40 és 80 pF-ra adódik. Ekkor az 58 kondenzátortelep aktív kapacitását a 100 mikroprocesszortól érkező CA1, CA1, CA4, CA8 jelek megfelelő kombinációjával 10 pF-os felbontással 0 pF és 150 pF közötti tetszés szerinti értékre lehet beállítani. Az alkalmazás támasztotta követelményektől függően a ClC4 kondenzátorok kapacitására más értékek is választhatók.
A 6. ábrán látható 62 optocsatoló párhuzamosan van kapcsolva a teljesítményszabályozó 110 triakkal, és a 2. ábrán látható, feszültségkülönbséget érzékelő 28 figyelőáramkör feladatát látja el. A 62 optocsatoló (pl. a NEC által forgalmazott 2505-1 típusú) a szóban forgó kiviteli alak esetén minden egyes alkalommal, amikor a rajta lévő feszültség körülbelül 3 V-nál kisebb, pozitív impulzust ad ki. Ez a ZD jel (Zero Differential voltage) az 52 meghajtó áramkörök egyik invertáló meghajtóján keresztül a 100 mikroprocesszorhoz van vezetve. A 100 mikroprocesszoron megjelenő impulzusjel tehát azt jelzi, hogy a teljesítményszabályozó 110 triak kapcsain lévő feszültség kellően kicsi ahhoz, hogy a 110 triakot be lehessen kapcsolni. A 62 optocsatolóval sorba kapcsolt 132 ellenállás a két antiparallel kapcsolt LED-jén átfolyó áramot a maximálisan megengedett értékre (pl. 40 mA-re) korlátozza. Ezenkívül a 114 fázisvezetékkapocs és a teljesítményszabályozó 110 triak közé - amint az ábra mutatja - be van iktatva a soros 76 ellenállás. Ezáltal a hálózati váltakozó terhelőáram mérése visszavezethető a 76 ellenálláson
60.967/ΒΤΊ 5’95-07-20 • · • · • « • ·· · · általa ejtett váltakozó kisfeszültség (pl. 25 A effektív áram esetén körülbelül 100 mV effektív feszültség) mérésére. A 76 ellenállás kicsire van választva (pl. 0,004 ohmra), hogy minél kisebb legyen a disszipált teljesítménye. A 76 ellenállás két végéről egy-egy jelvezetéken CSA és CSB jelek (Current Sense A, Current Sense B) mennek a 26 teljesítményjellemzőket érzékelő áramkörhöz. Az áramérzékelő 76 ellenálláshoz a két jelvezeték hagyományos Kelvin-féle módon van csatlakoztatva. A 76 ellenállás 110 triak felőli oldalán az ábrába be van jelölve egy 134 áramköri föld. A 134 áramköri föld az 5-13. ábrákon látható valamennyi áramkör referenciapontja, és lényegében véve a váltakozófeszültségű hálózat fázis felőli oldalán van a 76 ellenállás után (a rajta lévő feszültség tehát durván azonos a fázisfeszültséggel).
Az ismertetést a 7. ábrával folytatjuk, amelyen a 4. ábrán feltüntetett 36 impulzuskapcsoló áramkör és 70 tápegység egy-egy lehetséges alakjának részletes kapcsolási rajza látható. A 70 tápegység magába foglal egy 140 hálózati transzformátort, amely egyenirányító 142 diódákra megfelelő feszültségeket ad, és magába foglal 144 szűrőkondenzátorokat, amelyek +150 V, +18 V, -10 V és -18 V szűrt feszültségeket szolgáltatnak (lásd az ábrát). A +18 V, -10 V és -18 V szűrt feszültségek a 72 feszültségstabilizáló áramkörre (lásd a 13. ábrán) vannak kötve. A +150 V szűrt feszültség a 36 impulzuskapcsoló áramkörre van adva, mégpedig a 158 impulzustranszformátor 146 középső megcsapolására. A 140 hálózati transzformátor primer oldala a váltakozófeszültségű 134 áramköri föld és a hálózat nullavezetékkapcsa közé van kapcsolva. Amint az ábra mutatja, a nullavezetékkapocstól egy ACV jel (Altemating Current Voltage) is el van vezetve.
A 36 impulzuskapcsoló áramkör 7. ábrán látható kiviteli alakja magába foglal egy 150 impulzusmeghajtó áramkört és egy 170 tranzisztoros kapcsolóáramkört. A 36 impulzuskapcsoló áramkört a 100 mikroprocesszortól az invertáló típusú 152 meghajtókon keresztül hozzávezetett TO1 és TO2 jelek vezérlik. A TO1, TO2 jelek rendre 154, 156 teljesítmény-FET-eket működtetnek, amelyek a 158 impulzustranszformátor primer tekercsén keresztül nagy energiájú impulzust generálnak. Az impulzusok energiájának egy része rendre a 170 tranzisztoros kapcsolóáramkör egyik vagy másik szigetelt kapujú (gate), bipoláris 172, 174 kapcsolótranzisztorát működtetik.
A 100 mikroprocesszortól jövő TO1 és TO2 jelek a 152 meghajtókon keresztül rendre a 154 és 156 teljesítmény-FET-ek kapujára jutnak. A kapukra - amint az ábra mutatja
60.967/ΒΤΊ 6'954)7-20
- 17-157 felhúzóellenállások vannak kötve, így a 154, 156 teljesítmény-FET-ek ki tudnak kapcsolni, ha az illető 152 meghajtó kimenetén logikai 0 van. A 154 teljesítmény-FET kapuja és nyelője (drain) közé két darab 200 V-os, azonos irányítottsággal sorba kapcsolt 155 zenerdióda és egy velük soros egyenirányító 159 dióda van kapcsolva, továbbá a 156 teljesítmény-FET kapuja és nyelője közé hasonló módon két darab 200 V-os, azonos irányítottsággal sorba kapcsolt 160 zenerdióda és egy velük soros egyenirányító 161 dióda van kapcsolva. A felsorolt diódák egyfelől biztosítják a felváltva működő 154, 156 teljesítmény-FET-ek bekapcsolását, másrészt levágják az egyik 154, 156 teljesítmény-FETen a 400 V-ot meghaladó feszültségtüskéket, amikor a TO1 vagy a TO2 jel bekapcsolja a másik 154, 156 teljesítmény-FET-et. Ezenkívül mindkét 154, 156 teljesítmény-FET kapujára egy-egy 15 V-os 164 zenerdióda van kötve, amelyek a kapufeszültség korlátozásával védik a 154, 156 teljesíttnény-FET-eket. A 154, 156 teljesítmény-FET-ek nyelői a 158 impulzustranszformátorra vannak kötve, míg a forrásaik (source) közös 162 ellenállással csatlakoznak a 134 áramköri földhöz (lásd az ábrát).
Amikor a TO1 vagy a TO2 jel bekapcsolja a 154 vagy a 156 teljesítmény-FET-et, a 158 impulzustranszformátorban nagyfeszültségű meghajtóimpulzus keletkezik. A 158 impulzustranszformátor a meghajtóimpulzus áramát feltranszformálja 25 A fölé, a feszültségét pedig letranszformálja 5 V csúcsfeszültség körüli értékre, továbbá a 170 tranzisztoros kapcsolóáramkör 172, 174 kapcsolótranzisztorainak vezérlőkapuira 25 V csúcsú impulzust ad. A 158 impulzustranszformátor a 172, 174 kapcsolótranzisztorokra egy áramhatároló 176 ellenálláson keresztül van kötve, amely a 172 illetve 174 kapcsolótranzisztor kapujára kötött 182 illetve 184 zenerdiódákat védi. A 182, 184 zenerdiódák a velük párhuzamos 186, 188 ellenállásokkal együtt egyfelől védik a 172, 174 kapcsolótranzisztorok kapuit, másfelől a megfelelő 172, 174 kapcsolótranzisztorra rákapcsolják a kapufeszültséget. A 172, 174 kapcsolótranzisztorok egy-egy nagyáramú egyenirányító 178, 180 diódával át vannak hidalva, amelyek a kapcsolás ideje alatt áramot vezetnek és söntölik a mindenkori nemvezető 172, 174 kapcsolótranzisztort (így záróirányú áram nem tud rajtuk folyni).
A TO1 vagy a TO2 jel - mindkettő nagyon rövid impulzus - hatására a 154 vagy 156 teljesítmény-FET bekapcsol, és a 158 impulzustranszformátor primer tekercsében nagy feszültségű impulzust kelt. Ez az impulzus a 158 impulzustranszformátor kisáramú 175 szekunder tekercsében egy pozitív vagy egy negatív kapcsolóimpulzust kelt, amely a 172,
60.967/ΒΓ17*954)7-20
- 18174 kapcsolótranzisztorok kapuira van csatolva. Az impulzus hatására a megfelelő 172, 174 kapcsolótranzisztor bekapcsol, és a 158 impulzustranszformátoron át egy kapcsolóimpulzust vezet. Ennek a kapcsolóimpulzusnak az útja egyik irányban a 158 impulzustranszformátor 177 szekunder tekercsétől a teljesítményszabályozó 110 triak egyik oldalához, nevezetesen a B kapcsához vezet. Ugyanez az áramköri pont egy OVS jel (Over-Voltage Signal) formájában még a 68 túlfeszültség-kioldó áramkörhöz (lásd a 9. ábrán) is el van vezetve. A 177 szekunder tekercs másik vége a 180 dióda katódjára és a 174 kapcsolótranzisztor kollektorára van kötve. Az impulzusáram a kapcsolóimpulzus polaritásától függően két lehetséges út egyikén a 110 triak másik oldalához, nevezetesen az A kapocshoz folyik: a 174 kapcsolótranzisztoron és a 178 diódán át, vagy - ellenkező polaritású kapcsolóimpulzus esetén - a 180 diódán és a 172 kapcsolótranzisztoron át. Az eredmény mindkét esetben ugyanaz: egy nagyáramú (pl. 25 A-es) kapcsolóimpulzus, amely rövid időre (a szóban forgó kiviteli alak esetén pl. körülbelül 180 ps-nyi időre) söntöli a 110 triakon folyó terhelőáramot, így az ki tud kapcsolni. A 14. ábrán példaképp felrajzoltuk azokat az alapvető jeleket, amelyeket a 36 impulzuskapcsoló áramkör a hálózati feszültség pozitív félhulláma alatt generál: a pozitív feszültségimpulzust (felső görbe), és a következésképp negatív áramimpulzust (alsó görbe). Amikor a kapcsolóimpulzusnak vége van, és a 110 triak már kikapcsolt, a 34 kondenzátoros áramkörön keresztül a hálózatból még tovább folyik az áram a 22 terhelés felé (lásd a 4. ábrát).
