ITPI20070078A1

ITPI20070078A1 - Dispositivo di regolazione di tensione per generatori a magneti permanenti

Info

Publication number: ITPI20070078A1
Authority: IT
Inventors: Paolo Emilio Bagnoli; Emilio Franchi; Fabio Stefani
Original assignee: Univ Pisa
Priority date: 2007-07-02
Filing date: 2007-07-02
Publication date: 2009-01-03
Also published as: WO2009004466A2; WO2009004466A3

Description

Descrizione dell'invenzione industriale dal titolo: "DISPOSITIVO DI REGOLAZIONE DI TENSIONE PER GENERATORI A MAGNETI PERMANENTI"

DESCRIZIONE

Ambito dell'invenzione

La presente invenzione riguarda un regolatore di tensione per generatori, in particolare generatori di tipo azionato da motori a combustione interna, in specie per motoveicoli o motori stazionari.

Brevi cenni alla tecnica nota

Sono noti dispositivi di regolazione di tensione associati a generatori montati in modo azionato da un motore a combustione interna, ad esempio un motore per motoveicoli. Questi generatori hanno normalmente un rotore a magneti permanenti.

Tali generatori forniscono variazioni in tensione e frequenza del segnale prodotto particolarmente rilevanti, dovuti all'ampio campo di variabilità della velocità di rotazione del motore. Ad esempio, nel campo dei motoveicoli è possibile avere una tensione variabile da pochi Volt fino a 300 Volt ed una frequenza variabile da valori pressoché nulli a valore di 1000 Hz.

Esistono regolatori di tensione comprendenti un interruttore elettronico disposto tra l'ingresso e l'uscita del regolatore e connesso in parallelo rispetto alla sorgente di potenza, ossia al generatore. Durante il funzionamento, l'interruttore viene chiuso in modo programmato in modo da regolare la tensione efficace in uscita. Questa chiusura equivale a mettere in corto circuito il generatore (collegamento tipo shunt).

Tuttavia, un collegamento tipo shunt provoca una elevata dissipazione di energia sia sulla resistenza interna dell'interruttore sia sulla resistenza interna del generatore. Questo avviene a causa dei piccoli valori di induttanza interna tipici di questa tipologia di motore (pochi mH), che comporta una crescita molto veloce della corrente di corto circuito. Inoltre, il generatore sente un aumento del carico in ogni porzione del ciclo in cui il generatore viene messo in corto circuito. Sono poi necessari componenti di dissipazione del calore generato sull'interruttore in funzione della corrente commutata al fine di limitare la crescita della temperatura.

Sintesi dell'invenzione

È quindi scopo della presente invenzione fornire un dispositivo regolatore di tensione per un generatore che consenta di prelevare dal generatore la potenza strettamente necessaria per una corretta alimentazione del carico.

È un altro scopo della presente invenzione fornire un dispositivo regolatore di tensione per un generatore che regolarizzi la tensione di alimentazione e impedisca un danneggiamento del carico, migliorando la durata dei dispositivi alimentati.

È un altro scopo della presente invenzione fornire un dispositivo regolatore di tensione per un generatore che riduca gli effetti frenanti sul motore e riduca gli sprechi energetici e quindi il consumo di carburante.

Questi ed altri scopi vengono raggiunti secondo la presente invenzione da un dispositivo regolatore di tensione avente due terminali atti ad essere connessi rispettivamente ad un generatore di potenza in corrente alternata (ACG) e ad un carico (Re) da alimentare ad una predeterminata tensione efficace utilizzando detta potenza, detto generatore fornendo potenza in corrente alternata (ACG) secondo una serie di semionde positive alternate a semionde negative, comprendente

— mezzi commutatori disposti in serie tra detti terminali;

— mezzi di controllo per aprire e chiudere detti mezzi commutatori per selettivamente disconnettere o connettere elettricamente tra loro detti due terminali;

caratterizzato dal fatto che

— detti mezzi commutatori comprendono un interruttore elettronico bidirezionale, controllabile per essere chiuso e aperto nel corso di una semionda positiva in una prima direzione, e per essere chiuso e aperto nel corso di una semionda negativa in una seconda direzione, e che

— detti mezzi di controllo comprendono un dispositivo di calcolo elettronico (micro-controllore) atto ad impostare un intervallo tra detta chiusura e apertura di detto interruttore nelle due direzioni in funzione di valori preimpostati e dello stato del sistema.

