NO317207B1 - DC-effektomformer - Google Patents
DC-effektomformer Download PDFInfo
- Publication number
- NO317207B1 NO317207B1 NO19973050A NO973050A NO317207B1 NO 317207 B1 NO317207 B1 NO 317207B1 NO 19973050 A NO19973050 A NO 19973050A NO 973050 A NO973050 A NO 973050A NO 317207 B1 NO317207 B1 NO 317207B1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- converter
- control circuit
- heat
- stated
- input
- Prior art date
Links
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 claims description 3
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 18
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 10
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 9
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 4
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 3
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 2
- 239000003985 ceramic capacitor Substances 0.000 description 1
- 239000011231 conductive filler Substances 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000004377 microelectronic Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
- G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
- G05F1/10—Regulating voltage or current
- G05F1/46—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc
- G05F1/56—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
- G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
- G05F1/10—Regulating voltage or current
- G05F1/46—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc
- G05F1/56—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices
- G05F1/565—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices sensing a condition of the system or its load in addition to means responsive to deviations in the output of the system, e.g. current, voltage, power factor
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
- Control Of Voltage And Current In General (AREA)
- Control Of Electrical Variables (AREA)
- Confectionery (AREA)
- Beans For Foods Or Fodder (AREA)
- Sink And Installation For Waste Water (AREA)
- Amplifiers (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Description
Den foreliggende oppfinnelse vedrører en DC-effektomformer for å levere utgangseffekt, der omformeren omfatter: inngangsterminaler som har en DC-inngangsspenning tilført seg, en DC-reguleringskrets som er elektrisk koplet til en inngangsresistans, og til en annen av nevnte inngangsterminaler, slik at nevnte DC-reguleringskrets og nevnte inngangsresistans er koplet i serie og mottar nevnte DC-inngangsspenning, idet nevnte DC-reguleirngskrets har utgangsterminal som er elektrisk tilkoplingsbar til en ekstern belastning.
I de senere år er det fremkommet og utviklet et stort omfang av elektroniske tilbehør for motorkjøretøyer, motorbåter og andre store utstyrsenheter. Blant slike elektriske tilbehør er lys, oppvarmingsenheter, og nyligere selvfølgelig i økende grad avanserte telekom-munikasjonsanordninger. I stedet for å ha sin egen elektriske kraftkilde, er mye av slikt tilbehør beregnet å trekke energi fra batterikraftkilden på de større utstyrsenheter, og er derfor konstruert for å være kompatible med 12 volt batterier som nå er standard i mo-torkjøretøyer. Den optimale inngangsspenning for mye av elektroniske tilbehør er i realitet 13,8 volt.
Dessverre er DC tilførselsformatet som anvendes i andre industrielle, militære, kommersielle, luftfartsmessige, maritime og andre applikasjoner betydelig avvikende. Store farkoster krever eksempelvis at elektrisk effekt skal føres over forholdsvis lengre lengder av kabel med, i tillegg, et økt antall av anordninger som anvender DC tilførselen.
Hvis DC tilførselen derfor dobles i spenning fra de nominelle 12 volt til en nominell 24 volt, vil strømbehovet halveres selv om den totale effekt som er tilgjengelig vil være uendret.
Eksempelvis anvender store kommersielle eller tunge farkoster typisk det høyere DC spenningsformatet sentrert rundt en nominell 24 volt verdi.
Det er derfor et krav for omformere som er i stand til å motta utmating fra disse høyere DC spenningsformater og levere strøm i en akseptabel form til 12 volt formats tilpas-sede elektriske tilbehør, nemlig at eksempelvis en omformer skal være i stand til å tilveiebringe en konstant tilførsel av 13,8 volt fra en varierende tilførsel med spenning mellom 23,3 volt og 27,6 volt.
Det vil forstås at en slik omformer må levere en krafttilførsel på flere watt, titalls watt eller endog hundretalls watt, og at det i denne sammenheng påtreffes problemer som ikke har noe motstykke i mikroelektroniske effektomformingssystemer. Eksempelvis omhandler US-A-4827205 en på-brikke 10 volt tilførsel der strøm leveres gjennom en 10k motstand, hvilket begrenser effektleveringen til å være i størrelsesorden milliwatt. I en slik sammenheng er omformingsvirkningsgrad uten betydning og varmegenerering forårsaker ingen vesentlige problemer.
En tidlig generasjon av DC effektomformere, ofte feilbenevnt som "Droppers", ble basert på lineære omformere, hvilket vil si anordninger som fører ned i trinn og regule-rer en spenningstilførsel prinsippielt ved å anvende transistorteknologi. Det ble imidlertid oppfattet at slike anordninger utfører sine oppgaver med uakseptabel lav effektomformingsvirkningsgrad. Dessuten ble ingen konstruksjon av lineær omformer funnet som kunne gi en utgangsspenning med tilstrekkelig stabilitet, særlig når strømbehovet på utgangen øket i en vesentlig grad.
Mange anordninger anvendt som tilbehør i kjøretøy, båter, innenfor flyindustrien eller annet utstyr, krever en rimelig jevn og stabil DC tilførselsspenning.
Senere utviklinger innenfor DC effektomformere har derfor konsentrert seg om metoder for DC effektomforming der en DC tilførsel driver en oscillatorkrets, ofte plassert under instrumentbordet i lastebilen, for å generere en oscillerende spenning over terminalene på en ned-trinningstransformator. Utmatningen fra transformatoren blir så likerettet, glattet og regulert for å tilveiebringe den ønskede tilførsel, vanligvis nominelt 12 volt. Overraskende har progressive bearbeidelser av denne fremgangsmåte resultert i anordninger som har inntil 75% virkningsgrad, og slike systemer blir anvendt i stor grad.