A 8. ábrán a 4. ábrán feltüntetett 54 bekapcsolási segédáramkör egy lehetséges kiviteli alakjának kapcsolási rajza látható. Ez az áramkör magába foglal egy késleltető tagot és egy 196 feszültségkomparátort (pl. a Motorola által forgalmazott MC33064 típusút), amely a hálózati feszültség bekapcsolásától számított fix idő eltelte után egy logikai 1 PORST jelet generál, amely azonnal logikai 0-ra vált, ha az 50 mikroszámítógép tápfeszültsége beállított szint (pl. 4,9 V) alá csökken. Amint az ábra mutatja, az 54 bekapcsolási segédáramkör a 72 feszültségstabilizáló áramkör +12 V és -5 V tápfeszültségeiről működik. A PORST jel az 52 meghajtó áramkör egyik invertáló meghajtóján keresztül a 100 mikroprocesszorhoz van vezetve.
A 9. ábra a 4. ábrán feltüntetett 68 túlfeszültség-kioldó áramkör kapcsolási rajza.
Ehhez az áramkörhöz a +5 V tápfeszültség és az OVS jel (lásd a 7. ábrán) megy. Az OVS jel, amely egy feszültség, egy 190 diódán és egy 192 ellenálláson keresztül egy 194 feszültségkomparátorra (a típusa pl. MC33064) van kötve, amely egy OVT jelet generál. A
60.967/ΒΤΊ 8’96-07-20
- 19··· kimenő OVT jel, amint a 4. ábrán látható, közvetlenül a 100 mikroprocesszorhoz megy. A 194 feszültségkomparátor abban a pillanatban, amikor a 110 triak kapcsain lévő feszültség 500 V-ot túllép, egy logikai 1 OVT jelet ad a 100 mikroprocesszornak. E jel hatására a 100 mikroprocesszor automatikusan visszakapcsolja közönséges (vagyis nem-energiatakarékos) üzemmódba a 20 teljesítményszabályozó rendszert: a teljesítményszabályozó 110 triakot a következő ZE> jelnél bekapcsolja, hogy a teljesítmény maximális legyen és a fellépő túlfeszültség lecsökkenjen. Amennyiben előre meghatározott időtartamon (pl. 15 percen) belül háromszor előfordul ez az esemény, a 100 mikroprocesszor kikapcsolja a 110 triakot, és folyamatosan villogtatni kezdi a hibajelző LED-et.
A 10. ábrán az 56 üzemmódválasztó kapcsolómező kapcsolási rajza látható. Az 56 üzemmódválasztó kapcsolómező választhatóan -5 V tápfeszültséget kapcsol a 100 mikroprocesszor jelzett bemenetire. A nyomógombos 202 kapcsoló csak belülről hozzáférhető kapcsoló, amely IRST jelet ad a 100 mikroprocesszorra; hatására a 20 teljesítményszabályozó rendszer gyorsítottan megy át energiatakarékos üzemmódba, így a tesztelési idő lerövidíthető. Egy nyomógombos 204 kapcsolóval, amely SHR jelet ad a 100 mikroprocesszorra, 48 órás beégetési üzemmódot lehet kezdeményezni. A 48 órás beégetési üzemmód egy 2160 órás üzemmód (ekvivalens három hónap napi 24 órás üzemidővel, vagy kilenc hónap napi 8 órás üzemidővel) során csak egyszer kezdeményezhető. Két 206, 208 rövidre záró híddal a 20 teljesítményszabályozó rendszer energiatakarékos üzemmódra áttérését megelőző bemelegedési üzemmódra négy különböző hosszúságú időtartam (pl. 1,5, 3, 6 és 12 perc) választható azáltal, hogy a 206, 208 rövidre záró híddal a WSA, WSB jelek négy különböző két bites kombinációja adható közvetlenül a 100 mikroprocesszorra.
All. ábrán az 52 meghajtó áramkör részletes kapcsolási rajza látható. Ez az áramkör magába foglal hat darab invertáló típusú 210, 212, 214, 216, 218, 220 meghajtót, mindegyik bemenetén egy-egy 222 felhúzóellenállással. Az invertáló 210 meghajtó bemenetére közvetlenül a 100 mikroprocesszortól jövő FPI jel van kapcsolva. A 210 meghajtó kimenete egy 226 ellenálláson keresztül egy 224 LED-et hajt meg. A 100 mikroprocesszor az FPI jellel mindaddig folyamatosan világító állapotban tartja a sárga 224 LED-et, amíg a 20 teljesítményszabályozó rendszer maximális teljesítményű (azaz nem-energiatakarékos) üzemmódban van. A szintén közvetlenül a 100 mikroprocesszortól jövő Sí jel az invertáló 212 meghajtóra van kapcsolva, és ennek kimenete egy 230 ellenálláson keresztül egy zöld 228 LED-et hajt meg. A 228 LED világító állapotba kapcsolásával azt jelzi a 100
60.967/8T*19*95*07-20 ·· · mikroprocesszor, hogy a 20 teljesítményszabályozó rendszer energiatakarékos üzemmódban van. Az ugyancsak közvetlenül a 100 mikroprocesszortól jövő FCI jel az invertáló 214 meghajtóra van kapcsolva, és ennek kimenete egy 234 ellenálláson keresztül egy piros 232 LED-et hajt meg. A 100 mikroprocesszor az FCI jellel akkor működteti a piros 232 LED-et, ha rendellenes üzemállapotot érzékel. Az 54 bekapcsolási segédáramkör által generált PORST jel az invertáló 216 meghajtó bemenetére van kapcsolva, a kimenetén megjelenő invertált PORST jel pedig közvetlenül a 100 mikroprocesszorhoz megy, amint azt a 4. ábra mutatja. A 64 optocsatolós áramkör által generált ZX jel az invertáló 218 meghajtó bemenetére van kapcsolva, a kimenetén megjelenő invertált ZX jel pedig szintén közvetlenül a 100 mikroprocesszorhoz megy. A 6. ábrán látható 62 optocsatoló által generált ZD jel közvetlenül az invertáló 220 meghajtó bemenetére van kapcsolva, a kimenetén megjelenő invertált ZD jel pedig ugyancsak közvetlenül a 100 mikroprocesszorhoz megy, amint azt a 4. ábra mutatja.
A 12. ábrán a 4. ábrán feltüntetett 26 teljesítményjellemzőket érzékelő áramkör és 64 optocsatolós áramkör egy-egy lehetséges alakjának részletes kapcsolási rajza látható. A 26 teljesítményjellemzőket érzékelő áramkör magába foglal egy 240 áramérzékelő áramkört, egy 260 teljesítményérzékelő áramkört és egy 280 feszültségérzékelő áramkört. A 240 áramérzékelő áramkörnek része egy 242 műveleti erősítő (pl. a National Semiconductor Corp. által forgalmazott LM 347), amelynek a neminvertáló bemenetére a CSB jel, az invertáló bemenetére pedig a CSA jel van kapcsolva. A CSA, CSB jelek az áramérzékelő soros 76 ellenállástól (lásd a 4. és a 6. ábrákat) jövő feszültségjelek, amelyek különbsége arányos a terhelőárammal. A CSA, CSB jelek feszültségkülönbségét a 242 műveleti erősítő felerősíti, és egy effektív értékkel arányos egyenfeszültséget szolgáltató 244 RMS/DC konverterre (pl. egy Analóg Devices Corp. által forgalmazott AD 736 típusúra) adja. A 244 RMS/DC konverter kimenetén tehát a váltakozó terhelőáram effektív értékével arányos egyenfeszültség van, amelyet egy 246 műveleti erősítő tovább erősít. A 246 műveleti erősítő kimenetén lévő, terhelőáramra jellemző I jel a 100 mikroprocesszorba van vezetve, amely digitálizálja azt. Az I jel rá van adva egy 248 potenciométer egyik végére is. A 248 potenciométer másik vége egy 247 ellenálláson keresztül a -5 V tápfeszültségre van kötve, a csúszkájáról pedig a VCS jel vehető le. A VCS jel közvetlenül a 100 mikroprocesszorhoz van vezetve. A VCS jel a terhelőárammal arányos, állítható feszültségjel, amelynek segítségével be lehet állítani a hálózatot terhelő áramnak és az 58 kondenzátortelep 100
60.967/8 T*20*95-07-20 mikroprocesszor által megválasztott mindenkori aktív kapacitásának arányát. A 240 áramérzékelő áramkörben ezenkívül - amint az ábra mutatja - nagyobb számú ellenállás is van, amelyekkel a 242, 246 műveleti erősítők és a 244 RMS/DC konverter erősítési illetve átalakítási tényezője van beállítva.
A 242 műveleti erősítő terhelőáramra jellemző kimenőjele egy 250 szorzóáramkör (pl. az Analóg Devices Corp. által forgalmazott AD 633 típusú) egyik bemenetére is rá van vezetve. A másik bemenetére egy 254 ellenálláson keresztül az ACV jel van vezetve. A 250 szorzóáramkör négy síknegyedes szorzóáramkör, amely a hálózati feszültséget képviselő ACV jelből és a terhelőáramra jellemző feszültségjelből a kettő összeszorzásával a teljesítményre jellemző egyenfeszültséget állít elő. Ezt a jelet egy 252 műveleti erősítő a teljesítményre jellemző W jellé erősíti, amely a 100 mikroprocesszorba van vezetve. Ezenkívül a 242, 252 műveleti erősítők és a 250 szorzóáramkör munkaponti paramétereinek beállításáról itt is nagyobb számú ellenállás gondoskodik. Az AVC jel 272, 274 ellenállások alkotta feszültségosztón keresztül egy 270 RMS/DC konverterre (pl. az Analóg Devices Corp. által forgalmazott AD736 típusúra) is rá van adva, amely az AVC jelből a hálózati feszültséggel pontosan arányos egyenfeszültséget állít elő. Ezt az egyenfeszültséget egy 264 műveleti erősítő felerősíti egy E jellé, amely közvetlenül a 100 mikroprocesszorba van vezetve. A 246, 252, 264 műveleti erősítők ezenkívül a kimenő I, W, E jelek nullapontját (DC offset) beállító ellenállástaggal is el vannak látva (nincsenek ábrázolva).
A 12. ábrán a 64 optocsatolós áramkör egy lehetséges kiviteli alakjának kapcsolási rajza is látható. Ez az áramkör két 284, 286 optocsatolót foglal magába. A 284 optocsatoló bipoláris optocsatoló, amely a hálózati feszültség minden egyes nullaátmenetekor logikai 1be menő ZX jelet generál. A ZX jelből az 52 meghajtó áramkör invertáló 216 meghajtója invertált ZX jelet állít elő, amely közvetlenül a 100 mikroprocesszorhoz van vezetve. Az ugyancsak bipoláris 286 optocsatoló, amellyel párhuzamosan van kapcsolva egy 282 dióda, a hálózati feszültség minden egyes periódusában egy négyszög típusú SD jelet állít elő az ACV jelből; az SD a pozitív félhullámban logikai 1, a negatív félhullámban pedig logikai 0. Az SD jel, amint a 4. ábra mutatja, közvetlenül a 100 mikroprocesszorhoz megy.