Vantaggiosamente, detti mezzi di controllo comprendono mezzi per determinare un passaggio da una semionda positiva a una negativa o viceversa (zero Crossing di un segnale di tensione in ingresso (VI o ACGUP) proveniente da detto generatore, detti mezzi per determinare fornendo un segnale di zero Crossing a detto microcontrollore.

Vantaggiosamente, detti mezzi di controllo sono associati a mezzi per determinare un valore di tensione efficace (Vrms) di detto carico e un valore di corrente efficace di detto carico (Irms).

In particolare, detti mezzi per determinare la tensione efficace (Vrms) di detto carico e la corrente efficace di detto carico (Irms) comprendono:

— un primo circuito avente un ingresso connesso a monte di detto carico, atto a fornire in uscita un primo segnale in tensione proporzionale al valore efficace della tensione a monte di detto carico; — un secondo circuito avente un ingresso connesso a valle di detto carico (Re) e a monte di una resistenza (Ri) di valore noto piccolo e trascurabile rispetto al valore del carico in qualunque condizione di funzionamento, connessa in serie con detto carico (Re), detto secondo circuito essendo atto a fornire in uscita un secondo segnale in tensione proporzionale al valore efficace della tensione a valle di detto carico (Re), detta corrente efficace di detto carico (Irms) essendo calcolata tramite detto secondo segnale in tensione e detto valore noto di detta resistenza (Ri).

In particolare, sono previsti mezzi per fornire a detto microcontrollore detto primo segnale in tensione corrispondente a detta tensione efficace (Vrms) e detto secondo segnale in tensione corrispondente a detta corrente efficace (Irms), detto microcontrollore calcolando il valore della resistenza (Re) del carico come rapporto tra detta tensione efficace (Vrms) e detta corrente efficace (Irms) e la potenza dissipata sul carico come prodotto Vrms*Irms.

Inoltre, detto microcontrollore comprende mezzi per calcolare un valore di potenza dissipata istante per istante su detto carico tramite la seguente relazione: P=Vrms*Irms. Conoscendo detta potenza dissipata e detta resistenza di carico Re è possibile effettuare azioni diagnostiche e di controllo (protezione da corto circuiti, limitazione della corrente massima, ecc.).

In particolare, sulla base di detto segnale di zero Crossing e di detti primo e secondo segnale in tensione, detto microcontrollore genera una prima tensione a dente di sega S+ ed un seconda tensione a dente di sega S-, detta prima e seconda tensione a dente di sega avendo periodo sincrono con la tensione fornita da detto generatore di potenza, ed ampiezza massima costante al variare della frequenza di detta tensione. In tal caso si ha una pendenza variabile al fine di assicurare una regolazione indipendente dalla frequenza di funzionamento del motore.

Vantaggiosamente sono previsti mezzi per confrontare detto primo segnale in tensione corrispondente a detta tensione efficace (Vrms) ed un segnale di riferimento di tensione efficace (Vrif), detti mezzi per confrontare fornendo in uscita un segnale differenza.

In particolare, detto segnale differenza viene inviato in ingresso ad un controllore analogico di tipo PID (proporzionale - integrativo - derivativo), atto a fornire in uscita un segnale di risposta (Vpid) che rispetto all'utilizzo del semplice segnale differenza è in grado di velocizzare la risposta del sistema alle variazioni e di annullare l'errore di regolazione commesso a regime.

Vantaggiosamente, sono previsti mezzi per confrontare detto segnale di risposta (Vpid) sia con detta prima che con detta seconda tensione a dente di sega, fornendo in uscita rispettivamente una prima ed una seconda tensione risultante.

Vantaggiosamente, è previsto un generatore di impulsi che riceve in ingresso detta prima e seconda tensione risultante e fornisce in uscita quattro tensioni di controllo inviate a detto interruttore bidirezionale in modo da comandare l'apertura e la chiusura di detto interruttore bidirezionale.

Preferibilmente, detto interruttore bidirezionale comprende una coppia di componenti elettronici atti a permettere o impedire lo scorrimento della corrente in detto carico, scelti tra:

— due MOSFET contrapposti, uno per ciascuna semionda, in particolare MOSFET a canale n;

— due transistori BJT;

— due transistori IGBT;

— due tiristori o SCR.

