TW395089B - Apparatus for feeding an electrical load - Google Patents

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A7 B7 五、發明説明（） 本發明係關於饋電予具有一預定檫稱電壓之電負載的 一種裝置，包含有連至一供應電壓源之輸入Μ及提供给該 負載之輸出。 此一裝置，依其最簡形式，包含一機械式開關將一連 接供應電壓源，例如一電池或電網路的電路接合至該負載 。該Α載最普遍是一種白熾燈泡。該電路另含有保險絲以 防超載。 利用電路技術的特定量測，負載可被饋以或多或少的 能量Μ控制，例如從0百分比至100百分比的白熾燈泡亮度 。這可由，例如電位計之協助，而達成。目前普遍使用的 是所謂的相位角控制，其利用閘流體或雙向矽開關元件在 一延遲，可選取時刻將一交流電壓的各半波連至負載。 以直流饋電予一電負載和Κ交流饋電予一零負載各有 優缺點。對於白熾燈泡和其他照明裝置已有人嚐試改進其 效率Μ得到提升的亮度因數或所產生的光度（在一定功率 下>。 經濟部中央揉準局貝工消费合作社印装 (請先閏讀背面之注$項%填寫本頁) % 在饋電予電負載之情況，尤其是步進馬達或類似者， 一般施加一脈波形供應電壓至負載，其中脈波列的作用週 期，亦即脈波寬度對脈波間隔的比值，決定從0至100百分 比的供應至負載功率。在此種脈波形饋電的極端情況是純 直流饋電至負載。其中脈波寬度是100百分比，而間隔是 0百分比，相當於無限大的作用週期（脈波/間隔）。在各 情況中電壓脈波的電壓振幅必須相當於負載的榡稱電壓。 本發明意欲得到一棰與先前技術比較在饋電予一電貪 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（ 210X297公釐） -4 _ 經濟部中央標準局貞工消费合作社印製 A7 _B7__ 五、發明説明（） 載中具有相當高效率，尤其是歐姆式負載，如白熾燈泡， 或是低效率純粹或主要為電感式或電容式負載之情況，K 便加強利用電能。 依據本發明，這可由施加一串列針形脈波至與負載相 連的輸出之一種針形脈波整波器而逹成。 在理想情況中，這些針形脈波是狄拉克（Dirac)突波 ，亦即，具有非常高振幅且非常短，但穩定脈波特續的脈 波。 該等饋至負載針形脈波的振幅受到目前可用產生脈波 的電子電路裝置之限制。Μ目前可用的電子電路裝置，可 產生100毫撒秒左右的脈波波持绻。因此，可採用振幅比 炱載的檫稱電壓大且為其一至二倍的高電壓。 使用直流電路時，必須小必使饋至負載的供應電壓絕 不顯著地大於標稱電壓。但是，廣為習知的，在供應電壓 和棲稱電壓之比值W及產品效率（白熾燈泡亮度）和產品使 用赛命之比值之間存在一種幾乎比例式關係。舉例而言， 當具有100伏標稱電壓之一燈泡被饋以90伏或甚至80伏的 電壓時，效率降低，亦即所產生的亮度明顯較低。但是， 以此種減低效率使得使用壽命同時增加。當供應電壓Μ相 反方式提升至110或甚至120伏時，效率，亦即本例中之產 生亮度，被提升了，但使用壽命相對地降低。當供應電壓 相當地高於檫稱電壓時，例如Ml.5倍的因數，負載將會 在短時期内被破壊。 係據本發明之標準，負載之使用壽命絕不受到負面影 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) Α4洗格（210X297公釐） 5 1!.I-^------裝------訂------旅 (請先Μ讀背面之注意事項#ί填寫本頁) 五、發明説明（ A7 B7 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 饗，而是會提升。因爲供應至負載的針形脈波是非常短的 持繙，負載不受破壞，即使當脈波電壓遠高於負載之標稱 電壓時也不會。 依據本發明之装置，針形脈波的作用周期最大約為0.3 ，其相當於，例如3對10，的脈波持續對脈波間隔的比值 Ο 依據本發明，當饋電予，例如一白熾燈泡時，供應具 有燈泡檫稱電壓數倍高的電壓振幅的針形脈波而非習用交 交流電壓，可產生相同亮度且所消耗電功率只是先前消耗 功率之一分量而已。 