Den foreliggende oppfinner har imidlertid funnet at oscillasjonsbaserte effektomformere lider av minst to alvorlige ulemper.
En første ulempe med mange svitsjet-modus (oscillasjon) baserte omformere er at deres krets har stor sannsynlighet for å bli skadet av den varme som genereres innenfor disse når omformeren misbrukes, for eksempel ved direkte elektrisk tilkobling av dens utgangsterminaler. I praksis viser det seg at over levetiden av omformere har operatører tendens til å erstatte eventuelle sikkerhetssikringer (eller sikringer som leveres med omformeren) med feil sikringer eller, verre, forbikoble disse fullstendig.
Dette fører til betydelig risiko for brann.
Dernest genererer de på grunn av sin natur kraftig elektromagnetisk stråling, ofte referert til som radiofrekvensinterferens, hvilken ofte utstråles på en måte som påvirker elektrisk, elektronisk og oftere kommunikasjonsutstyr innenfor omformerens lokalområde.
Dette er noe som skjer i stort omfang og, selv om mange anordninger hevdes å ha ade-kvat filtrering i sin konstruksjon, opptrer dette problem vedvarende.
Dette problem er potentielt mer alvorlig når strålingen påvirker brukere i anordninger og/eller kommunikasjonsutstyr som er fullstendig fjerntliggende og både ikke tilknyttet og frakoblet omformeren som er montert på kjøretøyet eller angjeldende utstyr.
I mange tilfeller har brukeren av omformingsanordningen ingen kjennskap til at den kan bevirke interferens eksternt til andre tjenester.
Den foreliggende oppfinnelse som er tilsiktet blant annet for bruk i private, kommersielle og militære kjøretøyer, private, militære og kommersielle maritime farkoster eller mindre båter, luftfartsindustrien, industrien generelt og for andre utstyrsenheter, søker å overvinne problemene knyttet til elektromagnetisk stråling og/eller overbelastningstil-stander uansett ekstern beskyttelse som er kan eksistere med hensyn til relevante sik-ringsverdier.
I sine mest generelle vendinger foreslår den foreliggende oppfinnelse en omformer som har en første del som styrer DC spenningsomforming og en andre del, adskilt fra den første, der varme på sikker måte kan utvikles.
Ifølge oppfinnelsen kjennetegnes den innledningsvis nevnte DC-effektomformer ved at nevnte DC-reguleringskrets kan sende minst flere watt av effekt til nevnte eksterne belastning i form av en DC-utgangsspenning som er lavere enn nevnte DC-inngangsspenning, og at inngangsresistansen og DC-reguleringskretsen er respektivt rommet i første og andre, separate varmeavgivende hus, idet det første huset er tilpasset til å avgi varme som genereres av inngangsresistansen ved å lede slik varme til en varmeavleder og som har et høyt overflateareal for konveksjon til luft.
Ytterligere utførelsesformer av DC-effektomformeren fremgår av de vedlagte, underord-nede krav 2-13.
En omformer ifølge den foreliggende oppfinnelse er fortrinnsvis i stand til å levere elektrisk effekt på minst en watt, og mer foretrukket elektrisk effekt inntil flere titalls eller hundretalls av watt.
Motstanden i inngangsresistansmidlet vil vanligvis ha en verdi som ikke er større enn 10 ohm, fortrinnsvis 0,1 til 5 ohm og mer foretrukket 0,5 til 1,5 ohm.
Det tilsiktes at ved bruk kobles omformeren til batterikratftilførselen på en stor utstyrsenhet, eksempelvis en lastebil, og at resistansmidlet monteres på utstyrslegemet, for eksempel lastebilens ramme, slik at varme kan avledes til legemet fjerntliggende fra reguleringskretsen.
Selv om reguleringskretsen kan anvende oscillasjon, anvender den fortrinnsvis lineære omformere, slik at i alt vesentlig ingen elektrisk støy skapes på den utmatede kraftforsy-ning. I dette tilfellet kan begge ulempene knyttet til lineære omformere som er beskrevet ovenfor bli overvunnet, eller bli i det minste vesentlig redusert, ettersom reguleringskretsen kan velges slik at i bruk blir en hoveddel, eksempelvis minst 60% og fortrinnsvis minst 70% av varme som genereres av spenningsomformeren produsert i resistansmidlet, og kan plasseres i avstand fra reguleringskretsen. Denne løsning minsker i vesentlig grad nødvendigheten av at kretsen må utføre effektomforming med høy virkningsgrad, ettersom der er mindre varmegenerering på stedet for selve reguleringskretsen, og dermed kan reguleringskretsen velges til å optimalisere utgangsstabilitet og re-gulering uansett utgangsstrømmen som trekkes. Total effektomformingsvirkningsgrad er ikke av ytterste viktighet i denne applikasjon, ettersom både tilførselsstrømmuligheten og batterikapasiteten er meget stor i den angitte applikasjon.
Reguleringskretsen blir fortrinnsvis ytterligere valgt for å begrense strømmen som kan trekkes fra omformeren, eksempelvis ved å begrense utgangsstrømmen til å være under en øvre kritisk grense, eller ganske enkelt ved opphøre å levere utgangsspenning når omformeren detekterer en uregelmessighet i strømmen som trekkes fra omformeren, en teknikk som er kjent som tilbakefolding (fold back). Dette blir fortrinnsvis oppnådd uavhengig av nærværet eller fraværet av avbrytere slik som sikringer eller kretsbrytere, hvilke det kan tukles med.