Alternativamente, detto interruttore bidirezionale è formato da un TRIAC.

Breve descrizione dei disegni

Ulteriori caratteristiche e i vantaggi della apparecchiatura secondo l'invenzione risulteranno più chiaramente con la descrizione che segue di una sua forma realizzativa, fatta a titolo esemplificativo e non limitativo, con riferimento ai disegni annessi, in cui :

la figura 1 mostra un esempio di circuito elettronico di regolazione noto, avente un interruttore in parallelo;

la figura 2 mostra un esempio di circuito elettronico di regolazione secondo la presente invenzione, avente un interruttore elettronico bidirezionale;

la figura 3 mostra uno schema a blocchi di un circuito di controllo di un dispositivo regolatore di tensione secondo l'invenzione;

la figura 4 mostra uno schema semplificato delle forme d'onda presenti nel suddetto circuito, in particolare le tensioni in ingresso ed in uscita dal regolatore secondo la presente invenzione, oltre alle tensioni a dente di sega S+ ed S+ generate dai saw generators;

— la figura 5 mostra uno schema elettrico dell'interruttore bidirezionale di potenza presente nel regolatore.

Descrizione di alcune forme realizzative preferite Con riferimento alla figura 1 è mostrato uno schema noto di circuito elettronico di regolazione di tensione associato ad un generatore 1 azionato da un motore a combustione interna (non mostrato), ad esempio per motoveicoli. In tal caso, infatti, il generatore 1, essendo collegato all'albero motore, è soggetto ad un ampio campo di variabilità della velocità di rotazione e quindi fornisce in ingresso al circuito, una tensione variabile da pochi Volt fino a 300 Volt ed una frequenza variabile da valori pressoché nulli fino ad arrivare a 1000 Hz.

Tale circuito comprende un interruttore elettronico 6 connesso in parallelo rispetto alla sorgente di potenza, ossia al generatore 1. L'induttanza interna 2 e la resistenza interna 3 sono relative al generatore 1, quindi sono caratteristiche del generatore stesso.

Durante il funzionamento, l'interruttore 6 viene chiuso in modo programmato in modo da regolare la tensione in uscita verso l'utenza 5. Quando l'interruttore 6 viene chiuso, viene messo in corto circuito il generatore 1 provocando una elevata dissipazione di energia, in quanto l'interruttore ed il generatore hanno una resistenza interna attraverso la quale si produce calore. Inoltre, il generatore sente un aumento del carico in ogni porzione del ciclo in cui il generatore viene messo in corto circuito.

La figura 2 mostra un esempio di un circuito di regolazione di tensione secondo l'invenzione, avente due terminali 55 e 56 atti ad essere connessi rispettivamente ad un generatore di potenza in corrente alternata 30 e ad un carico 39 da alimentare ad una tensione efficace predeterminata. Il circuito, che in figura 2 è illustrato in una forma realizzativa di base, comprende un interruttore elettronico bidirezionale 33 controllabile per essere chiuso e aperto nel corso di una semionda positiva della tensione del generatore 30 in una prima direzione, e per essere chiuso e aperto nel corso di una semionda negativa della tensione del generatore 30 in una seconda direzione.

Il circuito comprende mezzi di controllo, non mostrati, per aprire e chiudere l'interruttore elettronico bidirezionale 33, aventi un microcontrollore, non mostrato, atto ad impostare un intervallo di tempo tra la chiusura e l'apertura dell'interruttore 33 nelle due direzioni in funzione di valori preimpostati e dello stato del sistema.

In figura 2 l'interruttore bidirezionale 33 è mostrato con due interruttori monodirezionali 34 e 35 in serie, e nel loro insieme in parallelo a due diodi aventi dieraione opposta tra loro, 8 e 9.

L'interruttore bidirezionale 33 può anche essere formato da due MOSFET contrapposti, non mostrati, uno per ciascuna semionda (o BJT o IGBT o SCR). Alternativamente, l'interruttore bidirezionale è formato da un TRIAC.