A 13. ábrán a 72 feszültségstabilizáló áramkör kapcsolási rajza látható. Ez az áramkör magába foglal egy +12 V-os 290 feszültségstabilizátort, egy -5 V-os 292 feszültségstabilizátort és egy -12 V-os 294 feszültségstabilizátort. A 290 feszültségstabilizátor (pl. egy Motorola által forgalmazott MC7812 típusú) bemenőjele a
60.967/ΒΓ21 *95-07-20
-22 +18 V szűrt feszültség, a kimenőjele pedig stabilizált +12 V tápfeszültség, amely az 5-12. ábrákon látható különböző áramköröket táplálja. A 292 feszültségstabilizátor (pl. egy Motorola által forgalmazott MC7905 típusú) bemenőjele a -10 V szűrt feszültség, a kimenőjele pedig stabilizált -5 V tápfeszültség, amely az 5-12. ábrákon látható kapcsolás különböző pontjaira van adva. Végül a 294 feszültségstabilizátor (pl. egy Motorola által forgalmazott MC7912 típusú) bemenőjele a -18 V szűrt feszültség, a kimenőjele pedig stabilizált+12 V tápfeszültség, amely szintén az 5-12. ábrákon látható kapcsolás különböző pontjaira van adva. Valamennyi tápfeszültség referenciapontja a hálózat fázisával gyakorlatilag azonos feszültségen lévő 134 áramköri föld.
A 15. ábrán egymásba tolt hullámalakok formájában ábrázoltuk a 20 teljesítményszabályozó rendszerben előforduló három fontos feszültség nagyság- és fázisviszonyait. Az A hullámalak a 22 terhelésen fellépő, nullavezetékhez képesti feszültség hullámalakja akkor, ha a 20 teljesítményszabályozó rendszer energiatakarékos üzemmódban van. Az A hullámalakból látszik, hogy a 22 terhelésen azután is van feszültség (és így azután is folyik rajta áram), hogy a 110 triak ki lett kapcsolva. A B hullámalak az elemzés bázisául szolgáló hálózati szinuszfeszültséget mutatja a 22 terhelésen lévő A hullámalakra rajzolva, így jól látszik a kettő tényleges nagyság- és fázisviszonya. Ha a hálózati szinuszfeszültség B hullámalakját invertáljuk, és hozzáadjuk a terhelésen lévő feszültség A hullámalakjához, eredményül a C hullámalakot kapjuk, ami nem más, mint a teljesítményszabályozó 110 triak kapcsain lévő feszültség. Ennek az egyenes szakaszai azok az idők, amikor a 110 triak vezet (a rajta lévő feszültség közel nulla). A C hullámalak fennmaradó részén a 110 triakkal párhuzamos 58 kondenzátortelepen keresztül folyik a 22 terhelés árama (a C hullámalak tkp. egyben az 58 kondenzátortelepen lévő feszültség hullámalakja is). Azok a szakaszok, amikor a 110 triakon lévő feszültség (vagyis az A és a B hullámalak különbsége) közel nulla, az A és a B hullámalak metszéspontjai közötti szakaszok.
A 4-13. ábrákon szemléltetett 20 teljesítményszabályozó rendszert általában a hálózati megszakító (nincs ábrázolva) zárásával lehet bekapcsolni. A hálózatra kapcsolásakor rövid késleltetési idő (pl. 30 ms) után egy PORST jel generálódik, amelynek az invertáltja a 216 meghajtón át a 100 mikroprocesszorra van kapcsolva. Amint a 100 mikroprocesszor érzékeli a PORST jelet, azonnal végrehajt néhány tesztműveletet. Ellenőrzi az E jelet (effektív feszültség), hogy a hálózati feszültség nem nagyobb-e egy specifikált
60.967/BT-22-9M7-20
-23határértéknél (pl. a névleges érték 20 %-ánál). Ellenőrzi az I jelet (effektiv hálózati, más néven terhelőáram), hogy az áram nem nagyobb-e az előre meghatározott határértéknél (pl. 25 A-nél), és ugyancsak megállapítja, hogy a W jel (teljesítmény) nem nagyobb-e egy specifikált, előre meghatározott határértéknél (pl. 3 kW-nál). A 100 mikroprocesszor ezután az E jel és az I jel értékéből kiszámítja a látszólagos teljesítmény VA értékét (feszültség szorozva árammal), és összehasonlítja egy előre meghatározott határértékkel (pl. 3 kW-tal). Amennyiben bármelyik előre meghatározott határértéket túllépi valamelyik jel, a 100 mikroprocesszor túlterhelés tényét állapítja meg, és mind a három kijelző 224, 228, 232 LED-et villogtatni kezdi. A tesztek végrehajthatósága érdekében ezen idő alatt a teljesítményszabályozó 110 triak maximális teljesítményre van működtetve. Maximális teljesítményű üzemmódban a 110 triak azonnal vezető állapotba van kapcsolva, mihelyst a kapcsain lévő feszültség megközelítőleg nullává válik, és a hálózati szinuszfeszültség minden egyes félhullámának gyakorlatilag a végéig bekapcsolva marad.
Bekapcsolási üzemmódban a PORST jel generálását megelőzően sor kerül az 50 mikroszámítógép alapállapotba helyezésére (incializálás) is: elindul az óra, a váltakozó feszültségek és a tápfeszültségek felfutnak az üzemi értékeikre. Amíg ezek a feszültségek nőnek, a 100 mikroprocesszor kimenetei passzívak, és csak követik a növekvő tápfeszültséget. Tehát valamennyi teljesítményszabályozó kapcsoló (azaz az összes triak) kikapcsolt állapotban marad, és a terhelés nem kap energiát, kivéve azt, ami egy minimális kapacitást fenntartó külön 60 kondenzátoron eljut hozzá. Mihelyst az órajelek vezéroszcillátora elindult, és a tápfeszültségek stabilizálódtak, a PORST jel elindítja a 100 mikroprocesszort. A 100 mikroprocesszor először egy startprogramot hajt végre, amelynek során különböző dolgokat tesztel, elindíthat egy óra/naptár funkciót, és a hálózati feszültség nullaátmenetét jelző ZX jel segítségével szinkronizálja a 20 teljesítményszabályozó rendszert a hálózathoz. Röviddel a nullaátmenet után a 100 mikroprocesszor a 62 optocsatolótól ZD jelet is kap, amely azt jelzi, hogy a 110 triak kapcsain lévő feszültség közel nulla. A 100 mikroprocesszor válaszul egy logikai 0 TRIAC jelet generál, amely a teljesítményszabályozó 110 triakot vezető állapotba billenti. Ez a művelet a bekapcsolási üzemmód ideje alatt minden félhullámban megismétlődik, tehát ebben az üzemmódban a 22 terhelés maximális teljesítményt kap.
Amennyiben bekapcsolási üzemmódban túlterhelést észlel a 100 mikroprocesszor, akkor kikapcsolja a teljesítményszabályozó 110 triakot, és a három 224, 228, 232 LED-et 1
60.967/ΒΤ·23*95^7·20
-24Hz-es frekvenciával villogtatni kezdi. Túlterhelés esetén ki kell kapcsolni a 20 teljesítményszabályozó rendszert, és a visszakapcsolása előtt meg kell szüntetni a túlterhelés külső okát. Amennyiben a 100 mikroprocesszor nem észlel túlterhelést, akkor ellenőrzi, hogy az SD jel logikai 0 értékű-e, és figyeli, hogy a ZX jel logikai 0 értékkel mikor jelzi egy nullaátmenet bekövetkeztét. Utána a ZD jelre válaszul egy TRIAC jelet generál. A 100 mikroprocesszor logikai 0 értékű TO1 jelet csak akkor generál, ha az SD jel logikai 1, és hasonlóan logikai 0 értékű TO2 jelet csak akkor generál, ha az SD jel logikai 0. Logikai 0 értékű TO1 vagy TO2 jel a 36 impulzuskapcsoló áramkör működtetésével kikapcsolja a 110 triakot. E két jel úgy van időzítve, hogy a következő ZX jelet közvetlenül megelőzzék, tehát bekapcsolási üzemmódban a 110 triak közvetlenül a nullaátmenet előtt van kikapcsolva.
Amikor befejeződött a bekapcsolási üzemmód, a 100 mikroprocesszor a bemelegedési üzemmód előzetesen megválasztott időtartamának mérésére elindít egy lefelé számlálót. A szóban forgó kiviteli alak esetén a bemelegedési üzemmód időtartama négy különböző, előre kiválasztott hosszúságú időtartam (pl. 1,5, 3, 6 vagy 12 perc) valamelyike lehet, amelyet a 206, 208 rövidre záró hidakkal lehet kiválasztani, figyelembe véve a szabályozandó terhelés sajátosságait. A bemelegedési üzemmód ideje alatt az 50 mikroszámítógép (a 100 mikroprocesszor) továbbra is maximális teljesítményre vezérli a 110 triakot. A 100 mikroprocesszor a bemelegedési üzemmód alatt mintavételezi az I, E és W jeleket (effektív áram, effektív feszültség, valamint a teljesítmény), majd digitalizálja és tárolja az értéküket. Ezt a műveletsort a 100 mikroprocesszor minden mintavételi periódusban (pl. 32 másodpercenként) megismétli, és a friss adatokat összehasonlítja az előző két mintavétel eredményével egészen addig, amíg az átlaguk állandósul (pl. az adatok 1 %-on belül vannak). A bemelegedési üzemmód időtartamának végén a következő két beolvasott érték tárolóba kerül, így az áramérték velük összehasonlítható. Amennyiben az áramértékek a bemelegedési üzemmód időtartamának végére nem állandósulnak 1 %-on belül, az időtartam a mérés megismétlése végett egy további 32 s-os mintavételi periódussal meghosszabodik. A 100 mikroprocesszor az áram, feszültség és teljesítmény utolsó mért értékéből és az előző két értékhármasból referenciaértékek képzése céljából rendre egy-egy átlagot képez, továbbá a 34 kondenzátoros áramkör bekapcsolandó aktív kapacitásának megválasztásához alapul szolgáló VCS jel értékeit is átlagolja referenciaérték nyerése céljából, és az utóbbiból kiszámítja a szükséges kapacitást is. Ugyancsak tárolja az állandósult átlagteljesítményt, kiszámítja annak 75 %-át, és azt is tárolja. A bemelegedési
60.967/ΒΤ·24·954)7-20
-25• · · üzemmódban megvizsgálja a 100 mikroprocesszor a 48 órás üzemmód és a 2160 órás üzemmód státuszát. 48 órás üzemmódban a 20 telj esítényszabályozó rendszer nem tér át energiatakarékos üzemmódra; 2160 órás üzemmódban, vagy mindkét üzemmód hiánya esetén a 100 mikroprocesszor energiatakarékos üzemmódba viszi a 20 teljesítényszabályozó rendszert.
A 48 órás üzemmódba akkor kerül a 20 teljesítményszabályozó rendszer, ha a 204 nyomógombos kapcsoló be van nyomva. Ekkor a 100 mikroprocesszor egy 48 órás számlálót működtetni kezd, és minden eltelt üzemóra után inkrementálja. Ez az információ nem felejtő tárba (a 102 EEPROM-ba) kerül, és ha hálózati feszültséget kikapcsolják, majd visszakapcsolják, akkor a 100 mikroprocesszor újra beolvassa a 102 EEPROM-ban tárolt adatokat, és onnan folytatja az időzítő és számláló folyamatot, ahol az a feszültség megszűnésekor abbamaradt. Amikor a 48 órás számláló 48-ra ugrik, engedélyezi a 20 teljesítményszabályozó rendszer energiatakarékos üzemmódra való áttérését. Ha a 204 nyomógombos kapcsoló egyszer meg lett nyomva, akkor mindaddig nem lehet vele a 48 órás számlálót nullázni és újraindítani, amíg a 2160 órás üzemmód véget nem ér.