Resistansmidlet er fortrinnsvis tilpasset for montering på legemet av et stort konstruksjonsstykke på en slik måte at der er god varmeleding derimellom, hvorved varme som genereres innenfor resistansmidlet hurtig ledes bort. Reguleringskretsen bør således monteres på en varmeavleder som er utformet med et stort overflateareal for å forbedre dens evne til å sende varme som genereres av reguleringskretsen til omgivende luft, for eksempel ved konveksjon.
Varmeavlederen for bruk med reguleringskretsen har fortrinnsvis stort overflateareal og langsgående symmetri. Den kan monteres med sin langsgående akse vertikal, slik at når den blir varm, vil en vertikal strøm av luft skapes langs den, hvorved forbedres evnen hos varmeavlederen til å sende til atmosfæren den varme som genereres av reguleringskretsen.
Reguleringskretsen er fortrinnsvis valgt til å opphøre med å sende effekt når temperaturen i kretsen stiger over en forutbestemt verdi. Denne "termiske utkobling" er et nyttig sikkerhetstrekk, endog i kombinasjon med tilbakefoldingstrekket som er beskrevet ovenfor, ettersom tilstandene som utløser tilbakefolding ikke nødvendigvis opptrer øye-blikkelig ved opptreden av en feil. Dessuten er det mulig å ha overoppheting uten elektrisk overbelastning, eksempelvis dersom reguleringskretsen er plassert i et område som er for varmt for at varmeavlederen skal operere på tilfredsstillende måte.
Ytterligere siktemål og fordeler ved den foreliggende oppfinnelse vil bli forklart i den etterfølgende detaljerte beskrivelse av foretrukne, eksempelvise utførelsesformer med henvisning til de vedlagte tegningsfigurer. Fig. 1 viser kretsskjemaet for en første utførelsesform av en DC omformer ifølge oppfinnelsen.
Fig. 2 viser kretsskjemaet for en andre utførelsesform av DC omformeren.
Fig. 3 viser et kretsskjema over en tredje utførelsesform av DC omformeren.
Fig. 4 viser et kretsskjema over en fjerde utførelsesform av DC omformeren.
Fig. 5 viser et kretsskjema over en femte utførelsesform av DC omformeren.
Fig. 6 illustrerer forholdet mellom temperaturen i varmeavlederen i nevnte tredje og femte utførelsesformer av DC omformeren med utgangsstrømmen levert. Fig. 7 er et enderiss av en varmeavleder som er egnet for bruk med den foreliggende oppfinnelse. Fig. 8 er et tverrsnittriss over en reguleringskrets ifølge den foreliggende oppfinnelse som inngår i varmeavlederen vist i fig. 7.
Fig. 9 viser et perspektivriss over varmeavlederen i fig. 7.
Fig. 10 viser et perspektivriss over en resistansenhet for bruk i en omformer ifølge den foreliggende oppfinnelse.
Fig. 11 illustrerer installasjonen av en DC omformer ifølge oppfinnelsen.
Idet det først refereres til fig. 1, har den første utførelsesformen av DC omformeren ifølge den foreliggende oppfinnelse inngangsterminaler 1, 2 for kobling henholdsvis til terminalene på et eksternt batteri av en utstyrsenhet, slik som 24V batteriet på en lastebil. Reguleringskretsen er plassert innenfor en reguleringsenhet 3 som har inngangsterminaler 8,10 for å motta elektrisk effekt og utgangsterminaler 5, 6 for kobling til effekt-inngangene på elektronisk tilbehør. Omformeren setter ned i trinn DC spenningen fra batteriet slik at spenningsforskjellen mellom dens inngangsterminaler 1, 2 er større enn for eksempel to ganger spenningsforskjellen mellom utgangsterminalene 5,6.1 serie med reguleringsenheten 3 mellom batteriterminalene 1,2 befinner det seg en resistansenhet 4 som omfatter en motstand RI og en sikring FS 1.
Resistansenheten 4 er koblet til reguleringsenheten 3 ved hjelp av en kabel 9, hvis lengde er minst flere centimeter og fortrinnsvis opp til flere meter, slik at resistansenheten 4 kan plasseres fjerntliggende fra reguleringsenheten. Resistansenheten 4 er tilpasset for å bli montert på en massiv del av utstyret, slik som lastebilrammen, slik at den varme som den genererer sendes inn i rammen. Reguleringsenheten 3 er plassert annet-steds på lastebilen, enten på et forskjellig sted på rammen eller eksempelvis under lastebilens instrumentbord, og danner god termisk kontakt med en varmeavleder som er tilpasset til å sende varmen som genereres av reguleringsenheten 3 til den omgivende luft.
Innenfor reguleringsenheten 3 oppdeles strøm likt mellom motstandene R2, R3, R4, R5 og R6, alle med lik resistans, av samme størrelsesorden som (men ikke nødvendigvis den samme som) resistansen for RI. Spenningen mellom utgangsterminalene 5 og 6 opprettholdes på 12 volt ved å anvende 5 regulatorer IC 1 til IC5 som hver har en 3 amp merkeverdi, og som styres i operasjon av motstandene R7 og R8 og kondensatorene Cl, C2 og C3. Ved på denne måte å anvende standardkomponenter er det mulig å opprett-holde en utgangsstrøm inntil 15 amp, hvilken er betydelig høyere enn strømutmatningen fra konvensjonelle omformere.
