NO159898B - Stroemforsyning. - Google Patents
Stroemforsyning. Download PDFInfo
- Publication number
- NO159898B NO159898B NO85852598A NO852598A NO159898B NO 159898 B NO159898 B NO 159898B NO 85852598 A NO85852598 A NO 85852598A NO 852598 A NO852598 A NO 852598A NO 159898 B NO159898 B NO 159898B
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- power supply
- cell
- voltage
- transformer
- mos
- Prior art date
Links
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 26
- 239000013535 sea water Substances 0.000 claims description 13
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims description 4
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 claims 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 claims 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 3
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 241000251468 Actinopterygii Species 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001465382 Physalis alkekengi Species 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000007123 defense Effects 0.000 description 1
- 230000005347 demagnetization Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
- H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
- H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
- H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
- H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
- H02M3/33569—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S136/00—Batteries: thermoelectric and photoelectric
- Y10S136/291—Applications
- Y10S136/293—Circuits
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S323/00—Electricity: power supply or regulation systems
- Y10S323/906—Solar cell systems
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
- Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
Description
Den foreliggende oppfinnelse vedrører strømforsyninger for-levering av 1 ikespenninger som kan benyttes til vanlig elektronisk utstyr, som spenninger i størrelsesorden 10-40 volt. Den aktuelle kraftforsyning omfatter en MOS-FET tran-sistorkretsanordning som virker som en likestrøm/likestrøms-omformer. Slike strømforsyninger er f. eks. omtalt i MOS Power Applications handbook fra Siliconix TK 7821.95.M67.1984, men
de egner seg ikke til energisering med lavere spenninger enn 5 volt.
De trekk som utmerker en MOS-FET transistor er at den har svært lav indre motstand i på-tilstand (en avløpski1demotstand
< 15 mi 11 i ohm). Når betegnelsen MOS-FET brukes i foreliggende beskrivelse og i kravene, omfatter den alle transistortyper med slike egenskaper.
Strømforsyninger som virker med spenninger som er lavere enn 5 volt kan få menge anvendelser i portabelt utstyr og i andre apparater på steder hvor vanlige kraftledninger ikke er tilgjengelige. Når kraftgenereringen er basert på spennings-forsyning fra en galvanisk sjø- eller saltvanncel1e, er mulige brukergrupper og anvendelser: redningsutstyr, privateide båter og lystfartøyer, offshore industri, fiskeriindustri, fyrtårn-service, meteorologi, sjøforsvar, telekommunikasjon.
Galvaniske saltvannscel1 er er f. eks. kjent fra US-PS nr.
3 401 063. I dette patentskrift er det nevnt at likestrøm/- likestrøms- eller 1 ikestrøm/vekselstrøms-omformere kjent fra US patent 2 849 615 og 2 987 665 er hensiktsmessige for produksjon av en ønsket ut-spenning. Eksperimenter har imidlertid vist at disse omformere er svært lite effektive.
Fra US patent nr. 3 974 437 er det kjent en vekselretter som er drevet av en høy likespenning (28 volt), og hvor det på transformatorens primærside er to grupper som hver har flere para!1 el 1 koblede transistorer som er sammenkoblet over hver sin primærvikl ing på transformatoren. Transistorene i denne vekselretter er ikke MOS-FET transistorer mefl de påstyres av et felles styresignal fra en annen transistor. Den skisserte løsning er helt uegnet for samme formål som den foreliggende oppfinnelse.
Hovedhensikten med foreliggende oppfinnelse er generelt å tilveiebringe strømforsyninger som er mer effektive enn de kjente strømforsyningene. Oppfinnelsen går spesielt ut på å tilveiebringe effektive kraftforsyninger som omfatter bruk av galvaniske sjøvanncel1 er.
Av en strømforsyning som skal benyttes i sjøvann kreves flere trekk.
Omformeren må starte sin funksjon når dens inn-spenning stiger til en verdi som svarer til de lave spenninger som vanligvis avgis av en galvanisk sjøvanncel1e, dvs. spenninger som er lavere enn 5 volt, vanligvis lavere enn 0,6 volt.
(fortsetter side 3)
- Det bør fortrinnsvis ikke være nødvendig å bruke en hjelpe-spenningskilde for å sette i gang omformeren. Ved enkelte
anvendelser vil det dog være ønskelig å ha denne mulighet.
- Omformeren bør ha høyest mulig effekt.
- Omformeren bør fortrinnsvis være spenningsstyrt. Det betyr at omformeren bør bruke minst mulig strøm fra lavspennings-kilden når belastningen ikke krever strøm. - Omformeren bør være i stand til å tåle hardhendt behandling og barske omgivelser, som saltvann, vanntrykk osv. ifølge
spesifikasjonene.
