RU109616U1 - Преобразовательная ячейка - Google Patents
Преобразовательная ячейка Download PDFInfo
- Publication number
- RU109616U1 RU109616U1 RU2010152664/07U RU2010152664U RU109616U1 RU 109616 U1 RU109616 U1 RU 109616U1 RU 2010152664/07 U RU2010152664/07 U RU 2010152664/07U RU 2010152664 U RU2010152664 U RU 2010152664U RU 109616 U1 RU109616 U1 RU 109616U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- power
- control
- negative
- positive
- terminals
- Prior art date
Links
Landscapes
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
Преобразовательная ячейка, содержащая последовательно соединенные и имеющие управляющий, положительный силовой и отрицательный силовой электроды, первый, связанный с положительным входным выводом, и второй, связанный с отрицательным входным выводом, силовые ключи, точка соединения которых подключена к выходному выводу, имеющие положительный и отрицательный выводы питания, узлы управления, выходы которых подключены к управляющим, а отрицательные выводы питания - к отрицательным силовым электродам соответствующих силовых ключей, конденсатор, подключенный к выводам питания первого узла, выводы вспомогательного питания, первый из которых подключен к положительным выводам питания узлов управления, причем к первому узлу - через диод, а второй - к отрицательному выводу питания второго узла управления, входы узлов управления, одного непосредственно, а другого - через логический инвертор, связаны с выходом логического элемента ИЛИ, первый вход которого связан с генератором импульсов, а второй - с выводом управления.
Description
Полезная модель относится к области электротехники и может быть использована при построении вторичных источников электропитания, бесперебойных систем электроснабжения и регулируемых электроприводов.
Известна преобразовательная ячейка, состоящая из последовательно соединенных силовых ключей, каждый из которых имеет собственные, независимые один от другого узлы управления (драйверы), питающиеся от отдельных гальванически развязанных источников питания [1]. Данная схема является универсальной, может использоваться в мостовых инверторах различной конфигурации и способна реализовывать практически любые законы управления. Недостатком схемы является ее структурная и схемотехническая сложность, предполагающая наличие двух независимых развязанных источников вспомогательного питания и гальванической развязки сигналов управления как друг от друга, так и от внешней системы управления.
Известна также преобразовательная ячейка, состоящая из последовательно соединенных силовых ключей, каждый из которых также имеет собственные узлы управления (драйверы) и один источник вспомогательного питания. Драйвер "верхнего" ключа питается от "плавающего" конденсатора, заряжаемого через специально введенный в схему диод в процессе коммутации силовых ключей ячейки [2]. Данная схема может успешно работать во многих преобразовательных структурах в широком диапазоне напряжений питания, но ее возможности по реализации ряда законов управления ограничены. Это связано с принципом организации питания драйвера "верхнего" ключа ячейки, который способен формировать сигнал управления ключом только до тех пор, пока не разрядится питающий его "плавающий" конденсатор. Если длительность внешнего сигнала управления больше времени разряда конденсатора, ключ естественным образом запирается, и преобразовательная ячейка уже не способна работать в штатном режиме. Данное устройство по своей технической сущности является наиболее близким к описываемой полезной модели.
Техническим результатом, достигаемым при использовании полезной модели, является расширение функциональных возможностей устройства при сохранении его структурной и схемотехнической простоты.
Технический результат достигается за счет того, что преобразовательная ячейка содержит последовательно соединенные и имеющие управляющий, положительный силовой и отрицательный силовой электроды, первый, связанный с положительным входным выводом, и второй, связанный с отрицательным входным выводом, силовые ключи, точка соединения которых подключена к выходному выводу, имеющие положительный и отрицательный выводы питания узлы управления, выходы которых подключены к управляющим, а отрицательные выводы питания - к отрицательным силовым электродам соответствующих силовых ключей, конденсатор, подключенный к выводам питания первого узла, выводы вспомогательного питания, первый из которых подключен к положительным выводам питания узлов управления, причем к первому узлу - через диод, а второй - к отрицательному выводу питания второго узла управления, входы узлов управления, одного непосредственно, а другого - через логический инвертор, связаны с выходом логического элемента ИЛИ, первый вход которого связан с генератором импульсов, а второй с выводом управления.
