PT96763B - Alimentador de corrente que funciona no modo de comutacao - Google Patents

Alimentador de corrente que funciona no modo de comutacao Download PDF

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Description

k presente invenção refere-se a um aiimentador de corrente que funciona no modo de comutação de acordo com o preâmbulo da reivindicação 1.
Com um aiimentador de corrente deste género, a amplitude da tensão de serviço gerada no lado do se cundário é estabilisada por meio de um ajustamento (regulação do tempo de trabalho (ciclo de trabalho activa) da transístor de comutação do lado do primário. Para isso, é necessário transmitir uma informação de regulação que indique a amplitude actual respectiva da tensão de serviço, do lado do secundá
tanto de manter-se a separação eléctrica entre o lado do primário e o lado do secundário. Portanto, é conhecido o processo de proporcionar circuitos adicionais tais como, por exemplo, um transformador separada ou um acoplador óptico para a transmissão da informação de regulação do lado do secundário para o lado do primária.
O fundamento da presente invenção consiste em obter a transmissão da informação de regulação do lado do secundário para o lado do primário, mantendo no entanto a separação eléctrica, de uma maneira simples e sem circuitos adicionais.
Segunda a presente invenção, o problema resolve-se de acorda com a reivindicação 1. Sas reivindicações secundárias indicam-se formas de realização aperfeiç oadas.
Segunda a presente invenção, o transformador, que de qualquer modo é necessário para a separação eléctrica e que - como tal - transmite potência do lado do primário para o lado do secundário, é usado adicionalmente para transmitir uma informação de regulação do lado do secundário para o lado do primária, A transmissão da informação verifica-se durante o chamado período de repouso do transformador, durante o qual é desligada a corrente através do enrolamento primário pelo interruptor de potência. A energia que é transmitida simultâneamente com a informação ou fornecida como retroacção para o transformador é deste modo mantida com um valor relativamente pequeno. A tensão de regulação no lado do primário pode ser deduzida de uma fracção da tensão que é função do valor actual respectivo da corrente inversa e, portanto, do valor das tensões de serviço geradas no lado do secundária. De preferência, a tensão no lado do primário é determinada durante o período de repouso utilizando uma
janela temporal, A tensão de regulação é então obtida apenas da fraeção da tensão desta janela temporal. Também é possivel deduzir a tensão de regulação da inclinação ou da amplitude de uma frente de um impulso, que é também função da corrente inversa e da tensão de serviço gerada no lado do secundário. Não é necessária qualquer enrolamento adicional no transformador para a transmissão da informação. Um enrolamento secundário, que ao mesmo tempo serve para gerar uma tensão de serviço, pode ser usado, por meio de um rectificador para a transmissão da informação.
Este enrolamento secundário fornece então energia ao circuito rectificador durante o período de trabalha e transmite uma informação para a operação do controlo, para o lado do primário, durante o período restante.
A transmissão de energia e a transmissão de informação verificam-se então atravões dos mesmas enrolamentos, mas em tempos diferentes e em sentidos diferentes.
Pode assim conseguir—se que uma parte definida da tensão do impulso no transformador seja uma medida da variável de regulação. Para a determinação desta fraeção do impulso para deduzir a variável de regulação há no entanto várias maneiras possiveis.
Numa primeira solução, a tensão do impulso é aberta no transformador utilizando um impulso de comutação durante uma janela temporal. O impulsa de comutação provem do processador que controla α alimentador de corrente que funciona no modo de comutação. 0 processador contém a informação sobre o tempo durante o período de trabalho em que a fraeção da tensão contém a informação de regulação. Esta fraeção da tensão é então aberta pela janela temporal e rectificada, para deduzir a tensão de regulação. Com uma segunda solução o impulso de comutação é obtido a partir da própria tensão do impulso. Os flancos dos vários impulsas são avalia-
dos por meio de elementos diferenciais, é então possível deduzir um impulso que marca o inicio da janela temporal, 0 impulso de comutação desejado que se estende pela duração da janela temporal pode ser gerado a partir deste impulso num modelador de impulsos.
Descrevem-se a seguir diferentes formas de realização, dadas como exemplo, das soluções mencionadas, com referência aos desenhos anexas, cujas figuras representam,
A fig. 1, o gerador de corrente que funciona de modo de comutação, numa forma simplificada, com a primeira solução;
A fig. 2, um exemplo do circuito de acordo com a segunda solução; e
A fig. 3 um diagrama das tensões e das correntes nas fig. 1 e 2.
Ha fig. 1, está presente uma tensão de serviço positiva +UB no terminal (1), obtida a partir de rectificação da corrente alternada'da rede.
A tensão Ub está ligada, através do enrolamento primário (Wl> do transformador <Tr), ao transístor de potência <T1>, que funciona como interruptor. O transístor <T1> é controlada pelo processador (P) com uma tensão <2) que é modulada em duração dos impulsos. As tensões de serviço (Ul>, (TJ2), <U3>, (U4> e (U5) são geradas através de vários enrolamentos secundários e rectificadores ligados. Um atenuador ECD (3), também designado por amortecedor”, está colocada em paralelo com o enrolamento primário <V1). Ble serve para a limitação dos picos dos impulsos e da inclinação dos flancos da tensão presente em <T1>.
O transístor (T2>, que está polarizado no sentido oposto ao do diodo <D1) e que é controlado na