Ha az első 48 óra eltelt, ugyanaz a számláló tovább számlálja az órákat, de minden 48 üzemóra eltelte után a napok számlálóját két nappal inkrementálja; a 2160 óra 90 napot jelent (vagy nyolc hónapot napi 8 üzemórával). A 2160 órás üzemmód letelte után a 102 EEPROM tartalmát a 100 mikroprocesszor törli, és az 56 üzemmódválasztó kapcsolómező 204 nyomógombos kapcsolójával újból lehet 48 órás beégetési üzemmódot kezdeményezni. A 48 órás beégetési üzemmódban a maximális teljesítményt jelző, sárga 224 LED 1 Hz-es frekvenziával villog, míg a 2160 órás üzemmódban 3 Hz-es frekvenciával. Ha a sárga 224 LED nem villog, az annak a jele, hogy a 20 teljesítmémyszabályozó rendszer újból 48 órás beégetési üzemmódba vihető.
Ha nem 48 órás üzemmódban van a 20 teljesítményszabályozó rendszer, akkor a bemelegedési üzemmód befejeződésekor (vagyis amikor a bemelegedési üzemmód lefelé számlálója nullára ugrott) rögtön elkezdődik az energiatakarékos üzemmódba való átmenet. Ebben az átvezető időszakban a 100 mikroprocesszor a teljesítményszabályozó 110 triak vezetési szögét fokozatosan csökkenti egészen addig, amíg a bemelegedési üzemmód végén kiszámított energiatakarékos teljesítmény be nem áll. Az átmeneti időszak elején a 100 mikroprocesszor mintavételezi a VCS jelet, és annak alapján megválasztja a kapacitás megfelelő értékét. A kapacitás értéke az érzékelt áram nagyságával közvetlen
967/ΒΓ25-9Μ7-20 üsszefuggésben lehet, a szóban forgó kiviteli alak esetén például úgy, hogy 1 A-es áramhoz 10 pF, míg 15 A-eshez 150 pF értékű kapacitás tartozik. A pontos arányt a 248 potenciométer csúszkájával (lásd a 12. ábrát) lehet beállítani. A kapacitás értéknek meghatározása után a 100 mikroprocesszor eldönti, hogy mely kondenzátorokat kell a CA1, CA2, CA4, CA8 jelek segítségével bekapcsolni a kívánt aktív kapacitás biztosításához, majd generálja a CA1, CA2, CA4, CA8 jelek megfelelő kombinációját. 30 pF-nyi kapacitást például a 122, 124 triakok (lásd a 6. ábrán) CA1, CA2 jelekkel való bekapcsolásával lehet biztosítani.
A kondenzátorok megfelelő kombinációjának bekapcsolása után a 100 mikroprocesszor elkezdi fokozatosan előbbre hozni a TRIAC jel kikapcsolási pontját és a kikapcsoló TOÍ, TO2 jeleket, amíg a teljesítmény be nem áll a maximális teljesítmény 75 %-ára. 60 Hz-es hálózati frekvenciát feltételezve a szóban forgó kiviteli alak esetén például ez történhet úgy, hogy egy időzítőszámláló kezdetben 8,3 ms-ra van beállítva, és így a 110 triak kikapcsolására kezdetben a bekapcsolásától számított 8,3 ms múlva kerül sor (a 110 triak tehát lényegében véve a hálózati feszültség mindkét félhullámában végig be van kapcsolva), majd a 100 mikroprocesszor a hálózati feszültség minden periódusában 10,2 psmal csökkentve az időzítőszámláló kiindulási értékét fokozatosan lecsökkenti a 110 triak vezetési szögét. A vezetési idő közel nullára csökkentése ezzel az eljárással mintegy 13,6 sot vesz igénybe. A vezetési idő minden egyes csökkentése után a 100 mikroprocesszor mintát vesz a teljesítményből, és összehasonlítja a tárolt értékkel. Hihelyst megegyezik a két érték, befejezi az időzítőszámláló kiindulási értékének csökkentését, és átkapcsolja a 20 teljesítményszabályozó rendszert a tényleges energiatakarékos üzemmódba. Az 58 kondenzátortelepből a 100 mikroprocesszor már az átmeneti időszak elején bekapcsolja a szükséges kondenzátorokat. A kondenzátorokat kapcsoló 122, 124, 126, 128 triakok bebillentésére akkor kerül sor, amikor a teljesítményszabályozó 110 triak kapcsain lévő feszültség közel nulla.
Ha a 20 teljesítményszabályozó rendszer energiatakarékos üzemmódba ment át, és a tárolt névleges maximális teljesítmény 75 %-án egyensúlyba került, már csak egyszerűen követi a változásokat a feszültség és az áram figyelésével, és csak akkor avatkozik be, ha a 75 %-os teljesítménytől eltérést érzékel. Ha a teljesítmény csak kicsit változik a hálózati feszültség megváltozása miatt, akkor a bebillenthető 32 kapcsoló vezetési idejét megváltoztatja úgy, hogy a teljesítmény újra a referenciateljesítmény 75 %-a legyen. Ha a
60.967/ΒΓ26-9&Ό7-20
-27• 4
teljesítmény az áramban beállt változás miatt változik, és az áramváltozás kicsi (pl. 120 ν'ős hálózatban 2 A-nél, vagy 227 V-os hálózatban 1 A-nél kisebb), akkor az eljárás ugyanaz, mint feszültségváltozás okozta teljesítményváltozás esetén. Amennyiben azonban a terhelőáramban beállt változás jelentős (pl. 120 V-os hálózat esetén nagyobb 2 A-nél, stb.), akkor a 20 teljesítményszabályozó rendszer visszatér a bemelegedési üzemmódba, ahol új kapacitásértéket választ, új referenciateljesítményt számít ki és ír be a tároló megfelelő helyére. A 20 teljesítményszabályozó rendszer ezenkívül folyamatosan figyeli a teljesítményt kapcsoló alkatrészek kapcsain lévő feszültséget, és ha a csúcsérték túllépi az 500 V-os határértéket, azonnal kilép az energiatakarékos üzemmódból, és újra ellenőrzi az összes paramétert, hogy nincs-e rendellenes üzemállapot.
Az energiatakarékos üzemmódból való kilépés hozzávetőleg ugyanolyan rövid ideig tart, mint az energiatakarékos üzemmódba való átmenet, így a túlfeszültség terhelésre gyakorolt hatása minimális. Mivel azonban a teljesítményszabályozó alkatrészen fellépő, 500 V-ot meghaladó túlfeszültség maradandó károsodást okozhat a vezérlőáramkörökben, a rendellenes üzemállapotok ezen fajtája esetén haladéktalanul meg kell szakítani az energiatakarékos üzemmódot a félvezető alkatrészek védelme érdekében. Amennyiben 15 percen belül háromszor előfordul túlfeszültség, a rendellenes üzemállapot jelzésére a piros 232 LED elkezd villogni. Ilyenkor a 22 terhelést le kell választani, és a 20 teljesítményszabályozó rendszert szervizelni kell.
Az energiatakarékos üzemmód előtt és alatt a 110 triakot bekapcsoló TRIAC jel változó hosszúságú ideig logikai 0 értékű. A TRIAC jel akkor vált logikai 0-ra, amikor a ZD jel logikai 0-ba megy, és akkor vált logikai 1-re, amikor a TO1 vagy a TO2 jel logikai 1-be megy. A ZD jel logikai 0-ba menetele ugyanakkor elindít egy lefelé számláló időzítőszámlálót, amely a nullára ugrásakor egy kikapcsoló TO1 vagy TO2 jelet generál, és a TRIAC jelet logikai 1-be viszi. Az időzítőszámláló maximum 8,3 ms-ról indul lefelé 60 Hz-es hálózati frekvencia esetén, és maximum 9,8 ms-ról 50 Hz-es hálózati frekvencia esetén. 48 Hz és 63 Hz közötti hálózati frekvenciához automatikusan alkalmazkodni tud a 20 teljesítményszabályozó rendszer az időzítőszámláló kiindulási, maximális tartalmának 10,42 ms és 7, 94 ms közötti értékre választásával. Ha például 60 Hz-es hálózatra elemezzük a 20 teljesítményszabályozó rendszer működését, akkor a 8,3 ms-os időzítés esetén a kikapcsolás időpontja közvetlenül a hálózati feszültség nullaátmenete elé kerül, és a teljesítményt gyakorlatilag nem befolyásolja. Az energiatakarékos üzemmódba való átmenet
60.967/8 7*27*95-07-20
-28····· · ·· • · · · · · • · · · · · · • ····· · · ·· · ··· ·· vagy az energiatakarékos üzemmódból való kilépés az időzítőszámláló kiindulási tartalmának csökkentésével vagy növelésével történik, mégpedig a hálózati szinuszfeszültség minden egyes periódusában 10,2 ps-mal, vagy minden egyes félhullámában 5,1 ps-mal változtatva azt, ami másodpercenként 612 ps-os változtatást jelent. A maximális szabályozási tartomány 8,3 ms, és a szabályozás ekkor hozzávetőleg 13,6 s-ig tart. A vezetési idő nem tudja túllépni a félhullám hosszát, mert a következő ZD jel automatikusan törli az időzítőszámlálót. Ha a 20 teljesítményszabályozó rendszer egyensúlyba került, az időzítőszámláló állandóan ugyanarról az értékről indul lefelé, pontosabban a kiindulási érték már csak akkor változik, ha a hálózati feszültség megváltozik, és a változását a kiszámított 25 %-os megtakarítás tartása érdekében kompenzálni kell. Természetesen a 100 mikroprocesszort 25 %-os megtakarítástól eltérő nagyságú megtakarítás fenntartására is be lehet programozni.
Most rátérünk a 16-20. ábrákra, amelyek a teljes 20 teljesítményszabályozó rendszer és a programozott 100 mikroprocesszor működését és a logikai döntéseket mutatják be folyamatábrák segítségével egy találmány szerinti lehetséges megoldás esetére. Amint a 16. ábrán látszik, a működési folyamat a 300 művelettel kezdődik, ami tulajdonképpen a kezdőállapotot jelenti, és amit a hálózati feszültség bekapcsolása (302 művelet) követ. Erre rövid késleltetés után egy PORST jel generálódik (304 művelet). Közvetlenül a PORST jel után az első ZX jelre a 100 mikroprocesszor bekapcsolja a teljesítményszabályozó 110 triakot (306 művelet), majd ellenőrzi, hogy nincs-e túlterhelés üzemállapot (döntési 308 művelet). Amennyiben nincs túlterhelés, a folyamat az elágazási A pontba megy (lásd a 17. ábrán). Ha túlterhelés van, akkor a 224, 228, 232 LED-ek elkezdenek villogni (310 művelet). A 20 teljesítményszabályozó rendszert ilyenkor ki kell kapcsolni és a hibát meg kell szüntetni (312 művelet), majd - ha a hiba tényleg el lett hárítva (314 művelet) - vissza lehet kapcsolni a 20 teljesítményszabályozó rendszert (302 művelet). Amennyiben a hibát nem sikerült kijavítani, akkor az összes LED tovább villog, a 20 teljesítményszabályozó rendszert újra ki kell kapcsolni, és a hibát meg kell szüntetni.