當檢視狄拉克突波的頻譜時，可看到多個諧波。所有 分童均被消耗於電負載中。尤其當負載是純電感性或含電 感性組件時，有一個二極體反向並滕於負載。所得到的效 果是使電抗能量返回該負載。 依據本發明，針形脈波具有固定龙脈波寬度，同時也 具有非常窄且相當高的電壓振幅。它們永遠是直流脈波， 亦即具有相同極性的脈波。 負載控制的調節由對應地延伸脈波間隔之簡單方式所 達成。在負載的最高可能功率時，在本例中的作用週期（ 脈波特續/脈波間隔）被設定為0.3的最大可能值。供應電 壓振幅對檫稱電壓的對應比值約為1.7(3之平方根〉。在較 低的壓電比值（脈波振幅/負載之標稱電壓）時，雖然所得 到的能量利用仍比使用先前技術好，但不再有更好的效果 。脈波振幅對於負載檫稱電壓的比值愈高，所得效果愈好 請 先 閲 A 之 注 項 再ί 填 寫 本 頁 裝 訂 旅 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） A7 _ B7 五、發明説明（） 。較佳的電壓比值是大於1.7;尤其是大於3,且最好是大 於5之值。負載ή檫稱電壓不宜少於針形脈波的振幅除以 脈波間隔被Μ脈波持續正規化後的平方根值（UZn„m2 UB/ simtp/tj〉。 爲了以短脈波得到高切換速率，必須採用電子開關。 因此，依據本發明，在裝置的輸入和輸出之間有一電子式 快速開關。例如，場效電晶體（FET)或雙極性電晶體。為 使用一 FET作為快速開關時，即可控制一良好電壓。在使 用雙極性電晶體的情況中，可控制電流以配合FET的高歐 姆性輸入電阻或雙極性電晶體的低歐姆性輪入電阻，且得 到高切換速率。 使用具有高電壓振幅的針形脈波需有對於環境，尤其 是供應電壓源，能防止負面效果的檫準。依據本發明，裝 置的翰入具有一 LC濾波器連至該處。這棰低通濾波器使能 量可用於針形脈波且確保該等脈波之穩定性，但同時可防 止在電壓源上的反作用。 從負載流回供應電壓源的能量可特別地由連接於該裝 置輪出之上游的反向電流截止二極體而避免。 經濟部争央標準局貝工消费合作杜印製 饋至負載的針形脈波電壓振幅與針形脈波串列的作用 週期相關。依據本發明，檫稱電壓值與針形脈波的電壓振 幅是由作用週期的平方稂之計箕而相關。Μ 1:丨〇的h : U 的作用週期和一所給予檫稱電壓，針形脈波的電壓振幅不 能高於大約3倍的標稱電壓。因此，對於一預定的電壓脈 波準位（電波電壓），標稱電壓至多以相當於作用週期平方 7 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 鲤濟部中央橾準局ec工消费合作社印製 A7 B7 五、發明説明（） 根之因數小於電波電壓。這情況之條件為負載實際上接收 比標稱功率更高的功率，但應接收如習用方式般相同的能 量。 在上述負載控制原理的特定應用中，該負載是一種電 子式喇叭或警報器。 電子式螯報器是廣爲習知。一種電子式換能器（揚聲 器〉是經由一放大器最後級的調變级所驅動。這棰習知電 子式警報器的操作方式基本上是類比的。當需要得到一般 要求音量時（如在32米距離有115分貝），必須饋送可觀的 功率至換能器。需將放大器最後级的特性輸出阻抗匹配於 負載的阻抗。這導致可觀的損耗。 依據本發明的電子式警報器包含一針形脈波產生器， 其經由最後级的電子式開關將該電子聲音換能器建至一電 壓源，尤其是一電池。 本發明之實施仃例將經由画形加Μ詳細說明，其中 第1圖展示用Μ饋電予一電Α載之裝置的一種基本電 路圖， 第2圖展示相似於理想的狄拉克針形脈波的一種實際 針形脈波之脈波圖， 第3圖展示一針形脈波串列， 第4圖展示圖解式地示於第1圔中的饋罨予一電負載 之裝置的一種基本電路圖， 第5圔是在第4圖中所示實際針形脈波產生器（NIG) 的詳細電路圖， 本紙張尺度適用中國國家標率（CNS ) A4规格（210X297公釐） ---.