In figura 3 è mostrato uno schema a blocchi di un esempio di circuito elettronico di controllo di un dispositivo regolatore di tensione secondo l'invenzione, in cui il blocco 33 rappresenta un interruttore bidirezionale controllabile per essere chiuso e aperto nel corso di una semionda positiva in una prima direzione, e per essere chiuso e aperto nel corso di una semionda negativa in una seconda direzione.

Tale circuito elettronico di controllo comprende un generatore a magneti permanenti collegato all'albero motore rappresentato da un generatore ideale 30 di tensione sinusoidale ACG (Alternate Current Generator), da una induttanza Lm 31 e da una resistenza Rm 32, la cui serie costituisce l'impedenza interna del generatore reale.

L'interruttore bidirezionale 33, chiamato power AC Switch, è un interruttore bidirezionale di potenza che, come sopra descritto, ha il compito di chiudere o di aprire il ramo che va da ACG UP (55) al carico (LOAD) 56 rappresentato dalla resistenza Re 39, consentendo o impedendo lo scorrimento di corrente nel carico 39 stesso. La resistenza Ri 48, posta in serie alla resistenza di carico Rc39, è una resistenza di valore noto e sufficientemente piccolo onde non perturbare il comportamento del circuito; poiché nella resistenza Ri 48 scorre la stessa corrente che scorre nel carico Rc39, leggendo la tensione presente ai terminali della resistenza Ri 48 è possibile risalire all'entità della corrente che scorre nel carico 39 tramite la relazione Iioad=Vri/Ri.

La tensione (V LOAD) che insiste sul carico 39 e la tensione Vriche insiste sulla resistenza Ri 48 vengono inviate a due circuiti analogici 36 e 38 che hanno il compito di fornire in uscita due tensioni direttamente proporzionali al valore efficace delle tensioni presenti al loro ingresso, che a loro volta vengono mandate al microcontrollore 42. In questo modo è possibile calcolare il valore efficace della corrente e della tensione sul carico 39, e tramite queste, l'entità della potenza dissipata tramite la relazione:

^dissipata-^efficace(carico)*Iefficace(carico)

e la resistenza Rcdel carico, data dalla relazione:

Rc=Veff(carico) / Ieff(carico) .

Si noti che Vefficace e Iefficace sono state indicate precedentemente anche come Vrms e Irms.

Il valore Rcdella resistenza di carico, infatti, non è noto a priori ma varia al variare delle condizioni di utilizzo del motoveicolo, ad esempio se i fari, le frecce ecc, sono accesi o spenti.

La tensione presente nel punto ACG UP 55 viene inviata a un circuito analogico in grado di discriminare gli attraversamenti dello zero 41. La sua uscita viene mandata ad un ingresso del microcontrollore 42, che in questo modo riesce a calcolare la frequenza della tensione sinusoidale e la sua fase, e di conseguenza il numero di giri del motore. Sulla base di queste informazioni il microcontrollore 42 genera due tensioni a dente di sega S+ e S-, indicate rispettivamente con 46 e 47 e mostrate anche in figura 5, di ampiezza opportuna e sincrona rispetto all'andamento 63 della tensione ACG UP del punto 55.

Il valore efficace della tensione sul carico 39, indicata con Vrms, viene confrontato con un valore di riferimento di tensione efficace Vrif, inviato al sottrattone 37, ovvero col valore di tensione efficace che desideriamo imporre sul carico. Il risultato della sottrazione tra tali valori di tensione, viene elaborato da un controllore analogico 43 di tipo PID (proporzionale-integrativo-derivativo) che ha il compito di velocizzare la risposta del sistema e di annullare l'errore di regolazione commesso a regime. La tensione di uscita VPiddel controllore analogico 43 viene confrontata con S+ ed S- prodotti dai saw generator 46 e 47 tramite due comparatori 44 e 45; le due tensioni risultanti servono a comandare un generatore di impulsi 40 che fornisce quattro tensioni di controllo 57, 58, 59, 60 al Power AC Switch 33 o interruttore bidirezionale.