sua base por um circuito comparador (V), está em paralelo com (Dl), O moda de funcionamento é explicado com referência á fig. 3. De tl a t2 a corrente il passa pelo enrolamento primário (VI) e pelo transístor (Tl). De t2 a t3, a corrente iD passa através do díodo (Dl), para carregar α condensador de carga (4). No instante t3, o transístor (T2) torna-se condutor e fornece uma denominada corrente inversa iT2 a partir da condensador de carga (4) de novo para o transformador (Tr).
A energia transmitida com essa corrente é relativamente pequena. No instante t4, o transístor (T2) é desligado. A tensão U2 é gerada na tensão de impulso (US) desde t4 até t5, através da corrente inversa iT2. A amplitude de U2 depende de it2. No circuita comparador (V) a tensão de serviço U5 é comparada com a tensão de referência Sef, no díodo de Zener (5). Conforme α resultado desta comparação, o transístor (T2) é controlado para ficar mais ou menos condutor, de modo que também it2 e U2 dependem de U5,
A tensão U2, que assim contém uma informação de regulação, também aparece no enrolamento primário (V2) na tensão UB que tem a fase invertida em relação a US. No processador (P) no conformador de impulsos (6) o impulso de modulação (UT) é derivado da tensão UB que controla periodicamente o transístor para ficar condutor e bloqueado.
impulso de modulação UT opera o interruptor (7) no sentido de uma janela temporal, de modo que apenas a parte U2 de UP é avaliada. Da tensão U2 que é aberta de uma maneira selectiva no tempo deduz-se, por meio do rectificador (8), a tensão de regulação Uri que é desse modo uma medida do desvio actual respectiva de U5 em relação ao valor desejada, no condensador (15). Na unidade comparadora (9) compara-se Uri com uma tensão de referência proveniente da fonte de tensão (IO). A tensão de regulação Ur2 obtida deste modo controla o modulador de duração de impulsas (11) de modo tal que a duração do impulso da tensão (2) é ajustada no sentido de uma estabilização das tensões de serviço Ul a U5.
Assim, o critério para a tensão de regulação Ur2 é a amplitude de uma parte da tensão de US ou UP durante a janela temporal trt-tsn A janela temporal t^-ts tem o valor de aproximadamente 10% a 20% do período de trabalho do transistor <T1). 0 impulso de modulação <UT> tem de estender-se pelo período de tempo t^-ts. De acordo com a fig. 3 ele é feito mais longo, designadamsnte de ta a ts, porque este impulsa pode ser derivado melhor do circuito. Ueste caso, também a parte de UP de ta a t^. é transmitida por meio do interruptor <7). Nas esta parte negativa é suprimida em função da acção do díodo <8), de modo que finalmente apenas é transmitida tensão Ua de tA a ts, através do díodo <8) para gerar Uri. Este circuita tem a vantagem adicional seguinte: usualmente é necessária uma resistência em paralelo com o condensador <4> , também chamada “resistência de sangria” e que proporciona uma passagem para a descarga do condensador. Com o circuito de acorda com a fig.1, esta resistência em paralelo pode ter um valor mais elevado, da modo que menos potência é dissipada na mesma. Conforme as necessidades, a resistência em paralelo pode também ser deixada completamente fora de serviço, em função de uma acção do transistor <T2).
A fig, 2 mostra uma outra possibilidade de gerar o impulso de modulação <UT). A tensão UP’ é obtida a partir da tensão UP utilizando o elemento diferencial <12>. Utilizando o elemento diferencial <13), a tensão UB’ é derivada da tensão UB na base de <T1). UP’ e UB’ são adicionadas no elemento adicionador <14), criando a tensão Udi. O impulso negativa UP’ em tt e ts e as impulsas UB* dirigidos no sentida positivo em ti e ts são adicionados e compensados parcialmante mutuamente, enquanto que a tensão negativa em UP’ em t,.-. se mantém. A tensão Uda pode ser usada num conformador de impulsos ou num circuito manoestável para gerar o impulso de modulação UT para a janela temporal t4-ts.
Alimentador de corrente que funciona no modo de comutação, com um transformador (tr) com um enrolamento secundário, que fornece, através de um díodo (Dl) uma corrente de carga (iD) para um condensador de carga (4) no qual está presente uma tensão de funcionamento (U5) de modo que, no lado do primária, é derivada uma tensão de regulação (Ur) dependente da tensão de funcionamento (U5) no lado de secundário, para controlar o tempo de funcionamento (ciclo de trabalho) de um transistor de comutação (Tl), caracterizado por, em paralelo com o díodo (Dl), estar um transistor (T2) que, depois da queda da corrente de carga (iD), é controlado para ficar condutor - em função da tensão de funcionamento (U5) - durante uma fracção do tempo de trabalha do transístor de comutação (Tl) e que fornece (T2), através da corrente inversa (iT2) que passa no sentido oposto relativamente á corrente de carga (iD), energia a partir do condensador de carga (4) de novo' para o transformador (Tr), e por no lado do primário a tensão de regulação (Ur) ser derivada da tensão (U2) induzida pela corrente inversa (iT2),
- 2ã Alimentador de corrente de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o transístor (T2) ser controlado por um circuito comparador (V) no qual se compara a tensão de funcionamento (U5> com uma tensão de referencia (ref.).
- 3ê Alimentador de corrente de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por um enrolamento primário (¥2) estar ligado através de um interruptor (7) que é operado por um impulso de comutação (UT) durante uma janela de tempos
Ct4—t5), a um rectificador C8) que fornece a tensão de regulação CUrl).
- 41 Alimentador de corrente de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por o impulso de comutação CUT) ser derivado de um processador CP) que controla o alimentador de corrente no modo de comutação e o impulso CUT) ter uma posição temporal definida dentro do periodo de operação.
- 51 *
Alimentador de corrente de acordo com a reivindicação 2, caracterizada por o impulso de comutação CUT) ser derivado de um flanco do impulsa da tensão na enrolamento primário ou num enrolamento secundário do transformador CTr) (fig.2),

