SE431491B - Kopplingsanordning for konstant hallning av den effekt som av en belastning uttages fran en vexelstromskella - Google Patents

Description

8206087-2 _2.... i utföringsform av kopplingsanordningen beskrives nedan med hänvisning till bifogade ritning, på vilken fig. l är ett kopplingsschema och fig. 2 visar kurvformer hos matningsspänningar och uttagna impulser.

Ledningarna AC IN i kopplingsanordningen är för- bundna med en strömkälla som antas vara ett distributions- nät med 110 volt och 50 p/s. Strömtillförseln likriktas medelst dioderna Dl, D2, D3 och D4, så att mellan ledning- arna 3 och 3 (som kan vara jordad) uppträder en potential- skillnad med den kurvform som visas i fig. 2 D och bestå- ende av på varandra följande sinusformiga halvvågor med samma positiva polaritet. En zener-diod Zl parallellkopp- lad med en kondensator Cl är i serie med ett motstånd Rl förbunden mellan ledningarna 3 och 3 och håller punkten eller ledningen b på en konstant, relativt låg likspän- ning (t.ex. av storleksordningen 10 volt). En operations- förstärkare OP l (t.ex. av typen RCA 3l40) matas från led- ningen Q. I Ett motstånd R3 (t.ex. l00 kohm) i serie med ett motstånd R4 (t.ex. 47 kohm) är inkopplat mellan ledningarna b och 3. Vid punkten eller ledningen d hålles en spänning med konstant värde av storleksordningen 3 volt och denna tillföres till den icke-inverterande ingången (+) på opera- tionsförstärkaren OP l såsom en referensspänning.

Den inverterande ingången på OP l är ansluten till den mellanliggande punkten 3 på en spänningsdelare som be- står av en seriekoppling av ett fast motstånd R3 (330 kohm), ett fast motstånd R6 (18 kohm) och ett inställbart motstånd R7 (50 kohm). Vid punkten 3 uppträder en spänning med sam- ma helvågslikriktade sinusform (fig. 2D) som i ledningen 3 men med en avsevärt reducerad styrka (omkring 1/10 därav).

Operationsförstärkaren OP l är ansluten via ett motstånd R8 (47 kohm) till en effektförstärkare TR2 (t.ex. av typen Siemens BUZ 45) och styr densamma. Denna transis- tors utgângsklämmor är i serie med motståndet R9 (O,l ohm) och belastningen RL anslutna mellan ledningarna 3 och 3.

Belastningen är resistiv och kan bestå av en halogenglöd- lampa för 20 watt och 24 volt. Transistorn TR2 till- och frånkopplar belastningen RJ momentant med tidsintervall I som bestämmes av operationsförstärkaren. 8206087-2 _3_ Den ovan beskrivna kopplingsanordningen fungerar på följande sätt: Sålänge som spänningen i punkten g till- förd till operationsförstärkarens inverterande ingång är mindre än den konstanta spänning som tillförs via punkten Q såsom en referensspänning till operationsförstärkarens icke-inverterande ingång, tillför dennas utgång en spänning till transistorn TR2 som gör denna ledande. När spänningen på den inverterande ingången av OP l växer så att den blir större och så länge som den förblir större än spänningen på operationsförstärkarens icke-inverterande ingång, strypes transistorn TR2 och någon ström flyter icke genom belast- ningen R Belastningen kommer därför att matas med väsent- ligen tråangulära impulser med den form som visas i fig. 2C och som består av de begynnande och avslutande delarna av varje sinushalvvåg av spänningen hos den likriktade ström- källan. Om denna spänning höjes, såsom när man ansluter ledningarna AC IN till ett distributionsnät för 220 volt, kommer spänningen vid e och på operationsförstärkarens in- verterande ingång att från nollvärdet stiga hastigare än tidigare till samma värde som spänningen på den icke-inver- terande ingången, så att operationsförstärkaren når sin av- klippningspunkt tidigare och pulslängderna förkortas. Pul- serna kommer att få formen enligt fig. ZA och är ej endast kortare utan även högre än i fig. ZC på grund av strömkäl- lans förhöjda spänning (fig. 2B). Pulsernas längd varieras sålunda för att motverka variationer av utgångseffekten på grund av strömkällans förändrade spänning.