Con riferimento ai grafici di figura 4, che mostrano uno schema semplificato delle forme d'onda presenti nel circuito, sotto le ipotesi di avere una tensione picco-picco di 20 V e una frequenza di 500 hz, durante la semionda positiva 63' di tensione di ACG UP 63, all'instante "t on up" (70), S+ (65) supera Vpid(66), e la tensione "on up" (58) viene portata a livello alto, cosa che comporta la chiusura dell'interruttore 33 e fa iniziare lo scorrimento della corrente nel carico. Quando S+ (65) scende di nuovo sotto Vpid(66), la tensione "on up" (58) viene portata a livello basso e viene generato un impulso su "Off up" (57) che apre l'interruttore 33 e interdice lo scorrimento di corrente nel carico, nell'istante "t off up" (69). Durante la semionda negativa 63'' le cose vanno in modo esattamente duale, in quanto Vpidviene confrontata con S- (64). Le fasi di chiusura dell'interruttore bidirezionale 33 sono state evidenziate graficamente con tratti a linea continua spessa lungo l'andamento della tensione ACG UP 63.

Qualora, a seguito di una variazione del valore della resistenza del carico Re 39, si verificasse un aumento della tensione efficace sul carico Vrms, rispetto al valore di riferimento Vrif, si avrebbe un aumento della tensione Vpid. Questo modificherebbe le intersezioni fra S+ (65) ed S- (64) con la VPidstessa, ritardando gli istanti di chiusura dell'interruttore "t on up" (70) e "t on down" (71) e riducendo così la frazione di periodo in cui si ha scorrimento di corrente nel carico. Questo comporterebbe una riduzione del valore di Vrmsfino al riallineamento con Vrif. Il circuito si comporta in modo analogo ma opposto nel caso di una diminuzione di Vrmsrispetto al valore di riferimento. E' ora evidente come il circuito riesca a implementare una reazione negativa al fine di stabilizzare il valore efficace di tensione sul carico attorno ad un valore di tensione desiderato 37.

La reazione funziona anche nel caso di variazione del numero di giri del motore. Ad un aumento del numero dei giri corrisponde infatti un aumento dell'ampiezza della tensione sinusoidale generata, e quindi anche un aumento della tensione efficace sul carico, alla quale il circuito interviene variando gli istanti di commutazione dei tasti in modo da ristabilire il valore di tensione desiderato.

E' importante notare come la particolare forma scelta per S+ (65) ed S- (64) imponga l'apertura dell'interruttore ogni qual volta che la tensione su ACG UP (63) passa per lo zero. Questa soluzione è stata adottata al fine di minimizzare gli spike di tensione sul circuito, causa di inquinamento elettromagnetico e di disturbi. Gli spike si hanno solamente in corrispondenza della apertura dell'interruttore in un istante in cui la corrente che vi circola è diversa da zero; non si hanno invece in corrispondenza delle chiusure dell'interruttore grazie all'azione filtrante del circuito. E' comunque possibile, modificando la programmazione del microcontrollore 42 di figura 5, imporre l'apertura dell'interruttore anche in istanti differenti.

In figura 5 è rappresentato lo schema elettrico dell'interruttore bidirezionale di potenza 33 o switch bidirezionale presente nel regolatore di figura 3.

Anche in figura 5, come in figura 3, l'ACG 30 (alternate current generator) rappresenta un generatore di tensione, in particolare a magneti permanenti, collegato al motore con la sua resistenza interna Rm (32) e la sua induttanza interna Lm (31). Re (39)è la resistenza del carico, mentre Ri (48), posta in serie al carico, è una resistenza di valore noto e sufficientemente piccolo rispetto a quello del carico onde non perturbare il funzionamento del circuito in nessuna condizione operativa, che consente di misurare la corrente che vi scorre.

Sempre in figura 5, Mi (75) ed M2 (76) sono due transistori nMOS di potenza che, opportunamente pilotati dal resto del circuito, hanno il compito di permettere o di impedire lo scorrimento della corrente nel carico 39. La configurazione scelta per il loro pilotaggio presenta la particolarità di consentire l'impiego di due transistori 75 e 76 ad arricchimento a canale n, in modo da poter sfruttare la minore resistenza di canale rispetto ai transistori a canale p tanto per la semionda positiva di tensione 63' quanto per quella negativa 63' ' , mostrate in figura 4.

E' possibile utilizzare anche transistori di tipo BJT o IGBT in luogo dei MOS 75 e 76 senza significative modifiche circuitali. E altresì possibile l'impiego di SCR; essi presentano però l'inconveniente di non poter più interrompere il passaggio della corrente una volta che questa è stata innescata fino a quando non transita per lo zero a differenza dei transistori 75 e 76, che, invece, possono interrompere lo scorrimento della corrente in qualsiasi momento.