Amint a folyamatábra mutatja, ha nincs túlterhelés üzemállapot, akkor a folyamat a 17. ábrán látható elágazási A pontban folytatódik (döntési 308 művelet). A 100 mikroprocesszor az SD jel logikai értékétől függően elkezd felváltva TO1 és TO2 jelet generálni (320 művelet). Elkezdődik a bemelegedési üzemmód (322 művelet), és addig tart, amíg egy lefelé számláló nullára nem ugrik (döntési 324 művelet). Ha a bemelegedési
60.967/ΒΤ·2β·95437-20
-29üzemmód ideje még nem telt el, folytatódik a bemelegedési üzemmód; ha a pedig eltelt, akkor a 48 órás üzemmmód státuszának megvizsgálás következik (döntési 326 művelet). Ha kezdeményezve lett 48 órás üzemmód, akkor a sárga 224 LED 1 Hz-es frekvenciával villogni kezd (328 művelet), és mind az energiatakarékos üzemmód, mind a 48 órás beégetési üzemmód letiltódik (330 művelet). 10 percenként sor kerül a 48 órás üzemmód számlálójának ellenőrzésére (332 művelet), és ha a 48 órás üzemmód befejeződött (326 művelet), akkor a 2160 órás üzemmód státuszának megvizsgálása következik (döntési 334 művelet). Ha be van kapcsolva a 2160 órás üzemmód, akkor a sárga 224 LED elkezd 3 Hzes frekvenciával villogni (336 művelet). Ennek az üzemmódnak az eltelte óránként van ellenőrizve ((338 művelet), és közben a 48 órás beégetési üzemmód letiltódik (340 művelet). Az üzemmód végén a folyamat visszatér a 342 művelethez. Amennyiben a 2160 órás üzemmód státuszának vizsgálata a döntési 334 műveletkor negatív, akkor a folyamat ugyancsak az elágazási B ponthoz tér vissza, ahol elkezdődik az energiatakarékos üzemmódba való átmenet (342 művelet). Az átmeneti időszak az E, az I és a W jel mérésével, és egy feszültség szorozva árammal VA érték kiszámításával kezdődik (344 művelet), amely művelet 32 másodpercenként megismétlődik (346 művelet). Ezután annak vizsálata következik, hogy az egymás után mért értékek 1 %-on belül vannak-e (döntési 348 művelet), és ha igen, akkor az utolsó három mért érték átlaga tárolóba kerül (350 művelet). Ugyancsak beolvasásra kerül a VCS jel, és az értéke alapján a 100 mikroprocesszor meghatározza az 58 kondenzátortelep bekapcsolandó aktív kapacitásának nagyságát (352 művelet) és annak alapján generálja a triakokat bebillentő jelek szükséges kombinációját (354 művelet).
A folyamat az elágazási D pontban folytatódik (lásd a 18. ábrát), ahol a 100 mikroprocesszor először kiszámítja és tárolja a 75 %-os teljesítményt (356 művelet). A 100 mikroprocesszor ugyancsak figyeli az OVT jelet (358 művelet), és ha annak értéke logikai 0 (döntési 360 művelet), akkor az energiatakarékos üzemmódba való átmenettel folytatódik (362 művelet). Ha az OVT jel logikai 1-gyel túlfeszültséget jelez, akkor a folyamat az E pontba ágazik el (lásd a 19. ábrán). Az energiatakarékos üzemmódba való átmenet során a 100 mikroprocesszor fokozatosan csökkenti a teljesítményszabályozó 110 triak vezetési idejét, amíg be nem áll a 75 %-os teljesítmény (364 művelet), és közben a felváltva generált TO1, TOÍ jelekkel a 110 triak kikapcsolási időpontját egyre előbbre hozza (366 művelet). A 75 %-os teljesítmény elérésekor a 20 teljesítményszabályozó rendszer elkezd
967/ΒΓ29*95-07-20
-30energiatakarékos üzemmódban működni (367 művelet), és a 75 %-os teljesítmény tartása érdekében továbbra is folyamatosan figyeli a hálózati feszültség nagyságát (368 művelet), valamint hasonlóképp a terhelőáramot is (370 művelet), hogy az előre meghatározott határértéken (pl. 120 V-os hálózati feszültség esetén hozzávetőleg 2 A-en, vagy 227 V-os hálózati feszültség esetén 1 A-en) belül marad-e (döntési 372 művelet). Ha az áramváltozás az előre meghatározott határértéken belül van, akkor az energiatakarékos üzemmód folytatódik (374 művelet), és a folyamat visszatér a 368 művelethez. Ha az áramváltozás viszont nagyobb az előre meghatározott határértéknél, akkor a folyamat elágazik, és a 20 teljesítményszabályozó rendszer fokozatos átmenettel kilép az energiatakarékos üzemmódból (376 művelet), és újra mintavételezi a hálózati feszültséget, az áramot és a teljesítményt, új 75 %-os teljesítményt számít ki, majd az energiatakarékos üzemmódba való átmenet elejére (B pont) visszatér (378 művelet).
Amennyiben az OVT jel túlfeszültséget jelez (lásd a 18. ábrán a 360 műveletet), akkora folyamat az E pontba ágazik el (19. ábra), ahol a 100 mikroprocesszor a 110 triakot visszakapcsolja maximális teljesítményre (380 művelet). Ha 15 percen belül háromszor előfordul túlfeszültség (döntési 382 művelet), akkor a 20 teljesítményszabályozó rendszer a rendellenes üzemállapotra való figyelmeztetés céljából elkezdi villogtatni a piros 232 LEDet (384 művelet). Amennyiben az OVT jel 15 percen belül nem jelez háromszor túlfeszültséget, akkor a 20 teljesítményszabályozó rendszer újra az energiatakarékos üzemmódba való átmenet elejére (B pont) megy vissza (döntési 382 művelet). Ha a 20 teljesítményszabályozó rendszer három túlfeszültség érzékelése után a 232 LED a villogtatásával (384 művelet) elkezdte a rendellenes üzemállapotot jelezni, akkor a teljesítményszabályozó 110 triakot kikapcsolva feszültségmentesíti a 22 terhelést, és ekkor a 20 teljesítményszabályozó rendszert ki kell kapcsolni (386 művelet), majd rövid idő múlva meg lehet kísérelni a visszakapcsolását. Ha a visszakapcsolásakor továbbra is fennáll a rendellenes üzemállapot (döntési 388 művelet), akkor a 20 teljesítményszabályozó rendszert újra ki kell kapcsolni (390), és szervizelni kell. Ha viszont visszakapcsoláskor már nem áll fenn a rendellenes üzemállapot (döntési 388 művelet), akkor a folyamat a bekapcsolási üzemmód elejére (G pont; 302 művelet) tér vissza.
A 110 triak mind a bemelegedési üzemmódban, mind az energiatakarékos üzemmódban a 20. ábrán szemlélteti módon van kapcsolgatva. A kapcsolási folyamatot a
ZD jel indítja el (400 művelet), amely jel hatására a 110 triak azonnal bekapcsol (402
60.967/ΒΤ·30·9&Ό7-20
-31 művelet). A 110 triakot valójában a 110 mikroprocesszor kapcsolja be, amely egy TRIAC jelet generál, és ugyanakkor elindítja a vezetési idő időzítőszámlálóját (404 művelet). Amikor az időzítőszámláló nullára ugrik, a 100 mikroprocesszor kikapcsolja a TRIAC jelet, és engedélyezi a 110 triak kikapcsolását (406 művelet), ugyanakkor egy TO1 vagy TO2 jelet generál (408 művelet), amely kikapcsolja a 110 triakot. A következő ZD jel hatására újra elindul egy hasonló kapcsolási folyamat.
60.967/BT31 *96-02-05
Ο 2 2 ’
Szabadalmi igénypontok

Claims (14)

1. Energiatakarékos váltakozófeszültségű teljesítményszabályozó rendszer terhelés teljesítményének szabályozására, amely teljesítményszabályozó rendszernek van egy váltakozófeszültségű, minden egyes félhulláma végén nullaátmenettel bíró energiaforráshoz csatlakoztatható bemenete és egy terheléshez csatlakoztatható kimenete, azzal jellemezve, hogy magába foglal
a) a bemenet és a kimenet közé sorba kapcsolt vezérelhető kapcsolót (32);
b) a vezérelhető kapcsolóval (32) párhuzamosan kapcsolt, kapacitást biztosító kondenzátoros áramkört (34);
c) a terhelés teljesítményére jellemző jeleket generáló teljesítményjellemzőket érzékelő áramkört (26);
d) a vezérelhető kapcsolót (32) vezető állapotba kapcsoló bekapcsoló áramkört;
e) a vezérelhető kapcsolót (32) nemvezető állapotba kapcsoló kikapcsoló áramkört; és
f) egy vezérlőáramkört (24), amely a bekapcsoló és a kikapcsoló áramkört oly módon vezérlő vezérlőjeleket generál, hogy a vezérelhető kapcsoló (32) megválasztott bekapcsolási időpontban van vezető állapotba kapcsolva, és a következő nullaátmenet előtti, a vezérlőáramkör (24) által a teljesítményre jellemző jelek függvényében megválasztott kikapcsolási időpontban van nemvezető állapotba kapcsolva.
2. Az 1. igénypont szerinti teljesítményszabályozó rendszer azzal jellemezve, hogy a bekapcsoló és a kikapcsoló áramkörnek van egy közös áramköri része.
3. Az 1. igénypont szerinti teljesítményszabályozó rendszer azzal jellemezve, hogy a bekapcsolási időpont és a kikapcsolási időpont úgy van megválasztva, hogy a vezérelhető kapcsoló (32) vezető állapotú működési szakaszának nagyobbik része minden egyes félhullám első felére esik.
4. Az 1. igénypont szerinti teljesítményszabályozó rendszer azzal jellemezve, hogy a vezérlőjeleket generáló vezérlőáramkör (24) a vezérelhető kapcsoló (32) kapcsain lévő feszültséget érzékelő és abból feszültségkülönbség-jelet generáló figyelőáramkörrel
60.967/BT*32*96-03-26 t
• · · · «·«·*· · ·· ♦·· · · ·
-33- ······· rendelkezik (28), és a feszültségkülönbség-jel alapján a bekapcsolási időpont akkora van választva, amikor a feszültségkülönbség-jel előre meghatározott küszöbérték alatt van.