- Omformeren bør ha en enkel konstruksjon for å oppnå høy gjennomsnittstid mellom svikt. - Omformeren bør være i stand til å motstå kortslutninger på utgangen eller reversert polaritet i forhold til inngangsklemmene. - Det bør også være mulig å strøm-styre omformeren. Det betyr at omformeren bør være i stand til å levere i det vesentli-ge konstant strøm, uavhengig av belastning og inngangsspenning. - Omformeren må kunne stanses eller startes med bestemte eksterne signaler. - Omformeren må kunne konstrueres av moduler som kan forbindes for å gi økt utgangseffekt.
De fleste av disse krav gjelder enhver anvendelse av kraftforsyningen.
Det oppnås effektive kraftforsyninger ved at det innar-beides trekk som er angitt i de etterfølgende krav.
Strømforsyningen ifølge foreliggende oppfinnelse vil kunne overta funksjonene til litiumbatteriene som nå er al-minnelig brukt i
- lys og nødradiosendere på redningsvester og livbåter
- fritt-flytende fyr ("float free beacons")
- dynamiske posisjoneringsanordninger
- hydro-akustiske sendere
- trykk- og temperaturfølere i avlands installasjoner
- seismiske måleanordninger
- notvarsellys på fiskeutstyr
- bøyer med følere og radiosendere for meteorologiske formål.
Den kan også overta kraftdelen i avlands installasjoner, hvor det utstyr som f.eks. er installert på havbunnen nå får elektrisk kraft fra plattformgeneratoren via kabler eller navleslanger.
Den kan i mange tilfelle erstatte olje- og gassforsynin-ger som nå brukes til å drive fyrtårn, lys og lanterner. Den kan videre benyttes for kraftforsyning på stedet til ubåtre-gistrering og alarmsystemer og til fiberoptiske forsterkersta-sjoner. Slike undervannsinstallasjoner blir nå forsynt med elektrisk kraft fra fastlandet, fra en oljeplattform, og i enkelte tilfelle oppnås kraft ved bruk av en type tørrceller som krever forholdsvis hyppig og kostbar utskiftning i
Andre anvendelser kunne nevnes, som kilder for lading av batterier i små båter og lystfartøyer, belyst fiskeagn, akus-tisk fiskeagn, elektriske feltgjerder eller føringsanordninger for fisk eller automatisert fiskefangst.
Når strømforsyningen ifølge foreliggende oppfinnelse blir brukt i portabelt utstyr, kan det erstatte den vanlige pakning på 4-6 eller flere battericeller. I denne versjon av kraftforsyningen vil det bare benyttes en primær eller sekun-dærcelle for mating av omformeren. Omformeren kan selvsagt byg-ges inn i det portable utstyr, slik at brukeren bare må skifte ut en celle med en ny celle, i stedet for å måtte skifte ut en hel pakning av celler hver gang. På denne måten kan batterika-pasiteten i det portable utstyr brukes fullt ut, uten å begrenses av svake enkeltceller i de vanlige cellesett.
I solcellepaneler kan strømforsyningen ifølge foreliggende oppfinnelse benyttes i forbindelse med en enkelt solcelle.
(I et solpanel med et antall celler i serie vil det nesten all-tid være noen svake celler.)
Strømforsyningen ifølge foreliggende oppfinnelse til-fredsstiller i stor utstrekning følgende trekk som er viktige for brukerne:
Ubegrenset lagring
Lang levetid
Høyt pålitelighetsnivå
Forenelighet med eksisterende utstyr
Enkel installasjon
Lave vedlikeholdsomkostninger (bare cellen blir skiftet ut
Lave investeringsomkostninger.
De ovennevnte formål og trekk ved foreliggende oppfinnelse vil fremgå klart av følgende detaljerte beskrivelse av noen utførelseseksempler av oppfinnelsen, sammenholdt med tegninge-ne, hvor
fig. 1 viser en germanium-transistoromformer,
fig. 2 viser en MOS-FET likestrøms/likestrømsomformer,
fig. 3 viser et blokk-skjema av en kraftforsyning som energiseres fra f.eks. en galvanisk sjøvannscelle,
fig. 4 viser et blokk-skjema av et foretrukket utførel-seseksempel av oppfinnelsen,
fig. 5 viser utførelseseksemplet ifølge fig. 4 mer detaljert ,
fig. 6 er et blokk-skjema av en modul-kraftforsynings-anordning og
fig. 7 er en skjematisk gjengivelse av en foretrukket transformatorutformning.
I fig. 1 er en selv-oscillerende omformer 1 som benytter germanium-transistorer 2, 3 illustrert. Slike transistorer benyttes fordi de kan drives av likespehninger lavere enn 1 Volt. Den lave inngangsspenning blir påtrykt klemmene 5, 6.
Prinsippet for omformeren er at transformatoren 4 går i metning og vekselvis kopler transistorene 2 og 3 av og på. Den vekselspenning som oppnås gjennom transformatoren 4 blir om-formet til en høyere verdi og likerettet. Den høyere likespen-ningsutgang opptrer på klemmene 7, 8.
