RU148833U1 - Компактный понижающий импульсный стабилизатор - Google Patents
Компактный понижающий импульсный стабилизатор Download PDFInfo
- Publication number
- RU148833U1 RU148833U1 RU2014129369/07U RU2014129369U RU148833U1 RU 148833 U1 RU148833 U1 RU 148833U1 RU 2014129369/07 U RU2014129369/07 U RU 2014129369/07U RU 2014129369 U RU2014129369 U RU 2014129369U RU 148833 U1 RU148833 U1 RU 148833U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- key
- stabilizer
- rectifier
- capacitor
- Prior art date
Links
Images
Abstract
1. Компактный понижающий импульсный стабилизатор, содержащий выпрямитель, первый и второй конденсаторы, управляемый ключ, дроссель, блок управления ключом, обратный диод, отличающийся тем, что в него дополнительно введен коммутирующий диод, анод которого подключен к точке соединения катода обратного диода с плюсовым выводом второго конденсатора, а его катод подключен к точке соединения плюсового выхода выпрямителя с первым конденсатором и первой выходной клеммой стабилизатора, при этом вход управления ключа соединен с выходом блока управления, первый контакт ключа соединен с анодом обратного диода и первым выводом дросселя, второй контакт ключа подключен к точке соединения первого и второго конденсаторов с минусовым выходом выпрямителя, а второй вывод дросселя соединен со второй выходной клеммой стабилизатора.2. Компактный понижающий импульсный стабилизатор по п. 1, отличающийся тем, что полярность всех конденсаторов и диодов инвертирована.
Description
Заявляемая полезная модель относится к области электротехники и может быть использована для создания блоков питания электронных устройств.
В различных приборах, питающихся от сети переменного тока, и в частности в светодиодных светильниках, широко применяются понижающие импульсные стабилизаторы без гальванической развязки нагрузки от первичной сети.
Основу такого стабилизатора составляет преобразователь с понижением напряжения на основе дросселя (Фиг. 1), принцип действия которого известен (http://ru.wikipedia.org, раздел «Импульсный стабилизатор напряжения»)
В общем виде схема понижающего импульсного стабилизатора для питания от сети переменного тока, представлена на Фиг. 2. Она включает в себя выпрямитель сетевого напряжения VD1, фильтрующий конденсатор C1, управляемый ключ Q1, дроссель L1, блок управления ключом U1, обратный диод VD2.
Несмотря на то, что блок управления стабилизатора поддерживает среднее значение выходного тока или выходного напряжения на заданном уровне, выходной ток является пульсирующим с удвоенной частотой питающей сети, поэтому в схему, как правило, дополнительно вводят накопительный конденсатор C2 для сглаживания пульсаций, который можно подключить двумя способами: на выход стабилизатора параллельно нагрузке (Фиг. 3) или к выходу выпрямителя сетевого питания (Фиг. 4)
Первый способ подключения реализован, например, в понижающем импульсном стабилизаторе, использующем в качестве блока управления интегральную микросхему FL7701 фирмы Fairchild, а в качестве ключа n-канальный МОП-транзистор (Фиг. 5) (http://pdf.datasheetcatalog.com/datasheet/fairchildsemiconductor/FL7701.pdf страница 8).
Достоинством такой схемы является высокий коэффициент мощности, недостатком - необходимость значительной емкости накопительного конденсатора из-за низкой частоты (100-120 Гц) и высокой амплитуды пульсаций (примерно в 1,5 раза выше среднего значения выходного тока), что приводит к резкому увеличению размера и стоимости стабилизатора.
Таким образом, данный вариант подходит для компактных стабилизаторов, где требуется высокий коэффициент мощности, но нет требования низкого коэффициента пульсаций выходного тока.
Наиболее близким аналогом полезной модели является понижающий импульсный стабилизатор, использующий в качестве блока управления интегральную микросхему HV9910B фирмы Supertex (Фиг. 6) (http://www. supertex.com/pdf/арр_notes/AN-H48.pdf), с подключением накопительного конденсатора вторым способом.