Regulatorene ICI og IC5 blir fortrinnsvis valgt slik at reguleringsenheten 3 opphører med å levere effekt når regulatorene når en forutbestemt temperatur. Eksempelvis kan regulatorene være integrerte kretser KA350 som har den egenskapen.
I et valg av komponentverdier som gir korrekt 24 volt-til-12 volt omformning har RI verdien lik 0,5 ohm, mens motstandene R2 til R6 hver har en resistans lik 0,015 ohm; Cl er en 1000 uF/35 volt elektrolytisk kondensator; og C2 er en 100 uF/16 volt elektrolytisk kondensator. ICI til IC5 kan være 8 volt/3 amp regulatorer og i dette tilfellet har motstandene R7 og R8 verdier lik henholdsvis 220 ohm og 150 ohm. Alternativt kan ICI til IC5 være 5 volt/3 amp regulatorer og i dette tilfellet vil R7 og R8 ha verdier lik henholdsvis 500 og 860 ohm. I alternative utførelsesformer er regulatorene ICI til IC5 12 volt regulatorer, og spenningen på kretsens utgang kan bevirkes til å være 13,8 volt ved å velge R7 og R8 ril å være henholdsvis 480 og 72 ohm. C3 er en 2200 uF/16 volt elektrolytisk kondensator.
I denne utførelsesform er FS 1 og FS 2 bladsikringer som har henholdsvis 25 amp og 15 amp strømledningsevne. FS 3, FS 4 og FS 5 er ytterligere tre bladsikringer, der den totale verdi av disse ikke overskrider 15 amp. Vanligvis har hver en strømføringsevne lik 5 amp.
Fig. 2 viser en andre utførelsesform av oppfinnelsen som er en modifisert versjon av den første utførelsesformen. Denne andre utførelsesform foretrekkes i stedet for den første utførelsesformen, ettersom den er billigere og enklere med hensyn til fremstilling. Den er konstruert til å utmate 5 amp, og vil automatisk opphøre å levere effekt under forhold med elektrisk overbelastning eller overoppheting. Omformeren vil da automatisk be-gynne på ny normal funksjonering når feiltilstanden er blitt fjernet eller temperaturen er redusert til et tillatelig nivå.
I denne utførelsesform er resistansenheten 4 på inngangssiden separert fra regulatorenheten 3 ved hjelp av en multi-kabelleder 9' som innbefatter koblingsorganenhet 9" med hann/hunnkobling.
Verdiene for komponentene i denne krets er:
IC 6, IC 7 = integrert krets regulatortype LM350
C 4 = elektrolytisk kondensator 47 uF/35V
C 5, C 6 = elektrolytisk kondensator 100 uF/16V
D1 = diode IN4001
RI' = trådviklet motstand 1,5 ohm
R 9 = trådviklet motstand 120 ohm
RIO = trådviklet motstand 1,2K ohm
En tredje utførelsesform som er vist i fig. 3 anvender en resistansenhet 4 som er ekviva-lent med den i den første utførelsesformen, men anvender en forskjellig reguleringskrets i hvilken strøm flyter hovedsakelig gjennom motstanden RI 1. Oversikten over komponentene i kretsen er som følger:
TR 1 = PNP transistor (T03) MJ15004
TR 2 = PNP transistor (TO220) BD744
IC 8 = integrert krets regulatortype L7808CP
C 4 = elektrolytisk kondensator 2200 uF/16 volt
RI = trådviklet motstand, 0,5 ohm/100 watt
RH = trådviklet motstand, 0,05 ohm/25 watt
R 12 metallfilm motstand 220 ohm/l watt
R 13 = trådviklet motstand 3,3 ohm/2,5 watt
R14 = metallfilm motstand 150 ohm/l watt
C 7 = elektrolytisk kondensator 1000 uF/35 volt
C 8 = elektrolytisk kondensator 1 uF/35 volt
C 9 = elektrolytisk kondensator 1000 uF/35 volt
CIO = elektrolytisk kondensator 2000 uF/16 volt
Slik det vil forstås av en fagmann, betyr ovennevnte valg av IC8 at kretsen opphører med å levere en spenning når dens temperatur når en forutbestemt verdi. Således er der en termisk utkobling ved denne temperatur.
Fig. 4 viser en fjerde utførelsesform av oppfinnelsen som er en modifikasjon av den tredje utførelsesformen. Den fjerde utførelsesformen foretrekkes i forhold til den tredje utførelsesformen ettersom den er billigere samt lettere å fremstille. Den er konstruert til å utmate inntil 15 amp.
Slik som i den andre utførelsesformen, er regulatorenheten 3 koblet, via resistansenhet 4, til inngangen og utgangen via en leder 9' og hann/hunnkoblingsenhet 9".
Verdiene av komponentene som er vist er:
D 2 = diode type IN4001
IC 9 = integrert krets type LM 350
TR 3 = sender type MJE 15004
TR 4 = transistor type BD 74C
ZD1 zenerdiodetypeIN5355B
C 11 = elektrolytisk kondensator 47 uF/35V
C 12, C 13 = elektrolytisk kondensator 100 uF/16V
C 14 = elektrolytisk kondensator 0,47 uF/63 V
RI = trådviklet motstand 0,5 ohm
R15 = trådviklet motstand 120 ohm
R16 = trådviklet motstand 1,2K ohm
R17a-d = hver 27 ohm
R 18 = trådviklet motstand 0,05 ohm
I utførelsesformen som er vist i fig. 5 blir strøm igjen hovedsakelig ledet til utgangsterminalene 5,6 gjennom motstand RI9. Spenningen reguleres ved å anvende den integrerte kretsen IC 10 som er en regulator av typen L123CT. Denne omformer har den egenskap at når kretsen erfarer en alvorlig strømvariasjon, hvilken kan oppstå eksempelvis dersom utgangsterminalene på kretsen sammenkobles, bevirker IC 10 utgangsspenningen til å innta et lavt nivå inntil den tilbakestilles, en teknikk for strømbegrensning som er kjent som "tilbakefolding" (fold back).