I en krets som ble bygget, ble det brukt germaniumtran-sistorer med lav nominell gjennomløpsspenning. Ved på-tilstand var spenningen gjennom transistoren 0,1 Volt ved 8 amp.
Dette syntes å være en omformer med flere fordeler:
- Konstruksjonen var enkel, rimelig og robust.
- Den startet lett av seg selv ved en inngangsspenning så lav som 0,2 Volt. - Den motsto kortslutninger på utgangsklemmene og reversert polaritet på inngangsklemmene. - Utgangsspenningen var lett å filtrere, fordi ut-effekten be-
sto av 180° pulser.
Men denne omformer har også alvorlige ulemper, som:
- Utgangsspenningen er ikke styrbar uten innføring av en hjel-peregulator i ut-kretsen.
- Effektiviteten var lav, især ved lave belastninger.
- Den lar seg ikke lett realisere i moduler som kan koples i parallell.
Denne omformer-type vil være hensiktsmessig når ut-effekten tillates å være lav, som 1 Watt eller lavere. Den brukes fortrinnsvis som drivforsyning for større omformere og den kan benyttes i tilfelle hvor det ikke stilles spesielle krav til effektivitet.
Prinsippene for den grunnleggende komponent ifølge foreliggende oppfinnelse vil bli forklart i forbindelse med fig. 2.
Fig. 2 viser en likestrøms/likestrøms-omformer 10 som arbeider etter frem-prinsippet. Uteffekten fra en lavspenningskilde blir påtrykt inngangsklemmene 11, 12. Et antall MOS-FET transistorer 13, 14, 15, 16 er vist koplet i parallell. Hver transistor er koplet i serie med en individuell vikling 17, 18, 19, 20 på primærsiden til en transformator 21. Transformatorens 21 primærside utgjøres således av et antall parallelle kretser. Transformatoren 21 bør fortrinnsvis ha en toroidal ferrittkjerne og de enkelte primærviklinger 17, 18, 19, 20 bør fortrinnsvis være fordelt rundt toroiden. Dette gjøres for oppnåelse av en lav lekkinduktans og et høyt koppertverrsnitt på transformatorens primærside. Primærviklingene bør være anordnet slik på toroiden at det oppstår interaksjon med forskjellige deler av en sekundærvikling 22. Dette er skjematisk illustrert i forbindelse med fig. 7.
Skjønt hver transistor 13, 14, 15, 16 er koplet til sin individuelle primærvikling 17, 18, 19, 20, kan alle styres fra en felles styrekrets 23. Styrekretsen 23 kan omfatte konvensjo-nelle komponenter som forsterkere, oscillatorer og pulsbredde-modulatorer for opprettelse av en ønskelig styring av MOS-FET transistorene relative innkoplingstid. Et eksempel på en styrekrets som kan benyttes er omtalt i Philips, Signetics handbook mai 1982, Type NE/SE 5561. Denne vil bli nærmere omtalt i forbindelse med fig. 5. (Andre styrekretser som kan benyttes er: Siliconix PWM 125, Unitrode UC 1524A, 2524A, National Semi-conductor LH1605, Motorola TDA 1085A, B, Spraque ULN-8160A, 8160R, ULS 8160R, Texas instrument TL 497A, Siemens TDA 4700.) Denne styrekomponent er i fig. 2 bare vist som en boks.
Ved å bestemme omformerens 10 driftssyklus, kan man styre utgangsspenningen. Denne spenning kan f.eks. holdes konstant, uavhengig av inngangsspenningen og belastningsforholdene.
Utspenningen på transformatorens sekundærside blir likerettet i en likeretter 24 og filtrert i et filter 25 før den opptrer på klemmene 27, 28, slik at den kan brukes til lading av batterier eller for tilførsel av energi til annet elektronisk utstyr.
Omformerkretsen ifølge fig. 2 har vist seg å ha flere fordeler:
- Utspenningen er lett å styre til en ønsket verdi.
- Ved bruk av MOS-FET transistorer kan effektiviteten lett økes. Ut-spenningen avhenger av antallet transistorer som er koplet
i parallell.
- Den nødvendige styrekraft er lav.
- Omformeren er lett å sette på og slå av med eksterne styre-signaler. - Omformeren kan gis en modul-utformning, slik at den kan avgi den nødvendige kraft ved at det ganske enkelt føyes til moduler .
I fig. 3 er en sjø- (eller saltvanns-) galvanisk celle
40 (en solcelle eller en lignende primærcelle) med lav like-spennings-uteffekt koplet til en omformer 41, som svarer til den omformer som er vist i fig. 2. Et galvanisk tørrcellebat-teri 42 brukes som drivanordning for en styrekrets 43 for omformeren 41. Styrekretsen 43 kan være av tilsvarende slag som styrekretsen 23 ifølge fig. 2 og vil bli nærmere omtalt neden-for. Styrekretsen 43 krever en driftsspenning i størrelsesor-den 8-20 Volt. Denne versjon av kraftforsyningen virker som følger: Hvis det brukes primærceller i batteriet 42, vil kraftforsyningen virke så lenge cellen 40 avgir ønsket spenning.