5. Az 1. igénypont szerinti teljesítményszabályozó rendszer azzal jellemezve, hogy a vezérlő áramkörnek (24) ezenkívül még része egy áramkör, amely a vezérelhető kapcsolót (32) minden egyes félhullámnak lényegében véve a teljes ideje alatt vezető állapotban tartja egy első működési szakaszban, és része egy áramkör, amely a vezérelhető kapcsolót (32) minden egyes félhullám idejének csak egy része alatt tartja vezető állapotban egy rákövetkező működési szakaszban.
6. Az 1. igénypont szerinti teljesítményszabályozó rendszer azzal jellemezve, hogy a kondenzátoros áramkör (34) magába foglal egy kapcsolható kondenzátorokat (C1-C4) tartalmazó kondenzátortelepet (58), és a vezérlőáramkömek (24) része egy áramkör, amely a kapcsolható kondenzátorok (C1-C4) megválasztott kapacitást biztosító kombinációját bekapcsoló vezérlőjeleket generál.
7. A 6. igénypont szerinti teljesítményszabályozó rendszer azzal jellemezve, hogy a terhelés (22) teljesítményére jellemző jeleket generáló teljesítményjellemzőket érzékelő áramkör (26) az áramra jellemző jelet generáló áramérzékelő áramkörrel (240) rendelkezik, és a vezérlőáramkör (24) a kondenzátorok (C1-C4) kombinációját bekapcsoló vezérlőjeleket legalább részben az áramra jellemző jel alapján generálja.
8. Az 1. igénypont szerinti teljesítményszabályozó rendszer azzal jellemezve, hogy egymást követő félhullámok során a vezérlőáramkör (24) a kikapcsolási időpontot egyre előbbre hozva a bekapcsolási időpont és a kikapcsolási időpont közötti vezetési időt, és így egyszersmind a terhelésre (22) menő teljesítményt lecsökkenti.
9. Az 1. igénypont szerinti teljesítményszabályozó rendszer azzal jellemezve, hogy a vezérelhető kapcsolót (32) nemvezető állapotba kapcsoló kikapcsoló áramkör magába foglal a vezérelhető kapcsolóval (32) párhuzamosan kapcsolt impulzuskapcsoló áramkört (36).
60.967/BT’33‘96-03-26
10. Az 1. igénypont szerinti teljesítményszabályozó rendszer azzal jellemezve, hogy a kondenzátoros áramkör (34) kapacitása lényegesen nagyobb 100 pF-nál.
11. Az 1. igénypont szerinti teljesítményszabályozó rendszer azzal jellemezve, hogy a vezérelhető kapcsoló (32) triak (110).
12. Az 1. igénypont szerinti teljesítményszabályozó rendszer azzal jellemezve, hogy a kikapcsolási időpont kívánt, teljes teljesítménynél alacsonyabb teljesítmény szintet biztosítóan van megválasztva.
13. Energiatakarékos váltakozófeszültségű teljesítményszabályozó rendszer terhelés teljesítményének szabályozására, amely teljesítményszabályozó rendszernek van egy váltakozófeszültségű, minden egyes félhulláma végén áram-nullaátmenettel bíró energiaforráshoz csatlakoztatható bemenete és egy terheléshez csatlakoztatható kimenete, azzal jellemezve, hogy magába foglal
a) a bemenet és a kimenet közé kapcsolt bebillenthető kapcsolót (32);
b) a bebillenthető kapcsolót (32) vezető állapotba billentő bebillentő áramkört;
c) a bebillenthető kapcsolót (32) a bebillenthető kapcsoló áramának rövid idejű söntölésével nemvezető állapotba kapcsoló kikapcsoló áramkört; és
d) egy, a teljesítményre jellemző jeleket fogadó vezérlőáramkört (24), amely a bebillentő áramkört és a kikapcsoló áramkört oly módon vezérlő vezérlőjeleket generál, hogy a bebillenthető kapcsoló (32) megválasztott bekapcsolási időpontban van vezető állapotba billentve, és a következő nullaátmenet előtti, a vezérlő áramkör (24) által a teljesítményre jellemző jelek alapján megválasztott kikapcsolási időpontban van nemvezető állapotba kapcsolva.
14. Eljárás teljesítmény szabályozására elektromos rendszerben, amely során olyan elektromos rendszert alkalmazunk, amelynek teljesítménytényezője, valamint egy váltakozófeszültségű teljesítményforrás és egy terhelés közé kapcsolt vezérelhető kapcsolója van, azzal jellemezve, hogy
a) közvetlenül a vezérelhető kapcsolóval (32) párhuzamosan kapacitást hozunk létre;
60.967/01^34*96-03-26
b) a vezérelhető kapcsolót (32) egy megválasztott bekapcsolási időpontban vezető állapotba kapcsoljuk;
c) a vezérelhető kapcsolót (32) egy megválasztott kikapcsolási időpontban nem-vezető állapotba kapcsoljuk; és
d) a bekapcsolási időpontot és a kikapcsolási időpontot megválasztó és ezzel a kívánt teljesítményt biztosító, egyidejűleg a teljesítménytényezőt siető irányba eltoló automata áramkört alkalmazunk.
HU9502208A 1993-11-22 1994-03-31 Energy saving power control system HUT73313A (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/156,200 US5583423A (en) 1993-11-22 1993-11-22 Energy saving power control method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
HU9502208D0 HU9502208D0 (en) 1995-09-28
HUT73313A true HUT73313A (en) 1996-07-29

Family

ID=22558538

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
HU9502208A HUT73313A (en) 1993-11-22 1994-03-31 Energy saving power control system

Country Status (14)

Country Link
US (4) US5583423A (hu)
EP (2) EP1300935A3 (hu)
JP (1) JPH08506914A (hu)
KR (1) KR960700471A (hu)
AT (1) ATE241819T1 (hu)
AU (1) AU678579B2 (hu)
BR (1) BR9405928A (hu)
CA (1) CA2154699C (hu)
DE (1) DE69432748T2 (hu)
ES (1) ES2194868T3 (hu)
HU (1) HUT73313A (hu)
PL (1) PL309980A1 (hu)
TW (1) TW318973B (hu)
WO (1) WO1995014963A1 (hu)

Families Citing this family (97)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5583423A (en) * 1993-11-22 1996-12-10 Bangerter; Fred F. Energy saving power control method
US5637989A (en) * 1995-01-31 1997-06-10 Wood; Sylvester Energy savings apparatus
US6384946B1 (en) * 1995-12-22 2002-05-07 Thomson Licensing S.A. Electrical isolation between IR receiver and further electronic circuits
KR0171857B1 (ko) * 1996-06-29 1999-05-01 김광호 전원 공급 제어 회로 및 방법
US5754036A (en) * 1996-07-25 1998-05-19 Lti International, Inc. Energy saving power control system and method
SG55446A1 (en) 1996-10-29 1998-12-21 Idemitsu Kosan Co Lube oil compositions for diesel engines
US5867017A (en) * 1997-04-21 1999-02-02 Motorola Inc. Energy control system with remote switching
DE19812742A1 (de) * 1998-03-24 1999-09-30 Bosch Gmbh Robert Verfahren und Vorrichtung zum Schalten einer Induktivität
GB2336223B (en) * 1998-04-09 2000-04-19 Alstom Uk Ltd Improvements in or relating to the application of power-factor correction in AV power systems
EP0951126B1 (en) * 1998-04-15 2009-07-22 Mitsubishi Electric Corporation Compensation device and power transmission system using a compensation device
EP0982827A1 (en) * 1998-08-26 2000-03-01 Mitsubishi Electric Corporation Compensation device and power transmission system using a compensation device
US8019421B2 (en) * 1999-03-05 2011-09-13 Metacure Limited Blood glucose level control
TW435758U (en) * 1999-05-28 2001-05-16 Aten Int Co Ltd Electronic switching apparatus for general-purpose sequential bus interface
US6121758A (en) * 1999-06-23 2000-09-19 Daq Electronics, Inc. Adaptive synchronous capacitor switch controller
US6535859B1 (en) * 1999-12-03 2003-03-18 Ultrawatt Energy System, Inc System and method for monitoring lighting systems
US6172489B1 (en) 1999-12-28 2001-01-09 Ultrawatt.Com Inc. Voltage control system and method
JP3947895B2 (ja) * 2000-02-24 2007-07-25 株式会社日立製作所 照明装置用点灯装置
CA2410854A1 (en) 2000-06-01 2001-12-06 Powertec International Line side power and energy management system and methods
US6525490B1 (en) * 2000-10-02 2003-02-25 Patricia Ann Bailey Power saving circuitry
US6628091B2 (en) * 2001-05-29 2003-09-30 Koninklijke Philips Electronics N.V. Electronic switch for a bi-level fluorescent lamp fixture
US6969959B2 (en) * 2001-07-06 2005-11-29 Lutron Electronics Co., Inc. Electronic control systems and methods
US6400098B1 (en) 2001-08-21 2002-06-04 Sonlex Limited Compact fluorescent lamp dimmers
JP2005502293A (ja) * 2001-08-30 2005-01-20 ステューアト，ウイリアム，エル 電力管理の方法およびシステム
GB2381137B (en) * 2001-10-15 2004-03-03 Univ Southampton Signal generation apparatus and method for seafloor electromagnetic exploration
DE10156216A1 (de) * 2001-11-15 2003-06-05 Siemens Ag Verfahren zur Minderung des Einflusses eines Gleichstromanteils im Laststrom eines Asynchronmotors
JP2003285505A (ja) * 2002-03-28 2003-10-07 Fuji Photo Film Co Ltd カレンダタイマ機構
US7061195B2 (en) * 2002-07-25 2006-06-13 International Rectifier Corporation Global closed loop control system with dv/dt control and EMI/switching loss reduction
US20040119423A1 (en) * 2002-12-18 2004-06-24 Ultrawatt Energy Systems, Inc. Hi lumen dimmed lamp method and system
US20040158541A1 (en) * 2003-02-06 2004-08-12 Ultrawatt Energy Systems, Inc. Power savings financial compensation control method and system
US6801022B2 (en) * 2003-04-03 2004-10-05 George Fa Universal electrical energy saver
US6927546B2 (en) * 2003-04-28 2005-08-09 Colorado Vnet, Llc Load control system and method
US6982858B2 (en) * 2003-04-29 2006-01-03 Digitek Technology Co., Ltd. Electronic power-saving power control circuit
EP1637015B1 (en) * 2003-06-10 2014-12-03 Koninklijke Philips N.V. Light output modulation for data transmission
KR20050002963A (ko) * 2003-06-27 2005-01-10 삼성전자주식회사 브러시리스 모터의 구동장치 및 그 제어방법
JP2005071269A (ja) * 2003-08-27 2005-03-17 Fuji Photo Film Co Ltd カレンダタイマ機構、医療用画像処理システム、医療用プリントシステム、制御プログラム及び制御プログラムを記録する記録媒体
US20050068013A1 (en) * 2003-09-30 2005-03-31 Scoggins Robert L. Apparatus and methods for power regulation of electrical loads to provide reduction in power consumption with reversing contactors
GB2408158A (en) * 2003-11-11 2005-05-18 Darren O'connor AC electrical heating element energy saving control circuit
GB2427482B (en) * 2004-07-02 2007-05-02 Ohm Ltd Electromagnetic surveying
ITRM20040441A1 (it) * 2004-09-17 2004-12-17 Micronasa Di Patarchi Alberto Circuito per la regolazione sinusoidale della potenza elettrica fornita ad un carico.