Verdiene for komponentene i kretsen er som følger:
TR 4 = NPN transistor (T03) 2N3771
TR 5 = NPN transistor (TO220) BD743C
IC 10 = integrert krets regulator type LI 23CT
C 15 = elektrolytisk kondensator 1000 uF/35 volt
C 16 = elektrolytisk kondensator 10 uF/16 volt
C 17 = elektrolytisk kondensator 2200 uF/16 volt
C 18 = elektrolytisk kondensator 4,7 uP/35 volt
C 19 = keramisk kondensator 470 pF/100 volt
R 1 = trådviklet motstand 0,5 ohm/100 watt
R 19 = trådviklet motstand 0,05 ohm/25 watt
R 20 = metallfilm motstand 6,8 Kohm/0,25 watt
R 21 = metallfilm motstand 3,6 Kohm/0,25 watt
R 22 = metallfilm motstand 7,5 Kohm/0,25 watt
Andre komponenter har de samme verdier som de tilsvarende komponenter i den tredje utførelsesformen av spenningsomformeren.
Fig. 6 illustrerer forholdet mellom temperaturen i varmeavlederen og strømmen som trekkes fra utgangen på spenningsomformeren i fig. 3 eller fig. 5. De to kurvene repre-senterer henholdsvis tilfellene der innmatningen til spenningsomformeren er 23,3 volt (den laveste spenning som typisk leveres av et lastebilbatteri) og 27,6 volt (som kan leveres mens batteriet lades). Ideelt opererer omformeren i et strømområde mellom de to kurvene.
Det er blitt funnet at den første, tredje og femte utførelsesformen av oppfinnelsen som er gitt ovenfor oppfyller den følgende spesifikasjon.
Den andre og fjerde utførelsesform leverer inntil henholdsvis fem og femten amp, eller en maksimum effekt lik henholdsvis 60 eller 180 watt.
Fig. 7 er et enderiss over en varmeavleder 14 som er egnet for bruk som varmeavlederen for regulatorenheten. Varmeavlederen 14 er hensiktsmessig laget av ekstrudert alumi nium. Den har langsgående symmetri og skal monteres med sin langsgående akse vertikal for maksimal avledning av varme ved konveksjon.
Fig. 8 illustrerer hvorledes regulatorkretsen kan bygges inn i varmeavlederen 14 vist i fig. 7 til å tilveiebringe en varmeavlederenhet. Komponentene 17 i reguleringskretsen, koblet ved hjelp av et trykt kretskort 19, er anbrakt i kontakt med en sentral overflate 15 på varmeavlederen 14, slik at god termisk leding oppnås mellom komponentene 17 og overflaten 15. Kretsen blir så innleiret i en termisk ledende fyllmasse 21 som tilveiebrin-ger mekanisk støtte for kretskortet 15. Reguleringskretsen strekker seg ikke langs hele lengden av varmeavlederen 14, men etterlater endepartier av overflaten 15 udekket. Når således fyllmassen tilføres, langs hele lengden av varmeavlederen 14, blir reguleringskretsen fullstendig omgitt av fyllmassen bortsett fra partiene av komponentene 17 som danner kontakt med varmeavlederen 14. Således er reguleringskretsen fullstendig be-skyttet mot fysisk forstyrrelse og også fra kontakt med eventuell fuktighet som kommer i kontakt med varmeavlederenheten. Fyllmassen danner også en tettende kontakt med elektriske ledere som strekker seg gjennom den til reguleringskretsen, hvorved sikres at fuktighet ikke lekker til reguleringskretsen på den måte. Fortrinnsvis er varmavlederen-heten laget fullstendig vanntett eller i det minste sprutsikker på denne måte.
En øvre overflate av fyllmassen 21 er dekket med en plate 22. Således danner varmeavlederen 14 og platen 22 et hus 25 for reguleringskretsen.
En andre plate 23 lukker hulrommet ved den andre siden av varmeavlederen. De to platene 22, 23 er sammenfestet ved hjelp av en stift 24 med hette 25, 26. Hulrommet dan-net mellom platen 23 og den sentrale region 15 av varmeavlederen 14 er fylt med en fyllmasse 27.