Men hvis det skjer en kortslutning i kraftforsyningens utgang, vil omformeren bli avstengt og kan bare startes igjen hvis primærbatteriet 42 ikke er utladet. Et hjelpemiddel mot denne risiko er å inkludere en kortslutnings-beskyttelsesanordning 44 i ut-kretsen. Et annet hjelpemiddel er anvendelse av gjenladba-re sekundærceller i batteriet 42 og av en gjenoppladingsanord-ning 45 for at batteriet til enhver tid skal holdes ladet. Det ønskede likestrøms-utsignal tas fra klemmen 46.
I fig. 4 er en kretsanordning i likhet med den ifølge fig. 3 illustrert. Her er en galvanisk primærcelle 50, som består av en galvanisk sjøvannscelle, en solcelle e.l., som er i stand til å avgi en kontinuerlig, lav likespenning, brukt for å drive en germaniumdrivkrets 51 for en styrekrets 52. En germaniumtransistor som er hensiktsmessig for dette formål er MOTOROLA 2N 1549A - 2N 1560A. Kretsene 51 og 52, likesom en omformer 53, kan svare til kretsene 1 (fig. 1), 43 (fig. 3) hhv. 41 (fig. 3). Blokk-kretsskjemaet ifølge fig. 4 vil bli nærmere omtalt i forbindelse med fig. 5. Den ønskede ut-spenning tas fra klemmen 54.
I fig. 5 er en kraftforsyning ifølge foreliggende oppfinnelse illustrert nokså detaljert. En galvanisk sjøvannscelle (solcelle eller en lignende celle) som ikke er vist, er koplet til inngangsklemmene 60, 61. Lavspennings-likestrømssignalet blir som vist påtrykt en MOS-FET transistoromformer 62 og en germanium-transistoroscillator 63. En styrekrets 64 er koplet mellom oscillatoren 63 og omformeren 62 med tilbakemelding fra utgangsklemmene 65, 66. En likeretter 67 og et filter 68 er vist koplet til utgangen fra omformeren 62.
Oscillatoren 63 svarer til oscillatoren 1 i fig. 1. Den består av to transistorkretser 69 og 70 og en omformer 71. Dens likerettede utgang fra diodene 72, 73 blir stabilisert ved ca. 15 Volt av en zenerdiode 74 for å danne drivspenning for styrekretsen 64 på dens stift (1). Oscillatoren 63 kan være ut-formet på mange måter så sant den er i stand til å drives av den lave likespenning som blir tilført.
Styrekretsen 64 som er vist kan hovedsakelig bestå av en "Switched Mode Power Supply Controller NE/SE 5561" fra Philips Signetics, som nevnt ovenfor.
Vi skal kort omtalte driften av den.
Transistoren 75 er en kombinert langsomt startende og maksimal driftssyklus-grensetransistor. Når kretsen først får påtrykt kraft, vil kondensatoren 76 i sin utladede tilstand begynne å lade mot delerspenningen Vd. Denne spenning Vd pluss basis-emitterspenningen fra transistor 75 styrer spenningen på stiften 4 ((feilforsterkerutgangen) på blokk 64 og forårsaker at driftssyklen i begynnelsen begrenses til Do for siden grad-vis å nærme seg sitt normale driftsområde D. Basisdeleren ma-tes fra utgangen fra klemme 2, som normalt er 8,2 Volt.
Utgangen fra klemmen 7 til MOS-FET transistorenes 82-85 portelektroder er en firkantbølge med variabel driftssyklus, bestemt av belastningskravene. Den interne transistor er en
åpen kollektor og må ha en stopp-motstand ("pull-up resistance"), i foreliggende tilfelle portmotstandene til MOS-FET transistorene. Driftssyklus D er en fraksjon mellom 0 og 1. Den faktis-ke på-tid er da proporsjonal med D x T, hvor T er perioden til den frittløpende frekvens av sagtannsgeneratoren i NE 5561. Frekvensen innstilles av RC kombinasjonsmotstanden 77, kondensatoren 78 med ladestrøm tilført fra klemme 2. Den stabilise-rende effekt av den interne zenerforsyning gir en konstant frekvens. Sagtanns-bølgeformen er relatert til driftssyklen.
MOS-FET transistorene 82-85 blir koplet på under den met-tede del fra stift 7 til NE 5561, betegnet D, og koples av under resten av syklen (1-D).
Stift 6 på NE 5561 driver et overstrømsvern, som stil-ler tilbake utgangen på klemme 7, hvis den momentane stift 6-spenning overstiger 0,50 Volt. Maksimal flyt gjennom kilde-avløpselektrodene til MOS-FET transistorene 82-85 blir innstilt av den justerbare motstand 79.