La descrizione seguente del funzionamento del circuito, con riferimento alla figura 4, si limiterà a quanto avviene nelle fasi in cui la semionda di tensione prodotta dal generatore risulta positiva (63'); quando diviene negativa (63'') il circuito si comporta in modo esattamente duale, facendo intervenire il blocco di condizionamento inferiore 52 in luogo del blocco di condizionamento superiore 51.

Con riferimento anche alla figura 5, considerando di avere una tensione positiva 63' su ACGUP (55), MI (75) interdetto e tensione bassa su ON UP (58) e OFF UP (57); i transistor Q4 (77), Q3 (78) e Q1 (79) si trovano quindi in stato di interdizione. Ciononostante, a causa della tensione positiva su ACGUP (55), il condensatore di bootstrap CI (80) si carica attraverso R7 (81) e attraverso la resistenza di carico Re (39) grazie al diodo (81) posto in antiparallelo a M2 (76). Se durante la semionda positiva successiva 63' ' ' , di figura 7, la tensione su ON UP (58) viene mandata alta, Q4 (77) va in saturazione abbassando il potenziale di base del transistor Q2 (82), che esce dallo stato di interdizione e porta la tensione presente ai terminali del condensatore fra gate e source di MI (75), il quale a sua volta inizia velocemente a condurre corrente. Un diodo zener DZ1 (83) serve a fissare la tensione massima Vgs, in modo da evitare rotture dell'ossido del MOS (75). Se, durante la conduzione di MI (75), portiamo bassa la tensione ON UP (58) e portiamo alta OFF UP (57), il transistore Q3 (78) va in saturazione, abbassando la tensione di base di Q1 (79) e saturandolo a sua volta. In questo modo la tensione fra gate e source di MI (75) diventa uguale alla tensione di saturazione di Q1 (79), minore di 1 Volt, e di conseguenza MI (75) entra in stato di interdizione, bloccando il passaggio della corrente nel carico 39.