На чертеже фиг.1 приведена схема полезной модели.
Устройство содержит подключенные к входным выводам 1 и 2 последовательно соединенные силовые ключи 3 и 4, связанные с выходным выводом 5. Выходы узлов управления 6 и 7 связанны с управляющими электродами силовых ключей. Входы узлов управления связаны с выходом логического элемента ИЛИ 8, один непосредственно, а другой - через логический инвертор 9. Первый вход логического элемента ИЛИ 9 подключен к управляющему выводу 10, а второй - генератору импульсов 11. Первый вывод 12 вспомогательного питания через диод 13 подключен к одному из выводов конденсатора 14, а второй вывод 15 вспомогательного питания соединен с отрицательным электродом силового ключа 4.
Устройство работает следующим образом. Будем считать, что к входным выводам 1 и 2 и выводам вспомогательного питания 12 и 15 подключены соответствующие источники питания. Пусть на управляющий вывод 10 подается сигнал, который, проходя через логический элемент ИЛИ и расщепляясь на его выходе с помощью логического инвертора 9, формирует на выходах узлов управления 6 и 7 сигналы, в соответствии с которыми силовой ключ 3 ("верхний") должен быть закрыт, а силовой ключ 4 ("нижний") - открыт. По цепи, образованной выходным выводом 5, открытым ключом 4 и отрицательным входным выводом 2 протекает ток нагрузки. Поскольку силовой ключ 4 открыт, по контуру, образованному первым выводом 12 вспомогательного питания, диодом 13, открытым силовым переходом ключа 4 и вторым выводом 15, осуществляется заряд конденсатора 14, питающего узел управления 6.
При смене сигнала на управляющем выводе 10 на противоположный ключ 3 открывается, а ключ 4 закрывается. Ток нагрузки протекает по цепи положительный входной вывод 1 - открытый силовой ключ 3 - выходной вывод 5. Если время разряда конденсатора 14, питающего узел управления 6, больше времени открытого состояния ключа 3, определяемого внешней системой регулирования, то все время до последующего момента изменения внешнего сигнала силовой ключ 3 находится в открытом состоянии, и при изменении сигнала схема штатно переключается, и в ней начинают протекать процессы, описанные выше.
Если время, которое "верхний" ключ должен быть открыт, превышает время, которое разряжающийся конденсатор 14 может нормально питать узел управления 6, последний, при достижении напряжения на конденсаторе критического значения независимо от состояния внешнего сигнала управления снимает сигнал на своем выходе. Оба силовых ключа оказываются в запертом состоянии, не предусмотренного логикой работы схемы и несанкционированного внешней системой регулирования.
Для предотвращения подобной ситуации в схеме предусмотрен генератор импульсов 11. Частота следования импульсов генератора выбирается исходя из времени разряда конденсатора 14 до критического уровня, а длительность импульсов определяется временем, необходимым для его нормального заряда. Учитывая схемотехнику контуров заряда и разряда конденсатора, длительность импульса может быть достаточно мала, а время разряда - относительно велико. Частота следования и длительность импульсов при этом должны быть таковыми, чтобы не оказывать заметного влияния на основные процессы в схеме, определяемые управляющим сигналом. Генератор может работать как синхронно, так и асинхронно по отношению к внешнему управляющему сигналу.
Генератор 11, независимо от состояния входного сигнала, через второй вход логического элемента ИЛИ 8 и узлы управления 6 и 7 принудительно переводит "верхний" силовой ключ 3 в закрытое состояние, а "нижний" силовой ключ 4 - открытое. Тем самым создается контур для периодической подзарядки конденсатора 14 и обеспечивается устойчивое питание узла управления 6. Узкие импульсы, формируемые генератором с помощью элемента ИЛИ, накладываются на внешний сигнал управления и, учитывая их малую длительность и относительно низкую частоту следования, не оказывают заметного влияния на основные режимы работы преобразовательной ячейки.
Использование данной схемы преобразовательной ячейки позволяет применять простой принцип "плавающего" конденсатора для управления силовыми ключами в большом числе преобразовательных структур с различными законами управления не вводя каких-либо ограничений на частоту и скважность управляющих сигналов.