Fyllmassen 21,27 som anvendes i denne utførelsesform er fortrinnsvis termisk ledende, og eksempelvis kan den være en masse slik som ER2/83 som leveres av Electrolube. Fig. 9 er et perspektivriss over enheten vist i fig. 8. En brakett 30 er festet til varmeavlederenheten ved hjelp av skruer 31, 33, og er tilpasset for kobling under bruk av åpnin-gene 35,37 til legemet av et konstruksjonsstykke, slik som under instrumentbordet i eller på rammen av en lastebil. Elektriske innganger til varmeavlederenheten foreligger via ledere 38 og en plugg 39. Fig. 10 viser i perspektivriss en motstandsenhet 45 som inneholder motstanden (RI, RI<1>) for en utførelsesform av en omformer ifølge oppfinnelsen. Motstanden har stifter 41,43 ved hjelp av hvilke den kan elektrisk kobles til resten av omformeren. Motstands-enheten 45 innbefatter sin motstand omgitt av, og elektrisk isolert fra, sylindrisk del 46 av et hus som innbefatter plater 47,49. Huset er laget av ekstrudert aluminium. Platene 47,49 er forsynt med åpninger 51 for å feste huset eksempelvis til rammen på en lastebil, slik at utmerket varmeleding mellom motstanden og rammen oppnås. Den sylind-riske delen 46 er utvendig forsynt med ribber for å hjelpe til med varmeavledning ved konveksjon, men typisk i bruk for områder mellom 50 og 100 watt er termisk ledet til rammen. Fig. 11 viser installasjonen av en omformer i henhold til oppfinnelsen inn i førerhuset 50 på en lastebil. Varmeavlederenheten 51 er plassert med sin langsgående akse vertikal innenfor rommet bak panseret. Ballastmotstanden 53 er plassert i rammeområdet. Omformeren omfatter dessuten en sikringsholder 55 innenfor førerhushytten, et multi-kob-lingsorgansett 57, også innenfor førerhytten, og et LED 59 sett som er montert på instrumentbordet.
Mange modifikasjoner med hensyn til de ovenstående utførelsesformer er mulig innenfor omfanget av oppfinnelsen, slik det vil være klart for fagfolk. Eksempelvis, selv om foretrukket, er det ikke nødvendig at reguleringsenheten er av den lineære omformings-type, og alternative utførelsesformer som anvender en oscillasjonsbasert reguleringskrets er akseptable. Omformeren kan også anvendes i kombinasjon med farkoster som er andre enn lastebiler, slik som eksempelvis marine farkoster, eller endog med mindre transportable konstruksjonsgjenstander som inneholder en DC kraftkilde.
Claims (13)
1.
En DC-effektomformer for å levere utgangseffekt, der omformeren omfatter: inngangsterminaler som har en DC-inngangsspenning tilført seg, en DC-reguleringskrets som er elektrisk koplet til en inngangsresistans, og til en annen av nevnte inngangsterminaler, slik at nevnte DC-reguleringskrets og nevnte inngangsresistans er koplet i serie og mottar nevnte DC-inngangsspenning, idet nevnte DC-reguleringskrets har utgangsterminal som er elektrisk tilkoplingsbar til en ekstern belastning,karakterisert vedat nevnte DC-reguleringskrets kan sende minst flere watt av effekt til nevnte eksterne belastning i form av en DC-utgangsspenning som er lavere enn nevnte DC-inngangsspenning, og at inngangsresistansen og DC-reguleringskretsen er respektivt rommet i første og andre, separate varmeavgivende hus, idet det første huset er tilpasset til å avgi varme som genereres av inngangsresistansen ved å lede slik varme til en varmeavleder og som har et høyt overflateareal for konveksjon til luft.
2.
Omformer som angitt i krav 1,karakterisert vedat reguleringskretsen har temperaturavfølingsmiddel for å initiere opphøret av levering av utgangsspenningen når minst en del av reguleringskretsen er på en temperatur som er over en forutbestemt verdi.
3.
Omformer som angitt i krav 1 eller 2,karakterisert vedat reguleringskretsen anvender lineære omformere.
4.
Omformer som angitt i krav 1 eller 2,karakterisert vedat i bruk blir en hovedandel av varmen som genereres av omformeren generert av inngangsresistansen (4).
5.
Omformer som angitt i krav 1 eller 2,karakterisert vedat reguleringskretsen har en strømbegrenseranordning for å begrense strømmen som ved bruk trekkes fra omformeren.
6.
Omformer som angitt i krav 1 eller 2,karakterisert vedat det første huset er tilpasset for montering på legemet av en utstyrsdel som danner minst del av nevnte varmeavleder og med god varmeleding derimellom.
7.
Omformer som angitt i krav 1 eller 2 eller krav 6,karakterisertv e d at det første huset har monteringsplater (45,47) for montering på varmeavlederen.
8.
Omformer som angitt i krav 1 eller 2,karakterisert vedat det første huset er tilpasset for montering på rammen av en lastebil slik at det første huset er i stand til å overføre varme som genereres av inngangsmotstanden til rammen.
9.
Omformer som angitt i krav 1 eller 2,karakterisert vedat en eller begge av inngangsresistansen og reguleringskretshusene er forsynt med et stort overflateareal for å forbedre overføringen av varme til omgivende luft.
10.
Omformer som angitt i krav 1 eller 2,karakterisert vedat at reguleringskretsen er av en ikke-oscillerende type, hvorved genereres i alt vesentlig ingen radiofrekvens elektromagnetisk stråling.
11.
Omformer som angitt i krav 6 eller 7,karakterisert vedat nevnte legeme av en utstyrsdel er en lastebilramme.
12.
Omformer som angitt i krav 1 eller 2,karakterisert vedat nevnte første og andre hus er festet til forskjellige, adskilte, respektive steder på en lastebilramme.
13.