CA2488674A1 (en) * 2004-11-30 2006-05-30 Montgomery Clifford Bondi Multiple dimmer lighting system
WO2006121893A2 (en) * 2005-05-06 2006-11-16 Titon Energy Power factor correction apparatus and method of producing a power factor correction capacitance for a specified load
US7242150B2 (en) * 2005-05-12 2007-07-10 Lutron Electronics Co., Inc. Dimmer having a power supply monitoring circuit
DE102005028206B4 (de) * 2005-06-17 2018-05-17 Tridonic Gmbh & Co Kg Ermittlung der Busadresse eines Teilnehmers in einem Beleuchtungs-Bussystem
WO2007003037A1 (en) * 2005-06-30 2007-01-11 Streetlight Intelligence, Inc. Method and system for controling a luminaire
WO2007003038A1 (en) 2005-06-30 2007-01-11 Streetlight Intelligence, Inc. Adaptive energy performance monitoring and control system
US7429828B2 (en) * 2005-06-30 2008-09-30 Streetlight Intelligence, Inc. Method and system for luminance characterization
US8095243B2 (en) * 2005-07-11 2012-01-10 Minesh Bhakta Power monitoring and control system and method
US7555365B2 (en) * 2005-07-11 2009-06-30 Minesh Bhakta Power monitoring and control system and method
JP4108695B2 (ja) * 2005-07-15 2008-06-25 三菱電機株式会社 車載電子制御装置
GB2430275A (en) * 2005-09-15 2007-03-21 Tyco Electronics Electronic control gear for monitoring and controlling lamps
CA2626575C (en) * 2005-10-17 2015-01-06 Acuity Brands, Inc. Constant lumen output control system
JP4365376B2 (ja) * 2006-02-14 2009-11-18 三菱電機株式会社 電力変換装置
US7746649B2 (en) * 2007-01-08 2010-06-29 Rockwell Automation Technologies, Inc. Modular soft starter
US7626344B2 (en) * 2007-08-03 2009-12-01 Osram Sylvania Inc. Programmed ballast with resonant inverter and method for discharge lamps
US20110182094A1 (en) * 2007-08-13 2011-07-28 The Powerwise Group, Inc. System and method to manage power usage
US8619443B2 (en) 2010-09-29 2013-12-31 The Powerwise Group, Inc. System and method to boost voltage
US8085009B2 (en) * 2007-08-13 2011-12-27 The Powerwise Group, Inc. IGBT/FET-based energy savings device for reducing a predetermined amount of voltage using pulse width modulation
US8120307B2 (en) * 2007-08-24 2012-02-21 The Powerwise Group, Inc. System and method for providing constant loading in AC power applications
US8085010B2 (en) * 2007-08-24 2011-12-27 The Powerwise Group, Inc. TRIAC/SCR-based energy savings device for reducing a predetermined amount of voltage using pulse width modulation
US8570190B2 (en) * 2007-09-07 2013-10-29 Led Roadway Lighting Ltd. Centralized route calculation for a multi-hop streetlight network
US8290710B2 (en) * 2007-09-07 2012-10-16 Led Roadway Lighting Ltd. Streetlight monitoring and control
US8698447B2 (en) 2007-09-14 2014-04-15 The Powerwise Group, Inc. Energy saving system and method for devices with rotating or reciprocating masses
US8810190B2 (en) 2007-09-14 2014-08-19 The Powerwise Group, Inc. Motor controller system and method for maximizing energy savings
US10655837B1 (en) 2007-11-13 2020-05-19 Silescent Lighting Corporation Light fixture assembly having a heat conductive cover with sufficiently large surface area for improved heat dissipation
US20090200951A1 (en) * 2008-02-08 2009-08-13 Purespectrum, Inc. Methods and Apparatus for Dimming Light Sources
US20090200960A1 (en) * 2008-02-08 2009-08-13 Pure Spectrum, Inc. Methods and Apparatus for Self-Starting Dimmable Ballasts With A High Power Factor
US20090295300A1 (en) * 2008-02-08 2009-12-03 Purespectrum, Inc Methods and apparatus for a dimmable ballast for use with led based light sources
US8004255B2 (en) * 2008-08-07 2011-08-23 The Powerwise Group, Inc. Power supply for IGBT/FET drivers
US20100225239A1 (en) * 2009-03-04 2010-09-09 Purespectrum, Inc. Methods and apparatus for a high power factor, high efficiency, dimmable, rapid starting cold cathode lighting ballast
KR101132884B1 (ko) * 2009-02-04 2012-04-03 엘에스산전 주식회사 전원 안정화 회로망에서의 노이즈 측정 시스템, 이에 적용되는 가변 필터 및, 전원 안정화 회로망에서의 노이즈 측정 방법
US8922133B2 (en) * 2009-04-24 2014-12-30 Lutron Electronics Co., Inc. Smart electronic switch for low-power loads
US8698446B2 (en) 2009-09-08 2014-04-15 The Powerwise Group, Inc. Method to save energy for devices with rotating or reciprocating masses
KR101816058B1 (ko) 2009-09-08 2018-01-08 더 파워와이즈 그룹, 인코포레이티드 매스 회전식 또는 왕복식 장치에 의한 에너지 세이브 시스템 및 방법
DE102009045650B4 (de) 2009-10-14 2022-04-21 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Regelung einer Anzeigevorrichtung
US8957662B2 (en) * 2009-11-25 2015-02-17 Lutron Electronics Co., Inc. Load control device for high-efficiency loads
US20110215774A1 (en) * 2010-03-04 2011-09-08 Electronic Energy Solutions Llc Ac power control with integral power factor correction
US8550388B2 (en) 2010-03-15 2013-10-08 Moog Inc. Drive circuit with integrated power factor correction for blender/shaver machine
AU2010202652A1 (en) * 2010-06-25 2012-01-19 Connected Group Australia Pty Ltd Improvement in Switches
US8193787B2 (en) 2010-07-06 2012-06-05 V Square/R, LLC System and method for regulating RMS voltage delivered to a load
US20120154968A1 (en) * 2010-12-21 2012-06-21 Darak Chen Overload protection device
US8633669B2 (en) 2010-12-24 2014-01-21 Marc Henness Electrical circuit for controlling electrical power to drive an inductive load
US20120326509A1 (en) * 2011-03-01 2012-12-27 Mcsheffrey William Duty cycle controller
US8093858B1 (en) * 2011-03-01 2012-01-10 International Controls And Measurements Corp. AC line voltage conditioner and controller
DE102011075141A1 (de) * 2011-05-03 2012-11-08 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Elektrowerkzeugs
US20140103878A1 (en) 2011-10-31 2014-04-17 Powermag, LLC Power conditioning and saving device
US9313849B2 (en) 2013-01-23 2016-04-12 Silescent Lighting Corporation Dimming control system for solid state illumination source
US8928173B2 (en) * 2013-01-30 2015-01-06 PowerMetrics International, Inc Dynamic high energy switch
JP6207223B2 (ja) * 2013-05-01 2017-10-04 キヤノン株式会社 モータ駆動装置およびその制御方法
US9410688B1 (en) 2014-05-09 2016-08-09 Mark Sutherland Heat dissipating assembly
US10119535B2 (en) * 2014-10-14 2018-11-06 Franklin Electric Co., Inc. Pump control system with isolated AC voltage detector
US9380653B1 (en) 2014-10-31 2016-06-28 Dale Stepps Driver assembly for solid state lighting
DE102016210517A1 (de) * 2016-06-14 2017-12-14 Rudolf Polzer Verfahren zum Regeln einer Ausgangsleistung einer elektrischen Wechselspannung
ES2684592B1 (es) * 2017-03-29 2019-04-30 Univ Alcala Henares Sistema de control de barrido para una plataforma de aprendizaje mediante pulsadores
US10568185B1 (en) 2019-07-18 2020-02-18 Leviton Manufacturing Company, Inc. Two-wire dimmer operation
DE102020207740A1 (de) 2020-06-23 2021-12-23 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Sensorvorrichtung sowie Schaltungsmittel und Verfahren zur Steuerung des Energieverbrauchs einer Sensorvorrichtung
EP4164343A1 (en) * 2021-10-08 2023-04-12 Schneider Electric Industries SAS Power control circuit, monitoring apparatus, monitoring system
US20230138316A1 (en) * 2021-10-29 2023-05-04 Shenzhen Baseus Technology Co.,Ltd Alternating current transmission circuit and socket

Family Cites Families (79)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3201597A (en) * 1960-11-01 1965-08-17 Balan Isadore Dimmer for electric lights
US3265930A (en) * 1962-05-03 1966-08-09 Gen Electric Current level switching apparatus for operating electric discharge lamps
US3265907A (en) * 1962-06-08 1966-08-09 Tokyo Shibaura Electric Co Dimmers for discharge lamps
US3390275A (en) * 1964-06-26 1968-06-25 Boeing Co Zero power detector switch and power transfer system
US3422310A (en) * 1965-06-14 1969-01-14 Don F Widmayer Apparatus for controlling current to load independent of load characteristics
US3421027A (en) * 1965-10-22 1969-01-07 Smith Corp A O Control for dynamoelectric machine having a pair of capacitive timing circuits interconnected to control firing of a triggered switch
US3422309A (en) * 1966-09-21 1969-01-14 Lutron Electronics Co Fluorescent light dimming system
DE1563772A1 (de) * 1966-10-20 1970-04-09 Siemens Ag Als vollelektronische,bipolare UEberstromsicherung wirkende Schaltungsanordnung
US3525882A (en) * 1967-05-25 1970-08-25 Herbert R Montague Rectified power supply circuit providing variable termination during half cycle conduction using zero crossing turn on and commutation turn off methods
US3872374A (en) * 1967-10-04 1975-03-18 Electronic Controls Corp Power control timing circuits with power line compensation
US3509450A (en) * 1968-03-22 1970-04-28 Rca Corp Thyristor controlled voltage regulating circuit
US3538427A (en) * 1968-05-13 1970-11-03 Microdyne Inc Alternating current constant rms voltage regulator
US3659147A (en) * 1969-04-22 1972-04-25 Controlled Environment Syst Electric current control apparatus
US3619765A (en) * 1970-06-24 1971-11-09 Westinghouse Electric Corp Electrical control apparatus using direction of current and power flow to gate switching devices
US3679932A (en) * 1971-01-19 1972-07-25 Pitney Bowes Inc Fluorescent lamp idling circuit
US3665293A (en) * 1971-03-03 1972-05-23 Gen Electric Phase-controlled static switch for a power circuit having a variable power factor
US3691452A (en) * 1971-05-03 1972-09-12 Western Union Telegraph Co Control of ac power by a logic comparator