--^-----•'裝------訂------旅 (請先聞讀背面之注意事項—填寫本頁) 經濟部中央揉準局負工消费合作社印製 A7 B7 五、發明説明（） 第6圖展示在一整流器（習用）和一針形脈波產生器 NIG(依據本發明）之協助下，分別地從一交流電壓源賸電 給予一白熾燈泡的電路配置， 第7圖展示一理想諧波振盪和四組不同脈波的信號形 狀和頻譜之比較表示，其中最上面二列的脈波（第7A和7B 圖）對應於所提較佳針形脈波（Ni)，且第7C圖和第7D圖的 脈波仍如針形脈波一般可用， . 第8圖展示從能量源經由負載的典型能量流的分解圖 ，基本上各Μ三種負載之一的不同效率展示出， 第9圖展示饋電给予一電子式警報器的方塊圖。 依據第1圖，具有一電池電壓UB的電壓源2具有一檁 稱罨壓UZn。·《的負載L經一切換裝置6連至該處。 該電壓源2可以是一電池或是Μ—變壓器、一整滾器 和一整形電容器而從一主要交流電壓，如220伏，傳遞一 直流電壓UB的一種習用整流器配置。 在例中的負載L是一種歐姆式負載，尤其是一種電氣 白熾燈泡。此處所述的實施例也適用於電感式和電容式貪 載或複式負載（一種歐姆式、電感式和電容式元件的組合 之負載）。但是，本發明尤其適用於具有低效率的歐姆式 、電感式和電容式負載，如白熾燈泡、電子-聲音和壓電 式轉換器及類似者。 在應用中Μ—種電子-聲音換能器作爲負載的例子， 下面將對一種電子警報器加以說明，其為優越能量利用之 良好例子。 本紙張尺度適用中困國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） 9 ---------^------1Τ------^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) Α7 Β7 經濟部中央揉準局負工消费合作社印製 五、發明説明（） 如第1圖所示，依據本發明的電池電壓遠高於貪載 L的檫稱電壓UZn。》。 在切換装置6内，有一串列的針形脈波（相似於狄拉 克脈波〉被下面將說明的電路技術標準從電波電壓UB產生 出來，其中分別脈波的電壓振幅相當於電池電壓UB且作用 週期（脈波持續/脈波間隔）可被調整且不大於0.3。 如第3圖所示，針形脈波具有相當於電池電壓UB的峰 值振幅，其大約是負載檫稱電壓UZ»。™的4倍。在所示實 實施例中，脈波持續h對於脈波間隔tP的比值大約是1 : 16。除了第一個週期Τ»之外，分別脈波“週期長度”是T ，其中UST。這是由電路技術所導致。 第2圔展示一値別的穩定針形脈波之放大體。這針形 脈波構成（理想）狄拉克脈波之一近似。整値脈波持鏑時間 是、。這脈波持繙時間1^包括小於100毫撤秒的上升時間k ，大約100(至多200)毫撤秒的“保持時間” TDM及小於500 毫微秒的延遲時間tT。電池電壓UB是在10至1000伏之間。 第4圖是第1圖中圖解表示的切換裝置6的一種詳細 表示。圖形左方是切換裝置的輪入，其接受電池電壓UB， 且圖形右方是其輸出，有一標稱電壓UZn〇m的負載L連至該 處。在切換裝置的輸入處有一總圈62和一電容器64所組成 的一組LC濾波器。 一組電子開關66,在本例中設計為自我截止式FET ， 其閘極端G被一針形脈波產生器NIG 68 Μ適當電壓加Μ控 制。經由該端點，開關66對針形脈波產生器呈現一種開啟 本紙張尺度適用中國困家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） 10 ---------裝------訂------球丨1 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) Α7 Β7 經濟部中央橾準局負工消費合作社印製 五、發明説明（） (ON)或關閉（OFF)狀態。在輸出處，有一個二極體D2反向 平行於負載。在輪出端和電子開關66之間有一逆流截止二 極體D1。 針形脈波產生器68具有一電位計連至該處，其與一主 要開關HS串接，利用該電位計使間隔持續可從一最小調整 至一無限大間隔值。該無限大間隔是打開該主要開關而調 整得到，其相當於切掉針形脈波產生器68。其他調整組件 ，爲簡化起見在此略去，除了針形脈波產生器的脈波持續 之調整，截止和不截止之外，允許脈波和脈波間隔的外界 同步及調變。 