ITMI970135A1 - Circuito ad avviamento dolce per circuiti pilota auto-oscillanti - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

di una domanda di Brevetto d’invenzione dal titolo:

"CIRCUITO AD AVVIAMENTO DOLCE PER CIRCUITI PILOTA AUTO-OSCILLAN-TI"

DOMANDE CORRELATE

Questa demanda è correlata con e rivendica la data di registrazione della domanda provvisoria con numero di serie 60/010.720, depositata il 29 gennaio 1996 (IR-1308 (PROV) .

CAMPO DELL' INVENZIONE

Quest'invenzione si riferisce ai circuiti pilota dei dispositivi a gate MOS di potenza, e più in particolare si riferisce ad un circuito pilota auto-oscillante per un reattore di lampada che ha caratteristiche di avviamento dolci.

FONDAMENTI DELL' I NVENZIONE

Una delle limitazioni principali dei circuiti pilota a MOSFET auto-oscillanti come quelli del tipo IR215X e la relativa famiglia di dispositivi venduti dalla International Rectifier Corporation di E1 Segundo, California, è il loro funzionamento a frequenza sostanzialmente costante quando gli ingressi di Rt e CT sono valori fissi.

In un ' applicazione di reattore questo provoca una richiesta di corrente elevata da parte dei MOSFET collegati in un semiponte non appena inizia un'oscillazione e dopo che viene superata una tensione di bloccaggio per sottotensione (UV) .

Nei progetti di reattori ottimizzati, nei quali i MOSFET sono scelti per fornire una prestazione adeguata per un funzionamento in stato di regime, la corrente di avviamento addizionale sovrasollecita i MOSFET, cosa che provoca un'elevata frequenza di guasto.

BREVE SOMMARIO DELL'INVENZIONE

Il circuito dell'invenzione elimina il suddetto problema tramite un avviamento dolce della lampada anche dopo un'interruzione momentanea dell'alimentazione di ingresso. Esso inoltre elimina la necessità di circuiti di avviamento a termistore PTC con la loro affidabilità sostanzialmente limitata.

Il nuovo circuito produce un perfezionamento significativo delle prestazioni che permette di risparmiare costi e una riduzione del numero dei componenti rispetto ai progetti alternativi per tutti i reattori che utilizzano circuiti pilota auto-oscillanti.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

Le Figure illustrano:

- La Figura 1 è uno schema funzionale di un circuito di reattore a semiponte della tecnica precedente per lampade a scarica in gas, come le lampade fluorescenti;

- La Figura 2 è uno schema funzionale di un circuito della presente invenzione;

- La Figura 3 è uno schema funzionale di una seconda forma di realizzazione dell ' invenzione .

DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELLE FORME DI REALIZZAZIONE PREFERITE

Il circuito della Figura 1 è un semiponte auto-oscillante di base noto, nel quale una frequenza della tensione ad onda quadra di uscita è determinata dai valori di RT e CT collegati al microcircuito integrato 10, che è un microcircuito integrato di tipo IR215X. Una tensione positiva VT viene alimentata al piedino Vcc tramite un resistore di caduta di tensione Rs . E ' previsto un circuito di avviamento convenzionale comprendente un diodo 12 e un capacitore 13. Come indicato sopra è possibile che una corrente di avviamento elevata danneggi i MOSFET di potenza 10 o 11.

In una prima forma di realizzazione dell'invenzione il nuovo reattore ad avviamento dolce dell'invenzione utilizza una serie di diodi 20, come quella illustrata nella Figura 2 per caricare e scaricare il capacitore di temporizzazione CT . La serie 20 conprende cinque diodi 1N914, e il capacitore CT è di 0,0022 μ. Il resistore RT ha una resistenza di 24,5 Kohm. Nel circuito perfezionato l'oscillazione inizia (come nella Figura 1) non appena viene superata una sottotensione minima Vuv . Tuttavia, a causa del fatto che la serie di diodi bidirezionali 20 sottrae una frazione della tensione di carica o di scarica del capacitore , la frequenza di oscillazione di RT e CT è superiore a quella che si verificherebbe se nessun diodo fosse presente.

Quando la tensione Vcc aumenta da Vov alla tensione operativa normale, solitamente da circa 9 volt a 15 volt, la serie di diodi 20 sottrae una tensione costante dalla tensione di scarica/scarica di CT . I punti di commutazione di CT sono ad 1/3 e 2/3 della tensione Vcc che sta aumentando. Pertanto la tensione di conmutazione attuale di CT aumenta anch'essa proporzionalmente. Dato che la tensione della serie di diodi è costante e indipendente da Vcc ne segue che le tensioni di carica e scarica di CT non sono frazioni finite pari a 1/3 e 2/3 di Vcc ma, infatti, quando Vcc varia, queste tensioni sono una funzione lineare di Vcc come descritta dall'equazione:

fosc = 1/Vcc k

in cui k è la tensione di bloccaggio per sottotensione Vcv.