Uteffekt-regulering starter ved feilforsterkertransis-toren 75 med forsterkning innstilt av kombinasjonen av den justerbare motstand 80 og motstanden 81.
MOS-FET omformeren 62 består, som vist, av et antall MOS-FET transistorer 82, 83, 84, 85 (osv.), som er koplet i parallell. Portelektrodene blir, som forklart ovenfor, styrt av en firkantbølge fra stift 7 i styrekretsen 64. I det viste eksempel bør portspenningen være ca. 8 Volt for drift av MOS-FET transistorene.
Strømuttaket fra den lave likespenningsforsyning som er koplet til klemmene 60, 61, er ca. 17 amp. i det viste eksempel, idet strømmen fordeles blant de enkelte transistorer. Disse transistorers avløpselektroder er intimt koplet til de enkelte primærviklinger 86, 87, 88, 89 osv. på en transformator 90. MOS-FET transistorene som brukes er av den type som har en svært lav indre motstand i på-tilstand (en avløp-kildemotstand som er lavere enn ca. 15 milliohm). Et eksempel på transistorer som er hensiktsmessige for dette formål er MOTOROLA 200 N 06.
Fordelene ved å bruke et antall laveffekt MOS-FET transistorer i stedet for en høyeffekt-transistor, og separate transformatorviklinger, er at spenningsfallet gjennom en enkelt høyeffekt-transistor ville være for høyt, sammenlignet med den lave tilgjengelige inngangsspenning, og at en større primærvikling ikke lett kunne følge på-av-koplingen av transistoren(e). Dessuten er høyeffekt-transistorer mer kostbare enn et antall mindre transistorer.
Transformatoren 90 bør fortrinnsvis ha en toroidal ferrittkjerne med primærviklingene 86-88 fordelt slik at det blir interaksjon med de enkelte deler av en sekundærvikling 91. Dette er illustrert i fig. 7.
I et eksempel av dette utførelseseksempel av oppfinnelsen var inngangsspenningen fra en galvanisk celle av omtalte type 0,5 Volt, med et strømuttak på 17 Amp., mens utgangsspenningen var 10 Volt og strømmen gjennom belastningen 92 var 0,5 Amp.
I fig. 6 er en modul-versjon av strømforsyningen vist. Et antall galvaniske sjøvannsceller 100, 101 osv. er godt koplet til de enkelte omformere 105, 106 osv. Hensikten med denne konstruksjon er at den galvaniske sjøvannscelle ved behov for lang levetid og høy effekt hos en kraftforsyning ville bli svært plasskrevende og det ville oppstå vanskeligheter med av-slutningen av ledninger på cellen. Ved den fordelte versjon er den galvaniske sjøvannscelle fortrinnsvis oppdelt i flere mindre og mindre plasskrevende enheter. Dermed blir også avset-ningsproblemene minimalisert. Det betraktes videre som fordel-aktig at ledningene fra cellen til omformeren blir gjort så korte som mulig for reduksjon av tap.
Flertallet celle/omformerenheter 101/105, 102/106 osv. kan styres effektivt fra en enkelt styrekrets 110. Som nevnt ovenfor, kan styrekretsen 110 initieres av et galvanisk tørr-cellebatteri 111 eller av en separat galvanisk sjøvannscel1e 112 (eller en solcelle 113) med en germaniumosci11ator-drivanordning 114 eller lign.
Utgangene fra omformerne 105, 106 osv. kan likerettes i enkelte likerettere 115, 116 osv. og kombineres for å danne et felles ut-signal i et filter 120. Det kan også anordnes individuelle filtre.
Det skal bemerkes at driftssyklusanordningen til omformerne kan være annerledes. Modulanordningen kan varieres innen vide grenser innenfor oppfinnelsens ramme.
I fig. 7 er et utførelseseksempel av transformatoren 130 skjematisk illustrert. Fire primærvikl inger 132-135 er viklet (bare en vinding er vist) i en forskutt anordning på en ferrittkjerne 131 for interaksjon med forskjellige deler av en sek undærvik1 ing 136. En av pr imærvik1 ingene er koplet til en tråd 137, mens de øvrige ender (138-141) er koplet til individuelle MOS-FET transistorer (ikke vist i dette ut-førelseseksempel).
Uten å fravike prinsippene ved den foreliggende oppfinnelse kan 1 ikestrøms/1ikestrømsomformeren gis en alternativ utførelse som vist i figur 8. Formålet med denne utførelse er at det kan oppnås en høyere utgangsspenning. I denne utførelse inngår en omformer 150, en likeretter 151 og et filter 152 til erstatning for de tilsvarende kretser 62, 67 og 68 i figur 5. MOS-FET transistorene i omformeren grupperes slik at de samarbeider med to eller flere transformatorer. Figuren viser at fire MOS-FET transistorer 153-156 er gruppert slik at transistorene 153-154 samarbeider med en transformator 157 og transistorene 155-156 samarbeider med en annen transformator 158. Alle transistorene arbeider imidlertid i parallell, idet de mottar det samme styresignal og idet transistorenes utgangsklemmer er sammenkoplet over hver sin vikling 159-160 som utgjør primærvik1 inger i transformatorene 157-158.