Den så långt beskrivna kopplingsanordningen kan duga så länge som strömkällans spänning varierar inom trånga gränser, men t.ex. för en fördubbling av denna spänning kom- mer impulsernas tidslängd att bli alltför kort och behöva korrigeras. Enligt ett sekundärt kännetecken på uppfinningen åstadkommes en korrektion som består i att på operations- förstärkarens icke-inverterande ingång anlägges en överlag- rad- relativt låg, glättad del av den helvågslikriktade strömkällans spänning. Detta åstadkommes medelst de tillkom- mande komponenterna R2 och C2. R2 är ett motstånd (t.ex. 2,2 M ohm) som är anslutet mellan ledningarna É och Q, och 8206987-2 _4- C2 är en med motståndet R4 parallellkopplad kondensator (0,47 uF). men utjämnas av kondensatorn C2 och höjer potentialskill- C2. till operationsförstärkarens inverterande ingång är sålunda Den genom R2 och R4 gående fluktuerande ström- naden över R4, Den spänning som av ledningen Q tillföres sammansatt av den ovannämnda konstanta komponenten, som be- stämmes av zener-dioden Zl, och en överlagrad variabel kom- ponent, som bestämmes av det matande nätets växelströms- spänning. Sistnämnda komponent justerar referensspännings- nivån hos OP l, och tidslängderna av de utskurna delar av sinuskurvan som framsläppes genom belastningen varieras på sådant sätt att pulsernas energiinnehåll ändras endast mycket obetydligt med den ändrade växelströmsspänningen. Om nämnda spänning exempelvis fördubblas, kommer impulslängderna att förkortas till cirka 60-65 %.

D5, D6 och D7 är clampingdioder. transistor (t.ex. av typen BC 107) med uppgift att skydda lampan RL mot överbelastning på grund av möjliga oförut- TR l är en sedda händelser. Denna transistor är icke väsentlig för uppfinningen och kan utelämnas.

I första hand syftar uppfinningen till att hålla effekten av belastningen på ett bestämt värde, t.ex. ett värde vid vilket t.ex. en glödlampa avger full ljusstyrka.

Genom att inställa motståndet R7 är det emellertid även möjligt att hålla effektuttaget konstant vid ett högre eller lägre värde, t.ex. för att minska ljuset från lampan.

Strömkällans spänning kan höjas från det ovan an- tagna värdet 110 volt till 220 volt eller den kan sänkas till en spänning som är endast obetydligt högre än belast- ningens nominella värde, utan att det sker någon skada och med en mycket liten variation av den uttagna effekten.

Kopplingsanordningen kan sålunda anslutas till ett god- tyckligt allmänt distributionsnät, och det är icke ens nöd- vändigt att ta reda på dess spänning.

De ovan angivna typerna och värdena på komponenterna är angivna endast för förtydligande exemplifiering och inne- bär icke någon begränsning av uppfinningens räckvidd. Efter- följande patentkrav inrymmer modifikationer i olika avseenden.

Claims (5)

82Û6087~2 fifilšfllåßâl

1. Koppiingsanordning för konstanthålining av den effekt som av en beiastning uttages från en växeiströms matningskäiia, möjiigast oberoende av dennas spänning, kännetecknad därav, att en opera- tionsförstärkare (OP 1) styr en effekttransistor (TR 2) som i se- rie med beïastningen (RL) är ans1uten ti11 en matningsiedning (a) som ieder en matningsspänning med sinusformig vågform, och att operationsförstärkaren, tiil vars ena ingång tiiiföres en bråkde) av nämnda spänning, gör transistorn iedande när och så iänge som momentanvärdet av nämnda bråkdei av matningsspänningen är 1ägre än ett gränsvärde som bestämmes av en referensspänning påtryckt på operationsförstärkarens andra ingång, viiken referensspänning hö- jes och sänkes när matningsspänningen höjes resp. sänkes, så att beiastningen genomgås av periodiska puiser med en kurvform som svarar mot formen av de första och sista deiarna av en sinushaïv- våg närmast intili noïivärdet och med en ïängd som är större e11er mindre i samma mån som matningsspänningen är lägre resp. högre, och som är sådan att puisernas energiinnehåii håïies väsentiigen konstant över ett vitt område av variationer av matningsspänning- en.

2. Koppiingsanordning eniigt patentkrav 1, kännetecknad därav, att matningsïedningen (a) är ansïuten via iikriktare (D1-04) tiii koppiingsanordningens ingångskiämmor (AC IN), som är avsedda att matas av ett växeiströms distributionsnät, så att spänningen i matningsiedningen (a) sammansättes av iikriktade och icke gïättade sinushaïvvågor.

3. Koppïingsanordning enïigt patentkrav 1, kännetecknad därav, att iängden av puiserna förkortas Iångsammare än i omvänd propor- tion ti11 ökningen av matningsspänningen, och omvänt. S2D6087¥3 Ch .f

4. Koppiingsanordning enïigt patentkrav 1, kännetecknad därav, att referensspänningen sammansättes av en komponent, som håïïes vid ett konstant värde med en zener-diod, och en komponent, som består av en glättad bråkde1 av matningsspänningen.

5. Koppiingsanordning enïigt patentkrav 1, kännetecknad därav, att tiil operationsförstärkarens inverterande ingång tilïföres en icke giättad spänning som biïdas av en fast bråkdeï av matnings- _spänníngen, och att tili operationsförstärkarens icke-inverterande ingång tilïföres en konstant spänning överiagrad med en g1ättad bråkdeï av matningsspänningen.