US3935530A (en) * 1971-05-26 1976-01-27 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Compensation equipment for fluctuations in A.C. source voltage
US3793557A (en) * 1972-07-17 1974-02-19 Berkey Colortran Dimmer circuit and gapped core inductor useful therewith
US3821634A (en) * 1972-10-02 1974-06-28 Tony Construction Inc Externally regulated power phase control circuit
GB1460006A (en) * 1973-04-03 1976-12-31 Moores G E Variable brightness lamp
US3919592A (en) * 1973-11-19 1975-11-11 Lutron Electronics Co High intensity discharge mercury vapor lamp dimming system
US4042856A (en) * 1975-10-28 1977-08-16 General Electric Company Chopper ballast for gaseous discharge lamps with auxiliary capacitor energy storage
FI772438A (fi) * 1976-09-09 1978-03-10 Evers Poul Hahn Foerfarande foer reglering av i vaexelstroemnaetet till foerbrukaren matad elektricitetseffekt och anordning foer utfoerande av foerfarandet
CH611751A5 (hu) * 1976-10-19 1979-06-15 Evers Poul Hahn
US4189664A (en) * 1977-10-05 1980-02-19 Hirschfeld Richard L Power control unit for automatic control of power consumption in a lighting load
US4255782A (en) * 1977-11-15 1981-03-10 Jgf, Incorporated Electrical energy conversion systems
US4371812A (en) * 1979-04-06 1983-02-01 Controlled Environment Systems, Inc. Light regulation system
US4234820A (en) * 1979-04-06 1980-11-18 Controlled Environments Systems Light regulation system
DE2918015A1 (de) * 1979-05-04 1980-11-13 Eberhard Maier Leuchtstofflampe zum verlustaermeren betrieb mit kapazitivem anschlusswert
US4289948A (en) * 1979-07-17 1981-09-15 Square D Company Automatic voltage compensation for digital welder control system
CA1160297A (en) * 1979-09-17 1984-01-10 Takumi Mizukawa Induction heating apparatus incorporating an inverter circuit capable of broad output control
JPS5665567A (en) * 1979-11-01 1981-06-03 Ricoh Co Ltd Control device for exposure lamp
US4302717A (en) * 1980-02-04 1981-11-24 Fairchild Camera And Instrument Corp. Power supply with increased dynamic range
US4434358A (en) * 1980-02-13 1984-02-28 Westinghouse Electric Corp. Aircraft window heat controller with switched impedances
JPS56121363A (en) * 1980-02-28 1981-09-24 Hitachi Ltd Gate circuit for thyristor
US4369403A (en) * 1980-03-05 1983-01-18 The Scott & Fetzer Company Power factor controller for induction motor
US4350935A (en) * 1980-03-28 1982-09-21 Lutron Electronics Co., Inc. Gas discharge lamp control
US4300075A (en) * 1980-04-10 1981-11-10 The Nuarc Company, Inc. AC Regulator system for quartz iodine lamps
US4358716A (en) * 1980-04-14 1982-11-09 White Castle System, Inc. Adjustable electrical power control for gas discharge lamps and the like
JPS56149799A (en) * 1980-04-21 1981-11-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd Device for firint high voltage discharge lamp
JPS57193964A (en) * 1981-05-20 1982-11-29 Toshiba Corp Switching device
FI61781C (fi) * 1981-06-15 1982-09-10 Helvar Oy Effektregulator speciellt ljusregulator
US4352045B1 (en) * 1981-07-17 1994-05-31 Flexiwatt Corp Energy conservation system using current control
JPS58106617A (ja) * 1981-12-18 1983-06-25 Ricoh Co Ltd 交流安定化電源装置
JPS58191013A (ja) * 1982-04-30 1983-11-08 Nec Corp 交流安定化電源
US4447765A (en) * 1982-05-18 1984-05-08 General Electric Company Power supply for low voltage incandescent lamp
GB2124410B (en) * 1982-05-31 1986-02-12 Hideo Sugimori Heater control device
JPS5995618A (ja) * 1982-11-22 1984-06-01 Omron Tateisi Electronics Co 位相制御装置
US4489264A (en) * 1983-06-14 1984-12-18 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Power Control for AC motor
US4528494A (en) * 1983-09-06 1985-07-09 General Electric Company Reverse-phase-control power switching circuit and method
US4542451A (en) * 1983-10-07 1985-09-17 Sundstrand Corporation Inverter with bidirectional inverter for regenerative current
US4507569A (en) * 1983-12-30 1985-03-26 Conservolite, Inc. Electrical control system and driver
US5519311A (en) * 1984-01-19 1996-05-21 Don Widmayer & Associates, Inc. Control of AC power to inductive loads
US4642525A (en) * 1985-04-15 1987-02-10 Widmayer Don F Transient control circuit for fluorescent lamp systems
US4605890A (en) * 1985-06-24 1986-08-12 Vernitron Corporation Synchro power amplifier and control circuit for automatically tuning an inductive load
US4766352A (en) * 1985-08-27 1988-08-23 Widmayer Don F Method and apparatus for starting and operating fluorescent lamp and auxiliary ballast systems at reduced power levels
US4733138A (en) * 1985-12-05 1988-03-22 Lightolier Incorporated Programmable multicircuit wall-mounted controller
US4672301A (en) * 1986-04-04 1987-06-09 Industrial Power Controls Inc. Power controller circuit with automatic correction for phase lag between voltage and current
US4704570A (en) * 1986-05-30 1987-11-03 Hopkins Harry C Power controller
US4728866A (en) * 1986-09-08 1988-03-01 Lutron Electronics Co., Inc. Power control system
US4912390A (en) * 1986-10-16 1990-03-27 Square D Company Apparatus for controlling firing of thyristors relative to a current reaching zero by using a microcomputer and hardware responsive to voltage crossing zero
US4804916A (en) * 1986-10-28 1989-02-14 Timothy Yablonski Input voltage compensated, microprocessor controlled, power regulator
US4719402A (en) * 1986-12-18 1988-01-12 Westinghouse Electric Corp. VAR generator system with minimal standby losses
JP2711315B2 (ja) 1987-05-07 1998-02-10 ニシム電子工業株式会社 スイッチング電源装置
US4831508A (en) * 1987-10-20 1989-05-16 Computer Products Inc. Power supply system having improved input power factor
US4933798A (en) * 1987-10-22 1990-06-12 Widmayer R&D Ventures Self protecting and automatic resetting capacitor synchronous switch apparatus for control of AC power to inductive loads
US5038081A (en) * 1987-12-16 1991-08-06 Lutron Electronics Co., Inc. Reverse phase-controlled dimmer
US4879624A (en) * 1987-12-24 1989-11-07 Sundstrand Corporation Power controller
JPH0823779B2 (ja) * 1988-01-22 1996-03-06 東北電機製造株式会社 電力制御装置
US4806838A (en) * 1988-05-23 1989-02-21 Weber Harold J A.C. induction motor energy conserving power control method and apparatus
US5030890A (en) * 1988-05-25 1991-07-09 Johnson Samuel A Two terminal incandescent lamp controller
US4876497A (en) * 1988-09-20 1989-10-24 Hc Power, Inc. Power factor corrector
GB2226898B (en) * 1988-12-20 1992-08-12 Strand Lighting Ltd Electric lighting and power controllers therefor
US5237244A (en) * 1988-12-20 1993-08-17 Bertenshaw David R Electric lighting and power controllers therefor
EP0380833A1 (en) * 1989-01-31 1990-08-08 Lutron Electronics Co., Inc. Reverse phase-controlled dimmer
US4870340A (en) * 1989-02-03 1989-09-26 Davis Controls Corporation Method of and apparatus for reducing energy consumption
CA2050068A1 (en) * 1990-09-27 1992-03-28 Richard Wayne Glaser Power factor improving arrangement
US5583423A (en) * 1993-11-22 1996-12-10 Bangerter; Fred F. Energy saving power control method

Also Published As

Publication number Publication date
ATE241819T1 (de) 2003-06-15
JPH08506914A (ja) 1996-07-23
US6057674A (en) 2000-05-02
EP0689689A4 (en) 1997-11-12
DE69432748T2 (de) 2004-03-11
EP0689689A1 (en) 1996-01-03
AU6814194A (en) 1995-06-13
WO1995014963A1 (en) 1995-06-01
AU678579B2 (en) 1997-06-05
KR960700471A (ko) 1996-01-20
EP0689689B1 (en) 2003-05-28
CA2154699A1 (en) 1995-06-01
CA2154699C (en) 2000-02-22
EP1300935A2 (en) 2003-04-09
US5583423A (en) 1996-12-10
EP1300935A3 (en) 2006-05-31
US5652504A (en) 1997-07-29
HU9502208D0 (en) 1995-09-28
ES2194868T3 (es) 2003-12-01
PL309980A1 (en) 1995-11-13
US6191563B1 (en) 2001-02-20
BR9405928A (pt) 1996-01-09
DE69432748D1 (de) 2003-07-03
TW318973B (hu) 1997-11-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
HUT73313A (en) Energy saving power control system
EP1282231B1 (en) Load control system having an overload protection circuit
RU2606387C2 (ru) Блок управления мощностью и способ управления электрической мощностью, выдаваемой на нагрузку, в частности в блок светоизлучающих диодов и блок управления напряжением, для управления выходным напряжением блока преобразователя
US7259527B2 (en) Stepped dimming ballast for fluorescent lamps
KR20100016599A (ko) 디밍 회로 및 저항 및 단락 회로 검출용 전구 종류 검출기
KR101339063B1 (ko) 전자 컨버터들을 위한 보호 장치, 관련 컨버터 및 방법
US7460378B2 (en) Overload protection arrangement for electronic converters, for instance for halogen lamps
US20210157347A1 (en) High-Speed Optocoupler Circuits
JP6513162B1 (ja) 三相ｌｅｄ照明システム
US6958583B1 (en) AC voltage control circuit
US4970437A (en) Chopper for conventional ballast system
US8436547B2 (en) Multi-lamp driving system
TW200827976A (en) Power controller having current limited RMS voltage regulated output
EP1340413B1 (en) Apparatus for providing overload protection for a circuit
BE1024726B1 (nl) Voor-regelaar voor detecteren van verbindingstoestand van een dimmer
JPH11262256A (ja) 電源装置及び放電灯点灯装置
KR100379163B1 (ko) 인버터 히트펌프의 전력소자 보호장치 및 방법
JPS63133499A (ja) 螢光灯の調光装置および半導体スイッチ
KR20030058184A (ko) 모니터의 인버터 시스템 보호회로
EP2337431A1 (en) A method of detecting anomalous operating conditions in power supply circuits for light sources
JP2000340373A (ja) 照明装置
EP2339896B1 (en) High pressure discharge lamp lighting device and illumination fixture
KR20220000070U (ko) Ac 저전압 차단기능을 갖는 파워 모듈
JP5041841B2 (ja) 電力制御装置
KR20050038946A (ko) 외부전극 형광램프(ｅｅｆｌ)용 인버터 보호장치

Legal Events

Date Code Title Description
DFD9 Temporary protection cancelled due to non-payment of fee