針形脈波產生器68的操作電流經過FET開關66的源極 端S和針形脈波產生器68之間的接點Μ及針形脈波產生器 68和第4圖裝置的公用下方匯流排線之間的接點。 第5圖是依據第4匾的針形脈波產生器68的詳細圖形 ，在實際應用中其被設計成一種小尺寸（10X 20X 30毫米） 的單片模組。它被設計用於5至100伏之間的電池電壓UB。 Μ目前可用組件而言也可能有適用於10至1000伏電池電壓 且高至20瓦的稍大型模組。電子組件的未來發展將使在數 千伏範圍電壓的針形脈波振幅成為可能。 在本例中最大預置作用週期是1: 9。一密封容器，此 處未詳細示出，確保有攝氐負20度至正60度之間的穩定溫 度操作範圍。 在Η和L二端之間有一串接的電阻器R2及二個二極體10 和20。在施加一電壓後，在電晶體Τ1的基極之提升電壓開 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐〉 11 裝 訂 I (請先閲讀背面之注意事項和填寫本頁) 經濟部中央#準局負工消费合作社印«. A7 B7 五、發明说明（） 啟該電晶體T1。電晶體T1操作如同一固定電流源，並且依 據在T1射極的電阻器R1之大小，供應一固定電流至電阻器 R2和二極體20,並將第5圖中左上方所示的電容器C充電。 在第5圖右方，有一電流同時流經分壓電阻器R13和 和R14, Μ致一參考電壓Ur被調整於該二電阻器之間。當 電容器C被完全充電時，電容器電壓Uc大約是參考電壓Ur 之1. 5倍。這是提供给由二値分別電晶體T3和T5所形成的 單接合電晶體UJT，其中T3的基極連至T5的集極且T5的基 極連至T3的集極。只要電晶體T3的射極E2的電位高於參考 電壓Ur，UJT即截止流經電阻器R9和R10的電流。 只要電容器電壓比參考電壓Ur高出約5個百分比，一 針形脈波的前緣（在第2圖中的即開始上升。將UJT導 通，電流即流過電阻器R9和R10，由於電晶體T4的基極電 位與其射極比較之下快速減低，而使電晶體T4被驟然開啟 。一針形脈波NI (相似於一狄拉克脈波）經由二極體40和50 被發出。一電流隨後流經二極體60和電阻器R7和R8。在T2 的基極的提升電位開啟電晶體T2，因而電晶體T 1瞬時截止 。電容器的充電因而被中斷。存在電容器C的能量經由電 晶體T4和二極體40及50而傳至輸出端Γ和2’。在第2圖中 的時間持續tD依據第5圖中的電路而決定於電容器的放電 通道，它是由UJT，R10和電阻器R9及包含電阻器R6的電晶 體T4之基極至射極通道的平行連接所構成。 UJT的開啟時間維持至電容器C幾乎完全放電為止。該 電容器C只有在第一個針形脈波開始之前是完全不帶電， 本紙張尺度逍用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐） 12 ---.--------裝-- (請先閲讀背面之注$項填寫本頁)

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•I Α7 Β7 經濟部中央標準局貝工消费合作社印製 五、發明説明（） 那是第一痼時間週期相對較長的原因。UJT在第2圖的週 期tT時開始關閉。 第6圖展示一方面饋電予一白熾燈泡負載的一種習用 裝置且另一方面為依據本發明之一種裝置的電路配置。 一組220伏的交流電壓網路具有二組變壓器TR1和TR2 連至該處。在TR1的次要侧有一 15伏的交流電壓被一全波 整流器加Μ整流且饋至用於一 12伏白熾燈泡GB的輸出夾端 。在該輪出端有一電流表和一電壓表。這消耗電路可由機 械式主要開關HS加Μ控制。 TR2的次要端線圈傳遞一 48伏的交流電壓至一全波整 流器。因此在電容器ς處可得大約60伏直流電壓的電池電 壓。 針形脈波產生器Μ配合第5圖的上述方式產生一針形 脈波串列。該針形脈波饋至Μ 12伏燈泡連接爲負載的輸出 端。一揷座插頭HS具有一電位裝設於其中Μ便該裝置作為 該針形脈波間隔之一控制組件且因此Μ最簡單方式形成各 分別電路的可能完全控制。 依據第6圖所設計的電路配置在操作上示出下方部份 的饋送裝置，亦即依據本發明所設計的饋送裝置，只以一 半的平均功率消耗即提供相同的燈泡GB之亮度。 