Omformer som angitt i krav 8 eller 11,karakterisert vedat nevnte første og andre hus er festet til forskjellige, adskilte, respektive steder på lastebilens ramme.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GBGB9500661.5A GB9500661D0 (en) | 1995-01-13 | 1995-01-13 | Electrical apparatus |
PCT/GB1996/000033 WO1996021892A1 (en) | 1995-01-13 | 1996-01-09 | Electrical apparatus |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO973050D0 NO973050D0 (no) | 1997-06-30 |
NO973050L NO973050L (no) | 1997-09-10 |
NO317207B1 true NO317207B1 (no) | 2004-09-20 |
Family
ID=10767989
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO19973050A NO317207B1 (no) | 1995-01-13 | 1997-06-30 | DC-effektomformer |
Country Status (29)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US6014019A (no) |
EP (1) | EP0803085B1 (no) |
JP (1) | JP3756186B2 (no) |
KR (1) | KR100397871B1 (no) |
CN (1) | CN1168180A (no) |
AR (1) | AR000708A1 (no) |
AT (1) | ATE322708T1 (no) |
AU (1) | AU688189B2 (no) |
BR (1) | BR9606886A (no) |
CA (1) | CA2208845C (no) |
CZ (1) | CZ296006B6 (no) |
DE (1) | DE69636007T2 (no) |
DK (1) | DK0803085T3 (no) |
EE (1) | EE03319B1 (no) |
ES (1) | ES2263158T3 (no) |
FI (1) | FI117031B (no) |
GB (1) | GB9500661D0 (no) |
HU (1) | HU223250B1 (no) |
IL (1) | IL116528A (no) |
IN (1) | IN186882B (no) |
MX (1) | MX9705166A (no) |
MY (1) | MY112632A (no) |
NO (1) | NO317207B1 (no) |
NZ (1) | NZ298109A (no) |
PT (1) | PT803085E (no) |
TR (1) | TR199700634T2 (no) |
TW (1) | TW305084B (no) |
WO (1) | WO1996021892A1 (no) |
ZA (1) | ZA9681B (no) |
Families Citing this family (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB9500661D0 (en) * | 1995-01-13 | 1995-03-08 | Autotronics Eng Int Ltd | Electrical apparatus |
JPH10210736A (ja) * | 1997-01-22 | 1998-08-07 | Yaskawa Electric Corp | 降圧型dc−dcコンバータ |
KR100281528B1 (ko) * | 1998-04-29 | 2001-02-15 | 윤종용 | 전원 공급 회로 |
US6894468B1 (en) | 1999-07-07 | 2005-05-17 | Synqor, Inc. | Control of DC/DC converters having synchronous rectifiers |
US6841980B2 (en) * | 2003-06-10 | 2005-01-11 | Bae Systems, Information And Electronic Systems Integration, Inc. | Apparatus for controlling voltage sequencing for a power supply having multiple switching regulators |
US20050140346A1 (en) * | 2003-12-29 | 2005-06-30 | Eliahu Ashkenazy | Method and apparatus for reducing low-frequency current ripple on a direct current supply line |
US7444192B2 (en) * | 2004-10-26 | 2008-10-28 | Aerovironment, Inc. | Reactive replenishable device management |
US20060089844A1 (en) * | 2004-10-26 | 2006-04-27 | Aerovironment, Inc., A California Corporation | Dynamic replenisher management |
US7738229B2 (en) * | 2006-01-10 | 2010-06-15 | Bayco Products, Ltd. | Microprocessor-controlled multifunctioning light with intrinsically safe energy limiting |
CN101405154B (zh) | 2006-03-22 | 2011-05-25 | 丰田自动车株式会社 | 车辆悬架系统 |
US7642759B2 (en) * | 2007-07-13 | 2010-01-05 | Linear Technology Corporation | Paralleling voltage regulators |
CN105471281B (zh) * | 2015-11-19 | 2018-04-20 | 成都锐能科技有限公司 | 用于便携式电子设备的航空机载电源及航空座椅 |
EP3393029B1 (en) * | 2017-04-20 | 2019-07-03 | Danfoss Mobile Electrification Oy | A power converter and an electric power system |
Family Cites Families (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2925548A (en) * | 1958-02-10 | 1960-02-16 | Sorensen & Company Inc | Protective device for transistor regulators |
US3453519A (en) * | 1967-04-11 | 1969-07-01 | Thomas C Hunter Jr | Power responsive current regulator |
US3705342A (en) * | 1971-06-21 | 1972-12-05 | Metrodata Corp | Dc voltage regulator and impedance converter |
US4151456A (en) * | 1978-03-09 | 1979-04-24 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Voltage regulator for battery power source |
DE2931922C2 (de) * | 1979-08-07 | 1982-03-25 | Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt | "Schaltungsanordnung zum Speisen einer eine konstante Betriebsspannung liefernden Stromversorgungseinrichtung" |
US4672302A (en) * | 1986-03-06 | 1987-06-09 | Rca Corporation | Circuit for controlling the load current level in a transistor |
US4800331A (en) * | 1987-02-12 | 1989-01-24 | United Technologies Corporation | Linear current limiter with temperature shutdown |
US4827205A (en) * | 1987-12-21 | 1989-05-02 | Pitney Bowes Inc. | On-chip voltage supply regulator |
US4914542A (en) * | 1988-12-27 | 1990-04-03 | Westinghouse Electric Corp. | Current limited remote power controller |
DE3932776A1 (de) * | 1989-09-30 | 1991-04-11 | Philips Patentverwaltung | Stromversorgungseinrichtung mit spannungsregelung und strombegrenzung |