Источники информации, принятые во внимание при составлении описания:
1. Электрооборудование летательных аппаратов: учебник для вузов. В двух томах / под ред. С.А.Грузкова. - М.: Издательский дом МЭИ, 2005-2008. Том 2, стр.116-117.
2. В.И.Мелешин "Транзисторная преобразовательная техника, Моска, Техносфера, 2005. Стр.482-483.
Claims (1)
- Преобразовательная ячейка, содержащая последовательно соединенные и имеющие управляющий, положительный силовой и отрицательный силовой электроды, первый, связанный с положительным входным выводом, и второй, связанный с отрицательным входным выводом, силовые ключи, точка соединения которых подключена к выходному выводу, имеющие положительный и отрицательный выводы питания, узлы управления, выходы которых подключены к управляющим, а отрицательные выводы питания - к отрицательным силовым электродам соответствующих силовых ключей, конденсатор, подключенный к выводам питания первого узла, выводы вспомогательного питания, первый из которых подключен к положительным выводам питания узлов управления, причем к первому узлу - через диод, а второй - к отрицательному выводу питания второго узла управления, входы узлов управления, одного непосредственно, а другого - через логический инвертор, связаны с выходом логического элемента ИЛИ, первый вход которого связан с генератором импульсов, а второй - с выводом управления.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010152664/07U RU109616U1 (ru) | 2010-12-23 | 2010-12-23 | Преобразовательная ячейка |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010152664/07U RU109616U1 (ru) | 2010-12-23 | 2010-12-23 | Преобразовательная ячейка |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU109616U1 true RU109616U1 (ru) | 2011-10-20 |
Family
ID=44999574
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010152664/07U RU109616U1 (ru) | 2010-12-23 | 2010-12-23 | Преобразовательная ячейка |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU109616U1 (ru) |
-
2010
- 2010-12-23 RU RU2010152664/07U patent/RU109616U1/ru not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2009004365A (ja) | リレー駆動回路、及びそれを用いた電池パック | |
CN103534923A (zh) | 采用可变电平逆变器的电力转换设备和方法 | |
CN102969874A (zh) | 功率转换器的具有深度间歇省电模式的控制电路 | |
EP2795780A1 (en) | Black start of a modular multilevel voltage source converter | |
CN103516207A (zh) | 不连续模式dc/dc转换器的同步整流器定时器 | |
KR102410532B1 (ko) | 모듈형 펄스 전원 장치 | |
US20140133206A1 (en) | Full-bridge power converter | |
CN101873062B (zh) | 电源供应器及具有多个电源供应器的供电系统 | |
RU109616U1 (ru) | Преобразовательная ячейка | |
CN101873032A (zh) | 一种电源切换装置及其方法、电源系统和医疗设备 | |
KR101973277B1 (ko) | 댐퍼 및 이를 이용한 전기 에너지 변환 장치 | |
RU151747U1 (ru) | Модуль управления аккумулирующим устройством на базе суперконденсаторов | |
US10630195B2 (en) | Converter and power conversion device using same | |
Ranjan et al. | A switched-capacitors based multilevel boost inverter with single input source | |
Roy et al. | A novel step-up multilevel inverter based on switched-capacitor technique for renewable energy conversion system | |
Maldonado et al. | Simulation, design, hardware implementation, and control of a 9-level Flying Capacitor Multilevel Inverter with Particle Swarm Optimization algorithm | |
US9350235B2 (en) | Switched capacitor voltage converting device and switched capacitor voltage converting method | |
TWI446696B (zh) | Gate drive | |
Siddique et al. | Charge pump capacitor based high voltage gain DC-DC step-up converter | |
KR100386864B1 (ko) | 승압 회로 | |
Raj et al. | Single Stage Multi Input DC-DC/AC Boost Converter with Sliding Mode Control | |
CN216625577U (zh) | 一种防倒灌半桥次级驱动电路 | |
CN216312956U (zh) | 一种用于开关电源闭环控制的频率调制电路 | |
US11502619B1 (en) | Hybrid multi-level inverter and charge pump | |
RU117749U1 (ru) | Преобразовательная ячейка |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20171224 |