Μ電感式負載的進一步測試示出相似的能量節約效果 ，舉例而言，具有一壓力室的一種電子聲音轉換器（一 種高功率揚聲器〉被當作電感式負載而由依據本發明的裝 置所饋電。此處，與習用配置比較之下得到可觀的能量節 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· .1Τ -—旅 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4规格（210Χ297公釐） 13 五、發明説明（) A7 B7 經濟部中央橾準局負工消费合作社印裝 約0 依據第6圖的展示配置允許在~比較基礎上在不良效 率的歐姆式負載（白熾燈泡）的習用型和發明型饋電之間作 一比較。 第7圖的左部展示具有1: 7.2至1: 180之間寬廣不同 脈波/脈波間隔比值的四脈波串列和理想諧波振盪HS之函 數。所有振盪函數之週期T被小心地調成20毫秒的長度* 它正好是圖中左部下方的HS函數情況的50赫的重複時間。 所有五種振盪函數具有相等的振幅A。 週期長度T的起點和終點是在第7(E)圖中諧波振盪的 正半波之峯值處，或者正在四個脈波串列中脈波的中間處 Μ便能更容易地說明各振盪函數之傅利葉级數。該週其T 也示為一完整之圓旋轉，亦卽2π (强）或360度。 各脈波之時間長度由其半個“開啟角度” Ρ和其半個 時間長度示之。 依據傅利葉分析，所有振盪函數可由適當的傅利葉级 數表示之Μ致它們代表一特定可計算且量測數目之定義頻 率的純諧波振盪及其相關振幅。當把等諧波函數組在一起 時，即可得到該基本函數。 第7圖左方分別的五組振盪函數之電壓具有第7圖右 方所示的頻譜。應注意到，該四組脈波串列的諧波成分之 頻譜振幅並未依刻度劃出（該等圖形以誇大方式示出針形 脈波串列的頻譜線）。 可看出，依據第7(E)圖的頻譜中諧波拫盪的拫幅Α正 請 先 閲 背 Λ 之 注 % 裝 訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 14 經濟部中央揉準局負工消费合作社印製 Α7 Β7 五、發明説明（） 好相當於時間領域中的振幅。 但是，脈波串列的頻譜產生一定數量的多個諧波成份 。該數量愈大表示脈波愈窄。 依據本發明，採用作用週期為1: 3的針形脈波，它們 是儘可能地窄，大約如同依據第7(A)圖，第7(B>圖和第 7 (C>圖的針形脈波，但也可依據第7(D)圖。 依據第7(D)圖的脈波各具有一頻譜，其中各頻譜線非 常不均勻。該等振幅可被非常不同地調整，而與第7圖的 圖解展示不同。 第7圖頂部的二組頻譜構成特別有利於本發明目的之 一種頻譜。實際理想的頻譜是由第7(A)圖所示脈波串列所 實現，其可由目前可用電路裝置在實際應用上製成。該頻 譜的分別成份實際上全部具有相同大小且各具有一非常小 的振幅值，其相當小於第7(A)圖中所示。 第7(A)画中右方所示頻譜特別有利，因為由於這些分 別信號成份的小振幅和短的時間持續，可使饋Μ這棰信號 的電路得到良好的穩定性。 當有一針形脈波產生器用於依據本發明之裝置時，其 產生1 : 180作用週期如第7(A)圖所示的針形脈波，可得到 非常大數目的諧波成份，其振幅均爲相當小且從Ρ= 1度= 0.028强的開啟角度所形成。在本例中彼此相似的振幅可 各別被計算出為稍小於脈波振幅之1個百分比。 上面的討論對於歐姆定律成立之範圍均適合。當週期 長度Τ(參看第3圖）大於100毫撤秒時，歐姆定律之有效性 本紙張尺度逍用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨0><297公釐） 15 I-1.——------I-- (請先閲讀背面之注意事項%¾:寫本頁) 訂 -丨旅 五、發明説明（） Α7 Β7 經濟部中央揉率局貞工消费合作社印«. 肯定存在。因為不存在相關電子組件，所Μ更短的週期長 度在目前和可見的未來均難實現 前述討論因此說明依據本發 感式、電容式或複合式貪載的非常窄針形脈波之使用恆使 電路操作有高穩定性。廣爲人知的，當將一負載連至一電 壓源時，尤其是一種.