JP2516087Y2 (ja) * | 1989-11-22 | 1996-11-06 | 株式会社安川電機 | 半導体冷却装置 |
US5289109A (en) * | 1990-03-05 | 1994-02-22 | Delco Electronics Corporation | Current limit circuit |
JP2546051Y2 (ja) * | 1990-07-30 | 1997-08-27 | ミツミ電機株式会社 | 安定化電源回路 |
JPH0482713U (no) * | 1990-11-27 | 1992-07-17 | ||
US5225766A (en) * | 1991-01-04 | 1993-07-06 | The Perkin Elmer Corporation | High impedance current source |
JP2799529B2 (ja) * | 1991-10-17 | 1998-09-17 | シャープ株式会社 | 安定化電源回路 |
JP2582940Y2 (ja) * | 1991-12-26 | 1998-10-15 | シャープ株式会社 | 安定化電源回路 |
JP3045608B2 (ja) * | 1992-06-11 | 2000-05-29 | 株式会社フジクラ | コントロールボックス |
JPH0643951A (ja) * | 1992-07-24 | 1994-02-18 | Rohm Co Ltd | 電流制限回路 |
US5397978A (en) * | 1992-08-03 | 1995-03-14 | Silicon Systems, Inc. | Current limit circuit for IGBT spark drive applications |
GB9500661D0 (en) * | 1995-01-13 | 1995-03-08 | Autotronics Eng Int Ltd | Electrical apparatus |
-
1995
- 1995-01-13 GB GBGB9500661.5A patent/GB9500661D0/en active Pending
- 1995-12-22 IL IL11652895A patent/IL116528A/xx not_active IP Right Cessation
- 1995-12-28 TW TW084114053A patent/TW305084B/zh active
-
1996
- 1996-01-01 IN IN1CA1996D patent/IN186882B/en unknown
- 1996-01-05 ZA ZA9681A patent/ZA9681B/xx unknown
- 1996-01-09 WO PCT/GB1996/000033 patent/WO1996021892A1/en active IP Right Grant
- 1996-01-09 EE EE9700223A patent/EE03319B1/xx not_active IP Right Cessation
- 1996-01-09 PT PT96900128T patent/PT803085E/pt unknown
- 1996-01-09 TR TR97/00634T patent/TR199700634T2/xx unknown
- 1996-01-09 AU AU43517/96A patent/AU688189B2/en not_active Ceased
- 1996-01-09 AT AT96900128T patent/ATE322708T1/de not_active IP Right Cessation
- 1996-01-09 BR BR9606886A patent/BR9606886A/pt not_active IP Right Cessation
- 1996-01-09 CN CN96191429A patent/CN1168180A/zh active Pending
- 1996-01-09 EP EP96900128A patent/EP0803085B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1996-01-09 HU HU9801992A patent/HU223250B1/hu not_active IP Right Cessation
- 1996-01-09 JP JP52151196A patent/JP3756186B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1996-01-09 US US08/860,958 patent/US6014019A/en not_active Expired - Fee Related
- 1996-01-09 DE DE69636007T patent/DE69636007T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1996-01-09 DK DK96900128T patent/DK0803085T3/da active
- 1996-01-09 CZ CZ19972149A patent/CZ296006B6/cs not_active IP Right Cessation
- 1996-01-09 CA CA002208845A patent/CA2208845C/en not_active Expired - Fee Related
- 1996-01-09 KR KR1019970704715A patent/KR100397871B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1996-01-09 NZ NZ298109A patent/NZ298109A/en unknown
- 1996-01-09 ES ES96900128T patent/ES2263158T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1996-01-11 MY MYPI96000109A patent/MY112632A/en unknown
- 1996-01-11 AR ARP960100972A patent/AR000708A1/es unknown
-
1997
- 1997-06-30 NO NO19973050A patent/NO317207B1/no unknown
- 1997-07-09 MX MX9705166A patent/MX9705166A/es not_active IP Right Cessation
- 1997-07-11 FI FI972944A patent/FI117031B/fi active IP Right Grant
-
1999
- 1999-10-21 US US09/422,274 patent/US6140804A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
NO317207B1 (no) | DC-effektomformer | |
US5645746A (en) | Use of PTC devices | |
US5783872A (en) | Auxiliary battery voltage/temperature compensation for automotive 12 volt system for electric vehicles | |
KR102219517B1 (ko) | 통합형 파워 박스 | |
EP0098647B1 (en) | Mains-voltage discrimination device | |
JP2001501360A (ja) | 回路装置及びこの回路装置を具備する信号灯 | |
EP2432297A2 (en) | A current limiting circuit, an LED module and an LED illuminating device | |
KR20180048141A (ko) | 배전선로의 분산전원 제어장치 | |
JP4583248B2 (ja) | スイッチング電源装置 | |
US6301131B1 (en) | DC power supply circuit | |
US20040124784A1 (en) | Lighting system and electric power supplier for the same | |
RU2172551C2 (ru) | Электрический преобразователь | |
US20070075585A1 (en) | Inverter apparatus | |
CN210725077U (zh) | 电视防烧电路、装置及电视机 | |
KR101644448B1 (ko) | 이동통신 모뎀 시스템 | |
US20070024122A1 (en) | System and method for a distributed front end rectifier power system | |
NO178359B (no) | Krafttilförsels-grensesnitt for en mobiltelefon | |
CN219394425U (zh) | 一种过压保护电路及电子设备 | |
EP3402028B1 (en) | Electronic circuit for self-identifying zero wire and heat generating plate having the same | |
US9673726B2 (en) | Capacitive power supply device for a control device of an electrical switching apparatus | |
CN208142614U (zh) | 高压配电箱 | |
CN107959388A (zh) | 交流发电机的电气隔离 | |
JPH0365028A (ja) | 車両用交流発電機の制御装置 | |
AU692467C (en) | Use of PTC devices in wiring harnesses | |
JPH053629A (ja) | 電源供給装置 |