Claims (1)

  1. Alimentador de corrente de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a referida fracção ser de aproícimadamente 10 a 20%.
    A requerente reivindica a prioridade do pedido de patente alemão apresentado em 15 de Fevereiro de 1990, sob o EfS. P 4004707.5.
    Lisboa, 14 de Fevereiro de 1991
    0 ASffilES OFICIAL »A PEOfSISUADE KMSTMAL rX'' usuo
    ALIMESTADQR DB CORRESTE QUE FUUCIQMA SO MODO DE COMUTAÇÃO”
    A invenção refere-se a um alimentador de corrente que funciona no modo de comutação, que compreende um transformador (Tr) com um enrolamento secundário que fornece, através de um díodo (Dl), uma corrente de carga (iD) a um condensador de carga (4) onde está presente uma tensão de funcionamento <U5>, Mo lado do primária é derivada uma tensão de regulação (Ur), que é função da tensão (U5) no lado do secundário, para controlar o tempo de funcionamento de um transístor de comutação (Tl). Em paralelo com o díodo (Dl) está um transístor <T2) que se torna condutor depois da queda da corrente de carga (iD> e em função da tensão de funcionamento (U5) durante uma fracção, de 10 a 20% do tempo de trabalho do transístor de comutação (Tl) e que fornece energia do condensador de carga (4) de novo para o transformador (Tr), Mo lado do primário, a tensão de regulação é derivada da tensão (U2) induzida pela corrente inversa (iT2) que passa no sentido oposto ao da corrente de carga (iD).
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