交流電壓源，可能發生暫態，需要有 闢電路技術之複雜標準Μ防止它們發生。此類問題在依據 本發明使用針形脈波之始即被排除。 第8圖分解地示出能量流動之三種情況。在實際應用 中並不存在無損的能量流動。 第8圖中左方所示情況是理想情況。百分之百的能量 流從一源頭Q流至消耗處V，在該處把全部能量轉換成為功 ，亦即無任何"浪費能量”產生。 第8圖中間所示的第2種情況示出實際應用中經常發 生的狀況，其中該能量之主要部份（百分之80)在消費處被 轉換成爲有用的功且僅百分之20損失。 第8圖中右方，所示第3種情況中只有所供應能量之 百分之5被轉換成爲有用的功，而其餘部份形成廢索能量 。這情況非常相似於一種白熾燈泡，其中大約供應電能的 百分之5被轉換成光，而其餘百分之95被轉換成為（大部 不需要的）熱。依據本發明的檫準提供將第3種情況轉成 爲第2種情況的特性狀況之改進。 上述討論主要應用於歐姆式負載。然而，本發明同樣 地適用於電感式、電容式或複合式負載。雖然對於此類負 饋電予一歐姆式、電 ---r--：-------裝-- (請先閎讀背面之注意事項寫本頁)

.IT .丨旅 本紙張尺度逍用中國困家橾準（CNS M4規格（210X297公釐） 16 Α7 Β7 五、發明説明（） I··'" '-i； 1 ： 'vjj 能討論作用能量，但對於視在能童流（在電感式或電容 式炱載之情況）之考慮中可證實依據本發明的裝置不僅得 到一種改進效率，而且也有增強的穩定性。 第1圖和第4圖所示裝置提供目前所使用切換裝置所 沒有的其他優點： a〉當啟用負載時，依據所選用的分別電路配置，有一 0伏 的電壓出現在電路。 b)不需有關電路技術的特定檁準即可逹成從0至一最大值 的無限可變化調整。用Μ產生針形脈波（NI)的脈波產生 器之構造使它們能更改脈波間隔而不需特別花費。 經濟部中央橾準局員工消费合作社印«. 第9圖Μ方塊圖方式示出一種電子式警報器100的構 造。一種具有指數式喇叭的電子-聲音換能器106被連至 一放大器電路，此處不擬詳述之，的最後级104。最後级 104之圖解所示開關，其實際上是一種半導體組件形式， 受控於一針形脈波產生器（NIG I >102，其中來自NIG 102 的狄拉克針形脈波的頻率是420赫（正確的說，第一諧波振 盪其相當於警報器的標稱頻率。在最後级104的開關將 電子-聲音換能器106經由一LC濾波器105 (線圈和電容器） 而連接至一電池108。NIG 102受一控制裝置112的控制， 該控制裝置112可Μ是習知且常使用於電子式警報器的一 種程式控制。在實際應用中，最後级104可主要地只含上 述開關。 與習知電子式警報器相反，依據第9圖的警報器的操 作模式是純數位性質。 17 ---.--1-----^-- (請先閱讀背面之注<1^項一^寫本頁) 本紙張尺度逍用中國國家揉準（CNS ) Α4规格（210X297公釐） 趣濟部中央橾準局貝工消费合作社印家 A7 B7 五、發明説明（） 第9圖所示警報器的主要優點是實際上沒有靜態電流 流動。當沒有針形脈波施加至最後级時，最後级所構成的 開關實際上是打開的。最後级輪出的内電阻實際為零，因 而允許無損失的操作。 由於此處所採用針形脈波之性質，除420赫的工作頻 率之外還有許多諧波振盪出現，它們一起提供一較完整的 警報器聲音。 第9圖的警報器Μ特別有利方式提供習知“遮罩效應 ”之利用。該效應是由產生二種頻率而達成，該二種頻率 相當鄰近，但彼此截然不同且不是一種整數倍數關係，在 第9圖中提供一組另外的NIG H 110Μ逹此目的。該NIG I的頻率稻與NIG I的頻率偏移。依此種控制模式，一種 警報器聲音被產生，由於心理聲學上原因，該聲音在聽者 感覺上比相等強度的二個相同聲源所產生的聲音更逛亮。 或者是，可提供一組分別的另外最後级給該NIG I且將該 電子-聲音換能器Μ並聯、串聯或混合形式連接至最後级 104或該對最後级。 在一種未於附圖示出的實際實施例中，多數値如第9 圖所示型式的警報器被配置成一種警報器塔，其中各電子 -聲音換能器的指數式喇叭被置於不同高度且對於該塔之 垂直軸里不同發射角度。 NIG I 102和NIG I 110之設計如同前述之NIG 68。 