La descrizione di cui sopra di una forma realizzativa specifica è in grado di mostrare l'invenzione dal punto di vista concettuale in modo che altri, utilizzando la tecnica nota, potranno modificare e/o adattare in varie applicazioni tale forma realizzativa specifica senza ulteriori ricerche e senza allontanarsi dal concetto inventivo, e, quindi, si intende che tali adattamenti e modifiche saranno considerabili come equivalenti della forma realizzativa specifica. I mezzi e i materiali per realizzare le varie funzioni descritte potranno essere di varia natura senza per questo uscire dall'ambito dell'invenzione. Si intende che le espressioni o la terminologia utilizzate hanno scopo puramente descrittivo e per questo non limitativo.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Un dispositivo regolatore di tensione avente due terminali atti ad essere connessi rispettivamente ad un generatore di potenza in corrente alternata (ACG) e ad un carico (Re) da alimentare ad una predeterminata tensione efficace utilizzando detta potenza, detto generatore fornendo potenza in corrente alternata (ACG) secondo una serie di semionde positive alternate a semionde negative, comprendente - mezzi commutatori disposti in serie tra detti terminali; - mezzi di controllo per aprire e chiudere detti mezzi commutatori per selettivamente disconnettere o connettere elettricamente tra loro detti due terminali; caratterizzato dal fatto che: - detti mezzi commutatori comprendono un interruttore elettronico bidirezionale, controllabile per essere chiuso e aperto nel corso di una semionda positiva in una prima direzione, e per essere chiuso e aperto nel corso di una semionda negativa in una seconda direzione, e che - detti mezzi di controllo comprendono un dispositivo di calcolo elettronico (micro controllore) atto ad impostare un intervallo tra detta chiusura e apertura di detto interruttore nelle due direzioni in funzione di valori preimpostati e dello stato del sistema.
2. Un dispositivo regolatore di tensione , secondo la rivendicazione 1, in cui detti mezzi di controllo comprendono mezzi per determinare un passaggio da una semionda positiva a una negativa o viceversa, proveniente da detto generatore, detti mezzi per determinare fornendo un segnale di zero Crossing a detto microcontrollore.
3. Un dispositivo regolatore di tensione , secondo la rivendicazione 1, in cui detti mezzi di controllo sono associati a mezzi per determinare un valore di tensione efficace (Vrms) di detto carico e un valore di corrente efficace di detto carico (Irms).
4. Un dispositivo regolatore di tensione , secondo la rivendicazione 3, in cui detti mezzi per determinare la tensione efficace (Vrms) di detto carico e la corrente efficace di detto carico (Irms) comprendono: - un primo circuito avente un ingresso connesso a monte di detto carico, atto a fornire in uscita un primo segnale in tensione proporzionale al valore efficace della tensione a monte di detto carico; - un secondo circuito avente un ingresso connesso a valle di detto carico (Re) e a monte di una resistenza (Ri) di valore noto piccolo e trascurabile rispetto al valore del carico in qualunque condizione di funzionamento, connessa in serie con detto carico (Re), detto secondo circuito essendo atto a fornire in uscita un secondo segnale in tensione proporzionale al valore efficace della tensione a valle di detto carico (Re), detta corrente efficace di detto carico (Irms) essendo calcolata tramite detto secondo segnale in tensione e detto valore noto di detta resistenza (Ri).
5. Un dispositivo regolatore di tensione, secondo la rivendicazione 4, in cui sono previsti mezzi per fornire a detto microcontrollore detto primo segnale in tensione corrispondente a detta tensione efficace (Vrms) e detto secondo segnale in tensione corrispondente a detta corrente efficace (Irms), detto microcontrollore calcolando il valore della resistenza (Re) del carico come rapporto tra detta tensione efficace (Vrms) e detta corrente efficace (Irms).
6. Un dispositivo regolatore di tensione, secondo la rivendicazione 4, in cui detto microcontrollore comprende mezzi per calcolare un valore di potenza dissipata istante per istante su detto carico tramite la seguente relazione: P=Vrms*Irms.
7. Un dispositivo regolatore di tensione, secondo la rivendicazione 2, in cui sulla base di detto segnale di zero Crossing e di detti primo e secondo segnale in tensione, detto microcontrollore genera una prima tensione a dente di sega S+ ed un seconda tensione a dente di sega S-, detta prima e seconda tensione a dente di sega avendo periodo sincrono con la tensione fornita da detto generatore di potenza, ed ampiezza massima costante al variare della frequenza di detta tensione.
8. Un dispositivo regolatore di tensione, secondo la rivendicazione 4, in cui sono previsti mezzi per confrontare detto primo segnale in tensione corrispondente a detta tensione efficace (Vrms) ed un segnale di riferimento di tensione efficace (Vrif), detti mezzi per confrontare fornendo in uscita un segnale differenza.
9. Un dispositivo regolatore di tensione, secondo la rivendicazione 8, in cui detto segnale differenza viene inviato in ingresso ad un controllore analogico di tipo PID (proporzionale - integrativo - derivativo) , atto a fornire in uscita un segnale di risposta (Vpid) che rispetto all'utilizzo del semplice segnale differenza è in grado di velocizzare la risposta del sistema alle variazioni e di annullare l'errore di regolazione commesso a regime .
10.Un dispositivo regolatore di tensione, secondo la rivendicazione 9, in cui sono previsti mezzi per confrontare detto segnale di risposta (Vpid) sia con detta prima che con detta seconda tensione a dente di sega, fornendo in uscita rispettivamente una prima ed una seconda tensione risultante.
11.Un dispositivo regolatore di tensione, secondo la rivendicazione 10, in cui è previsto un generatore di impulsi che riceve in ingresso detta prima e seconda tensione risultante e fornisce in uscita quattro tensioni di controllo inviate a detto interruttore bidirezionale in modo da comandare l'apertura e la chiusura di detto interruttore bidirezionale.
12.Un dispositivo regolatore di tensione, secondo la rivendicazione 1, in cui detto interruttore bidirezionale comprende una coppia di componenti elettronici atti a permettere o impedire lo scorrimento della corrente in detto carico, scelti tra : due MOSFET contrapposti, uno per ciascuna semionda, in particolare MOSFET a canale n; - due transistori BJT; - due transistori IGBT; - due tiristori o SCR.
13.Un dispositivo regolatore di tensione, secondo la rivendicazione 1, in cui detto interruttore bidirezionale è formato da un TRIAC.