I avhengighet av de strømmer som skal håndteres kan det være flere enn to transistorer i hver gruppe. Det kan også være mer enn to grupper med et tilsvarende antall transformatorer. Mens utgangsterminal ene fra transistorene 153-156 er
sammenkoplet over individuelle transformatorvikl inger 159-162 ,
er transformatorenes utgangs- eller sekundær-vikl inger 163-164
koplet i serie for å tilveiebringe en høyere utgangsspenning over terminalene 165-166. Dersom hver av transformatorene frembringer en spenning på 12 volt, vil de to transformatorene som er koplet i serie frembringe 24 volt på utgangen.
Figur 8 viser også avmagnetiseringsvikl inger 167-168 som har til formål å forbedre på/av karakteristikken for tran-
sistorkretsene.
Ovenstående detaljerte beskrivelse av noen utførelses-
eksempler av foreliggende oppfinnelse skal ikke betraktes som en begrensning av beskyttelsens omfang.
Claims (7)
1. Strømforsyning omfattende minst to paral1 el koblede transistorer (13-16, 82-85, 153-156) som styres i parallell av et felles styresignal og hvis utgangsk1emmer er sammenkoblet over hver sin transformatorvikl ing ( 17-20, 86-89, 159-162 ) som utgjør pr imærvik1 inger i en transformatorkobling ( 21 , 90, 157-158), karakterisert ved at den omfatter en galvanisk sjøvannscel1e (40, 50), en solcelle e.l. som kilde for en likespenningsinngang lavere enn 5 volt,
en germaniumtransistor-osci 11atordr ivanordning (51, 63), som er innrettet slik at den initieres av inngangslikespenningen, og en styrekrets (23, 52, 64) som er tilordnet oscillator- drivanordningen for å styre nevnte minst to paral1 el koblede transistorer som utgjøres av MOS-FET transistorer (13-16, 82-83, 153-156) eller lignende med lav avløps-kilde motstand.
2. Strømforsyning som angitt i krav 1, karakterisert ved at transformatorkobli ngen omfatter minst to transformatorer ( 157-158), idet minst én av primærvik1 ingene (159-162) inngår i hver av transformatorene, og idet transformatorens sekundærvikl inger ( 163-164 ) er koblet i serie for å gi en høyere utgangsspenning.
3. Strømforsyning som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at transformatoren(e) (21, 90, 130, 157-158) omfatter en toroidal kjerne (131, fig. 7), på hvilken primærvi kl ingene (132-135) er anordnet i parallell, og at primærviklingene er innbyrdes forskutt for interaksjon med forskjellige deler av en sekundærvikl ing (136).
4. Strømforsyning som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at styrekretsen (23, 43) er anordnet slik at den drives av en primær- eller sekundær-cel1e hhv. et batteri (42), og at strømforsyningen omfatter kortslutnings-og sammenbrudds vern (44) på uttaket og eventuelt gjenopplad-ningsorgan (45) for sekundærcel1 en eller -batteriet (42).
5. Strømforsyning som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved at den omfatter et flertall MOS-FET kretsenheter (105-106, fig. 6), som hver er nær tilknyttet separate galvaniske sjøvannsce11er (100-101) (eller solcel-ler).
6. Strømforsyning som angitt i krav 5, karakterisert ved at nevnte flertall av MOS-FET kretsenheter er anordnet for å styres av en enkelt styrekrets (110, fig 6).
7. Strømforsyning som angitt i krav 6, karakterisert ved at styrekretsen (110, fig. 6) er anordnet for initiering av en separat galvanisk sjøvannscel1e (112) eller en solcelle (113) via drivkretsen (114) eller et tørrcellebatteri (111).