實際測試指出依據本發明的一種電子式警報器100可 Μ只有三分之一的電功率產生一習用電子式警報器的聲音 本紙張尺度速用中國國家橾準（CNS)A4说格（2丨0父297公釐） -18 - ---1 - l· —-----裝-- (請先閲讀背面之注意事項®寫本頁) 訂 丨旅 Α7 Β7 五、發明説明（） 功率。因此它可用較低價格的電子零件構成。 因爲當警報器100未被開啟時，實際上沒有靜態電流 流動於NIG I 102，NIG I 110和最後级104,所以在這 狀態時幾乎沒有電流被消耗。因此，當開啟螯報器1〇〇時 ，有一値電子零件的“暖身啟動”。 若需要的話，依據本發明之警報器100可在非常高的 供應電壓，例如高至400伏，下工作。 也可利用依據本發明的裝置產生一轉動磁場Μ操作交 流馬逹，而與習用馬達控制比較之下可得可觀的節約能量 及同步之簡化。 ---.--：------^ 裝-- (請先閎讀背面之注意事項\^寫本頁) .1Τ 旅 鋰濟部中央#準局負工消費合作杜印«. 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) Α4规格（210 X 297公釐） 19

Claims (1)

1. 頰諳委眞咿-Π.·，本案修i後是否變盈原實質内容 經濟部中央橾準局貝工消费合作社印*. 族方本汾丨;bS 伸几 C8 -一 1"丨丨 丨—I D8夂、申請專利範圍 第83109338號申謓案申請專利範圍修正本 85.1.22. 1. —種饋電予具有一預定標稱電壓（UZn。·»)的電負載（L) 之裝置，其包含有連至.一供應電壓源之一輸入、及連 至負載（L)之一輸出，且包含一種施加一串列針形脈 波（NI)至連接負載的輸出之針形脈波整形器（6、68) 具持激於該針形脈波（NI)的電壓振幅（UB)以至少 1.7的因數但至多“脈波間隔之持缠長度除以脈波持 缠長度後的平方根值”的因數大於該標稱電壓（UZ»。》 )(⑽S UZ…· SQR(tP/tr))。 2. —種饋電予具有一預定標稱電壓〇JZn。·»)的電負載（L) 之裝置，其包含有連至一供應電壓源之一輪入、及連 至負載（L)之一輸出，且包含一種施加一串列針形脈 波（NI)至連接負載的輸出之針形脈波整形器（6、68) 具特徽於該針形脈波整形器（6、68)僳由一電子 電路構成*該電子電路包含： (a) 適於由一個定電流源（T1)充電的一個電容器（C) 9 (b) 由二電阻器（R13、R14)所形成而用於産生一參考 電壓（IM的一艏分壓器； (c) 連接於該參考電壓（Ur)與該電容器電壓01。）且一 旦該電容器電壓0JC)略大於該參考電壓（Ur·)即觸 發的一個單接面電晶髏（UJT);以及 (請先聞讀背面之注$項再填寫本頁) '*乙 、tT '球！ 本紙張尺度逍用中國國家揉隼（CNS ) A4规格（2丨0X297公釐） 頰諳委眞咿-Π.·，本案修i後是否變盈原實質内容 經濟部中央橾準局貝工消费合作社印*. 族方本汾丨;bS 伸几 C8 -一 1"丨丨 丨—I D8夂、申請專利範圍 第83109338號申謓案申請專利範圍修正本 85.1.22. 1. —種饋電予具有一預定標稱電壓（UZn。·»)的電負載（L) 之裝置，其包含有連至.一供應電壓源之一輸入、及連 至負載（L)之一輸出，且包含一種施加一串列針形脈 波（NI)至連接負載的輸出之針形脈波整形器（6、68) 具持激於該針形脈波（NI)的電壓振幅（UB)以至少 1.7的因數但至多“脈波間隔之持缠長度除以脈波持 缠長度後的平方根值”的因數大於該標稱電壓（UZ»。》 )(⑽S UZ…· SQR(tP/tr))。 2. —種饋電予具有一預定標稱電壓〇JZn。·»)的電負載（L) 之裝置，其包含有連至一供應電壓源之一輪入、及連 至負載（L)之一輸出，且包含一種施加一串列針形脈 波（NI)至連接負載的輸出之針形脈波整形器（6、68) 具特徽於該針形脈波整形器（6、68)僳由一電子 電路構成*該電子電路包含： (a) 適於由一個定電流源（T1)充電的一個電容器（C) 9 (b) 由二電阻器（R13、R14)所形成而用於産生一參考 電壓（IM的一艏分壓器； (c) 連接於該參考電壓（Ur)與該電容器電壓01。）