Durante il funzionamento la frequenza è elevata all'inizio dell'oscillazione e si riduce quando Vcc aumenta. La velocità con la quale si verifica questo processo può essere usata per eseguire un ciclo di preriscaldamento temporizzato; quindi un avviamento dolce della lampada ad una frequenza vicina a quella di risonanza; ed infine viene raggiunto un livello di alimentazione controllato come la frequenza di oscillazione finale. Quando un'interruzione di alimentazione provoca una riduzione della tensione Vcc, viene ripetuto il processo di avviamento dolce.

La Figura 3 illustra una seconda forma di realizzazione dell'invenzione, nella quale i diodi 20 della Figura 2 vengono sostituiti da un diodo Zener 30 di 2 volt e da un capacitore 31. Una tensione positiva variabile viene quindi applicata al piedino Vcc del microcircuito integrato IR215X. La frequenza fosc può essere illustrata come proporzionale alla tensione Vcc superiore a Vov, che è uno scenario ideale per un circuito di pilotaggio di reattore ad avviamento dolce.

Sebbene la presente invenzione sia stata descritta in relazione con le sue forme di realizzazione particolari, molte altre varianti e modifiche e altri usi saranno evidenti alle persone esperte della tecnica. E' preferito, pertanto, che la presente invenzione sia limitata non dalla specifica rivelazione illustrata qui, ma solo dalle rivendicazioni allegate.

Claims (16)

1. RIVENDICAZIONI 1. Un circuito di controllo perché un carico risonante fornisca caratteristiche di avviamento dolce al carico risonante; il detto circuito di controllo comprendendo una coppia di MOSFET di potenza collegati come un semiponte collegato al detto carico risonante per regolare il detto carico ad una frequenza determinata dalla frequenza alla quale i detti MOSFET di potenza vengono alternativamente inseriti e disinseriti; una sorgente di tensione Vcc collegata alla detta coppia di MOSFET di potenza; il detto circuito di controllo comprendendo mezzi circuitali aventi i terminali di ingresso collegati alla detta alimentazione di tensione Vcc e i terminali di uscita per cui i segnali di inserzione di gate vengono prodotti nei detti terminali di uscita e sono collegati ai terminali di gate della detta coppia di MOSFET di potenza; la frequenza di azionamento dei detti terminali di uscita essendo controllata dall'ingresso nei detti terminali di ingresso; e un mezzo a tensione costante collegato ai detti terminali di ingresso per sottrarre una tensione costante dalla tensione applicata ai detti terminali di ingresso, per produrre in tal modo un avviamento dolce del detto circuito quando la tensione Vcc aumenta verso il suo valore operativo.
2. 2. Il circuito di controllo della rivendicazione 1, nel quale il detto carico risonante è un reattore di lampada.
3. 3. Il circuito di controllo della rivendicazione 1, nel quale il detto mezzo a tensione costante conprende un diodo Zener.
4. 4. Il circuito di controllo della rivendicazione 1, nel quale il detto mezzo a tensione costante comprende almeno due catene di diodi in collegamento antiparallelo fra loro.
5. 5. Il circuito di controllo della rivendicazione 3, nel quale il detto carico risonante è un reattore di lampada.
6. 6. Il circuito di controllo della rivendicazione 4, nel quale il detto carico risonante è un reattore di lampada.
7. 7. Il dispositivo della rivendicazione 1, nel quale la tensione nei detti terminali di ingresso viene modificata per produrre una frequenza di oscillazione del detto carico risonante che è proporzionale all'inverso della tensione Vcc sommato ad una costante.
8. 8. Il dispositivo della rivendicazione 2, nel quale la tensione nei detti terminali di ingresso viene modificata per produrre una frequenza di oscillazione del detto carico risonante che è proporzionale all'inverso della tensione Vcc sommato ad una costante.
9. 9. Il dispositivo della rivendicazione 5, nel quale la tensione nei detti terminali di ingresso viene modificata per produrre una frequenza di oscillazione del detto carico risonante che è proporzionale all'inverso della tensione Vcc sommato ad una costante.
10. 10. Il dispositivo della rivendicazione 6, nel quale la tensione nei detti terminali di ingresso viene modificata per produrre una frequenza di oscillazione del detto carico risonante che è proporzionale all'inverso della tensione Vcc sommato ad una costante.
11. 11. Il dispositivo della rivendicazione 1, nel quale il detto mezzo circuitale avente terminali di ingresso ed uscita è nella famiglia di microcircuiti integrati di tipo IR215X.
12. 12. Il dispositivo della rivendicazione 11, nel quale i detti terminali di ingresso comprendono i terminali RT e CT del detto microcircuito integrato.
13. 13. Il dispositivo della rivendicazione 12, nel quale la tensione nei detti terminali di ingresso viene modificata per produrre una frequenza di oscillazione del detto carico risonante che è proporzionale all'inverso della tensione Vcc sommato ad una costante.
14. 14. Il circuito di controllo della rivendicazione 13, nel quale il detto carico risonante è un reattore di lampada,
15. 15. Il circuito di controllo della rivendicazione 14, nel quale il detto carico risonante è un reattore di lampada.
16. 16. Il circuito di controllo della rivendicazione 15, nel quale il detto carico risonante è un reattore di lampada.