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NO85852598A NO159898C (no) | 1985-12-19 | 1985-12-19 | Stroemforsyning. |
GB8615284A GB2177556B (en) | 1985-12-19 | 1986-06-23 | Power supply |
US06/879,686 US4695935A (en) | 1985-06-28 | 1986-06-27 | Power supply |
JP61149858A JPS6237065A (ja) | 1985-06-28 | 1986-06-27 | 電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NO85852598A NO159898C (no) | 1985-12-19 | 1985-12-19 | Stroemforsyning. |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO852598L NO852598L (no) | 1987-06-22 |
NO159898B true NO159898B (no) | 1988-11-07 |
NO159898C NO159898C (no) | 1989-02-15 |
Family
ID=19888366
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO85852598A NO159898C (no) | 1985-06-28 | 1985-12-19 | Stroemforsyning. |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4695935A (no) |
JP (1) | JPS6237065A (no) |
GB (1) | GB2177556B (no) |
NO (1) | NO159898C (no) |
Families Citing this family (42)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NL8701515A (nl) * | 1987-06-29 | 1989-01-16 | Hollandse Signaalapparaten Bv | Geschakelde helixvoeding voor een twt. |
FR2618957B1 (fr) * | 1987-07-31 | 1989-11-17 | Dassault Electronique | Dispositif d'alimentation electrique, en particulier pour un generateur d'ondes pour un radar a impulsions |
US4871959A (en) * | 1988-07-15 | 1989-10-03 | Gali Carl E | Solar trickle charger for lead acid batteries |
US5006972A (en) * | 1989-05-18 | 1991-04-09 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Sea water battery power converter |
US5019954A (en) * | 1989-06-23 | 1991-05-28 | Allied-Signal Inc. | AC/DC conversion with reduced supply waveform distortion |
DE4005168C2 (de) * | 1990-02-17 | 1993-09-30 | Jungheinrich Ag | Stromrichter für höhere Frequenzen |
US5063341A (en) * | 1990-10-16 | 1991-11-05 | Gali Carl E | Lead acid battery rejuvenator and charger |
USRE35643E (en) * | 1990-10-16 | 1997-10-28 | Motor Products International, Inc. | Lead acid battery rejuvenator and charger |
US5215599A (en) * | 1991-05-03 | 1993-06-01 | Electric Power Research Institute | Advanced solar cell |
GB2259610A (en) * | 1991-09-12 | 1993-03-17 | Accent Lighting Limited | Transformer having a plurality of parallel primaries |
US5276393A (en) * | 1992-06-10 | 1994-01-04 | Gali Carl E | Solar radiation powered battery reclaimer and charger |
US5373201A (en) * | 1993-02-02 | 1994-12-13 | Motorola, Inc. | Power transistor |
US5525892A (en) * | 1993-08-24 | 1996-06-11 | Pulse Charge Systems, Inc. | Pulsed battery rejuvenator having variable trailing edge shaped pulses |
GB2301239B (en) * | 1995-05-24 | 1999-12-01 | Stephen Soar | Electric converter |
US5684663A (en) * | 1995-09-29 | 1997-11-04 | Motorola, Inc. | Protection element and method for protecting a circuit |
US5956241A (en) * | 1996-02-26 | 1999-09-21 | Micro Linear Corporation | Battery cell equalization circuit |
US5793624A (en) * | 1996-06-05 | 1998-08-11 | Hydro-Quebec | Apparatus and method for charging a DC battery |
US5640318A (en) * | 1996-07-01 | 1997-06-17 | Leu; Ching-Shan | Forward converter for off-line applications |
US7269034B2 (en) | 1997-01-24 | 2007-09-11 | Synqor, Inc. | High efficiency power converter |
ES2156681B1 (es) * | 1998-09-21 | 2002-02-01 | Computadoras Redes E Ingenieri | Convertidor continua/continua bidireccional. |
DE69940947D1 (de) * | 1998-11-16 | 2009-07-16 | Alcatel Lucent | Universeller Schaltstromwandler |
US6344980B1 (en) | 1999-01-14 | 2002-02-05 | Fairchild Semiconductor Corporation | Universal pulse width modulating power converter |
US6166455A (en) * | 1999-01-14 | 2000-12-26 | Micro Linear Corporation | Load current sharing and cascaded power supply modules |
US6091233A (en) * | 1999-01-14 | 2000-07-18 | Micro Linear Corporation | Interleaved zero current switching in a power factor correction boost converter |
US6184650B1 (en) | 1999-11-22 | 2001-02-06 | Synergistic Technologies, Inc. | Apparatus for charging and desulfating lead-acid batteries |
US6329589B1 (en) * | 2000-03-21 | 2001-12-11 | John Wing-Yan Tang | Solar panel |
EP1172923B1 (en) * | 2000-07-10 | 2006-09-13 | STMicroelectronics S.r.l. | Switching voltage regulator, having a driver circuit of a power MOS switch |
DE10218456A1 (de) * | 2002-04-25 | 2003-11-06 | Abb Patent Gmbh | Schaltnetzteilanordnung |
JP4450169B2 (ja) * | 2003-02-06 | 2010-04-14 | 富士電機システムズ株式会社 | スイッチング電源装置 |
US7057906B2 (en) * | 2003-03-11 | 2006-06-06 | Denso Corporation | Insulating switching DC/DC converter |
US6927663B2 (en) * | 2003-07-23 | 2005-08-09 | Cardiac Pacemakers, Inc. | Flyback transformer wire attach method to printed circuit board |