且一 旦該電容器電壓0JC)略大於該參考電壓（Ur·)即觸 發的一個單接面電晶髏（UJT);以及 (請先聞讀背面之注$項再填寫本頁) '*乙 、tT '球！ 本紙張尺度逍用中國國家揉隼（CNS ) A4规格（2丨0X297公釐） A8 B8 C8 D8 '申請專利範圍 (d)連接於該單接面電晶證（UJT)與該電容器（C)且會 因該單接面電晶體（IIJT)之觸發而被切換成導通 狀態持缠達一値針形脈波（NI)之持缠時間的一個 最終電晶體（T4)。 3. 依據申請專利範圍第2項之裝置， 具特擞於該針形脈波（NI)的電壓振幅OJB)至少以 1.7的因數大於該標稱電壓。 4. 依據申請專利範圍第2或3項之裝置， 具特戡於該針形脈波（HI)的電壓振幅（UB)以至多 “脈波間隔之持缅長度除以脈波持缠長度後的平方根 值”的因數大於該標稱電壓（ϋΖ»。》·) ( (UBSUZn〇m· SQR(tP/tr))。 5. 依據申請專利範圍第1、2或3項之裝置， 其特徽於該等針形脈波（NI)具固定脈波寬度（ti) 且只有二相鄰針形脈波（NI)之間的間隔（tP)是可變的 〇 6. 依據申請專利範圍第5項之裝置， 其特擻於作用週期是從稍高於“〇”至 0.3,其中。是固定脈波持缠長度且tP是可變的脈波 間隔。 7. 依據申請專利範圍第1、2或3項之裝 置， 具持徽於該等針形脈波（ΙΠ)是直流脈波是直流脈 波，亦卽相同極性的脈波。 -21 - 本紙張尺度逍用中國國家橾準（CNS ) A4规格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注$項再填寫本頁) 訂 經濟部中央揉率局貝工消费合作社印装 A8 B8 C8 D8 Μ濟部中央揉準局Λ工消费合作社印笨 '申請專利範固 8. 依據申請專利範圍第1、2或3項之裝置， 具待擻於一餾二極體（D2)反向並聯於負載（L)而 連接。 9. 依據申請專利範圍第1、2或3項之裝置* 具待激於該裝置包含一種電子式快速開關（66>。 10.依據申請專利範圍第7項之裝置· 具持徵於該输入具有一組LC濾波器（62，64)連至 該處。 Π.依據申請專利範圍第1、2或3項之裝置， 具持徽於該輸出具有一痼反向電流截止二極體 (D1)連至其上游處。 12. 依據申請專利範圍第1、2或3項之裝置， 具待擻於該負載主要是一種歐姆式、電感式或電 容式負載。 13. 依據申請専利範圍第12項之裝置， 具特激於該負載是一種白熾燈泡。 14. 依據申請專利範圍第1、2或3項之裝置， 具待徽於該等針形脈波（NI)具有至多1000毫徹秒 ，最好至多700毫撤秒，的總持續時間。 15. 依據申請專利範圍第1、2或3項之裝置， 具特擻於該等針形脈波ΟΠ)具有至多1〇〇毫撤秒 的上升時間。 16. 依據申請專利範圍第1、2或3項之裝置， 具特歡於該等針形脈波（NI)具有至多200毫微秒 (請先閱讀背面之注$項再填寫本頁) .*Λ. 訂 Al! 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4规格（210X297公釐) A8 B8 C8 D8 中請專利範圍 *最好至多100毫徹秒，的持缠時閬（trf)，其由功能 情況所決定。 17. 依據申請專利範圍第1、2或3項之裝置， 具特歡於該等針形脈波（NI)具有至多500毫徹秒 的衰減時間。 18. 依據申請專利範圍第1、2或3項之裝置* 具待擞於針形脈波之最小週期持缠時間（T)是大 約100撒秒。 19. 依據申請專利範圍第1、2或3項之裝置， 具待徴於該負載是一種電子式警報器（100)。 20. 依據申請專利範圍第19項之裝置· 具特擻於一針形脈波産生器（102)控制将一電流 源（103)連至該警報器（100)的一組電子一聲音換能器 (106)的一組放大器最後级（104)。 ：-1.-I,-----t—-----訂 (請先閱讀背面之注項再填寫本X·) 竦--τ 經濟部中夬揉率局薦工消费合作社印ft 本紙At尺度逋用t國國家梯準（CNS )A4规格（210x297公釐）