FR2889357A1 (fr) * | 2005-07-29 | 2007-02-02 | Commissariat Energie Atomique | Pile thermoelectrique a amplification de tension |
EP1811643A1 (en) * | 2006-01-18 | 2007-07-25 | Harman Becker Automotive Systems GmbH | Power converter |
GB2448328B (en) * | 2007-04-10 | 2012-03-07 | Ken Gentil | Combining multiple common sources of electricity |
US7375611B1 (en) | 2007-04-19 | 2008-05-20 | Harris Corporation | Embedded step-up toroidal transformer |
IL186667A0 (en) * | 2007-10-15 | 2008-02-09 | Peles Zalman | Electronic insect detouring device attachable to domestic object and method for use thereof |
US8159238B1 (en) * | 2009-09-30 | 2012-04-17 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Method and apparatus for in-situ health monitoring of solar cells in space |
AU2012299019B2 (en) | 2011-08-22 | 2016-11-24 | Franklin Electric Company, Inc. | Power conversion system |
FR2979770B1 (fr) * | 2011-09-01 | 2013-09-13 | Converteam Technology Ltd | Convertisseur de puissance elevee avec des transistors de faible puissance connectes en parallele |
US10199950B1 (en) | 2013-07-02 | 2019-02-05 | Vlt, Inc. | Power distribution architecture with series-connected bus converter |
ES1158584Y (es) * | 2016-04-05 | 2016-09-09 | Ramirez Alberto Andrés Santana | Central eléctrica iónica |
CN109862653B (zh) * | 2018-09-14 | 2021-09-24 | 苏州瑞铬优电子科技有限公司 | 一种用于高功率因数led的照明驱动电路 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3348120A (en) * | 1964-10-01 | 1967-10-17 | Geyger Ella | Square-law circuit |
US3566143A (en) * | 1969-03-11 | 1971-02-23 | Nasa | Maximum power point tracker |
JPS49416B1 (no) * | 1970-09-17 | 1974-01-08 | ||
US3974437A (en) * | 1975-07-25 | 1976-08-10 | Amf Incorporated | Switching circuit for static inverter |
CH617822B (fr) * | 1975-12-10 | Ebauches Sa | Dispositif permettant de recharger un accumulateur a l'aide d'elements photosensibles. | |
DE2722339C2 (de) * | 1977-05-17 | 1986-09-11 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Schaltungsanordnung zur Erzeugung von Spannungen mit wechselnder Polarität aus einer Gleichspannung |
JPS541819A (en) * | 1977-06-07 | 1979-01-09 | Tabuchi Denki Kk | Method of power supply |
-
1985
- 1985-12-19 NO NO85852598A patent/NO159898C/no not_active IP Right Cessation
-
1986
- 1986-06-23 GB GB8615284A patent/GB2177556B/en not_active Expired
- 1986-06-27 JP JP61149858A patent/JPS6237065A/ja active Pending
- 1986-06-27 US US06/879,686 patent/US4695935A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB2177556B (en) | 1989-10-25 |
NO159898C (no) | 1989-02-15 |
JPS6237065A (ja) | 1987-02-18 |
GB8615284D0 (en) | 1986-07-30 |
US4695935A (en) | 1987-09-22 |
NO852598L (no) | 1987-06-22 |
GB2177556A (en) | 1987-01-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
NO159898B (no) | Stroemforsyning. | |
RU2543516C2 (ru) | Система передачи и распределения электроэнергии | |
US5483144A (en) | Passive battery charging system | |
CA1156717A (en) | Zinc-chlorine battery plant system and method | |
US4341607A (en) | Solar power system requiring no active control device | |
EP0028591B1 (en) | Method of uninterrupted operation of a current supply installation and apparatus for the method | |
WO2008063461A1 (en) | Fuel cell power management module | |
US20110057626A1 (en) | Power supply and charging circuit for high energy capacitors | |
CN111490533A (zh) | 一种适用于恒流供电型海底观测网的水下电源 | |
Ferrera et al. | A SEPIC-Cuk converter combination for bipolar DC microgrid applications | |
CN110061559B (zh) | 离线式不间断电源及其控制方法 | |
US11437818B2 (en) | Power supply apparatus for supplying power to an external electrical load in HVDC power transmission systems | |
US20080081236A1 (en) | Electric power supply system of fuel cell | |
US20210265984A1 (en) | Two-terminal protective device using parasitic energy harvesting | |
RU2390896C2 (ru) | Электроэнергетическая система подводной лодки с бесперебойным электропитанием ответственных потребителей напряжениями 27 в постоянного тока и 220 в переменного тока | |
JP5169159B2 (ja) | 直流電源装置 | |
CN110061560B (zh) | 离线式不间断电源及其控制方法 | |
CN111987919B (zh) | 电力转换器 | |
CN114123730A (zh) | 一种基于igct换流阀的高电位取能装置 | |
JP2008035573A (ja) | 電気二重層コンデンサを用いた蓄電装置 | |
CN207410559U (zh) | 应急照明控制电路 | |
CN219627428U (zh) | 船用清洁能源系统 | |
RU2738379C1 (ru) | Автономный источник питания на основе литиевых элементов | |
CN109245548A (zh) | 反激电路及含有该反激电路的电源电路、系统 | |
RU2794276C1 (ru) | Система бесперебойного питания |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Lapsed by not paying the annual fees |
Free format text: LAPSED IN JUNE 2001 |