Достоинством схемы является низкий коэффициент пульсаций выходного тока, благодаря тому, что основное сглаживание осуществляется логикой работы микросхемы управления, а накопительный конденсатор выполняет лишь вспомогательную функцию, не позволяя снижаться напряжению после выпрямителя ниже предельных значений. Недостаток схемы - низкое значение коэффициента мощности (порядка 0,5), что ограничивает использование таких стабилизаторов, в том числе из-за требований стандартов, не допускающих в большинстве случаев коэффициент мощности ниже 0,7. Кроме того, дополнительным минусом данной схемы является высокий ток пульсаций в накопительном конденсаторе, снижающий надежность, как этого конденсатора, так и стабилизатора в целом.
Техническим результатом полезной модели является улучшение электрических характеристик и повышение надежности понижающего импульсного стабилизатора за счет увеличения коэффициента мощности и облегчения режимов работы радиоэлементов схемы при сохранении низкого коэффициента пульсаций выходного тока, малых габаритов и стоимости устройства.
Указанный технический результат достигается тем, что в устройство, содержащее выпрямитель, первый и второй конденсаторы, управляемый ключ, дроссель, блок управления ключом, обратный диод, введен дополнительно коммутирующий диод, анод которого подключен к точке соединения катода обратного диода с плюсовым выводом второго конденсатора, а его катод подключен к точке соединения плюсового выхода выпрямителя с первым конденсатором и первой выходной клеммой стабилизатора.
На Фиг. 7 представлена электрическая схема понижающего импульсного стабилизатора с коммутирующим диодом.
Устройство включает выпрямитель VD1, первый - фильтрующий конденсатор C1, второй - накопительный конденсатор C2, ключ Q1, дроссель L1, блок управления ключом U1, обратный диод VD2, коммутирующий диод VD3.
Устройство работает следующим образом.
Сетевое напряжение выпрямляется диодным мостом VD1 и поступает на конденсатор небольшой емкости C1, выполняющий роль фильтра помех и слабо влияющий на коэффициент мощности стабилизатора. С конденсатора C1 напряжение подается на нагрузку через последовательно соединенные дроссель L1 и замкнутый ключ Q1. Блок управления U1 регулирует время открытия и закрытия ключа Q1 таким образом, чтобы поддерживать средний ток, протекающий через нагрузку, на заданном уровне.
При этом, в течение периода времени, когда мгновенное значение напряжения сети превышает напряжение на накопительном конденсаторе C2, отбираемая из сети энергия одновременно поступает в нагрузку и накапливается в конденсаторе C2, причем заряд указанного конденсатора осуществляется через обратный диод VD2 стабильным током, равным току нагрузки. В период времени, когда мгновенное значение напряжения сети ниже напряжения на конденсаторе C2, стабилизатор расходует энергию, накопленную в этом конденсаторе через коммутирующий диод VD3.
Таким образом, во время своего заряда накопительный конденсатор включен аналогично первому способу (Фиг. 3), что обеспечивает высокий коэффициент мощности стабилизатора, а во время разряда - аналогично второму способу (Фиг. 4), что дает низкий коэффициент пульсаций выходного тока. В итоге, импульсный стабилизатор объединяет преимущества обеих рассмотренных выше концепций, исключая их недостатки.
При необходимости изменения полярности выходного тока, в схеме стабилизатора инвертируется полярность всех диодов и конденсаторов (Фиг. 8). Устройство в этом случае работает аналогично.
В качестве ключа в реальный импульсный стабилизатор могут устанавливаться биполярные, полевые транзисторы, тиристоры или аналогичные приборы. Пример реализации компактного импульсного стабилизатора с дополнительно введенным коммутирующим диодом, с использованием в качестве блока управления интегральной микросхемы HV9910B фирмы Supertex, а в качестве ключа n-канального МОП-транзистора представлен на Фиг. 9.
Сравнение с прототипом показывает, что заявляемое устройство отличается наличием новых элементов и их связями между собой. Таким образом, заявляемое устройство соответствует критерию «новизна».
Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями показывает, что введение перечисленных элементов в указанной связи с остальными элементами приводит к существенному улучшению электрических характеристик и повышению надежности изделия в целом, поскольку позволяет получить высокий коэффициент мощности импульсного стабилизатора (от 0,75 и выше) и снизить ток пульсаций в накопительном конденсаторе.
Таким образом, предлагаемое техническое решение реализует компактный понижающий импульсный стабилизатор, имеющий высокий коэффициент мощности, низкий коэффициент пульсаций и повышенную надежность при малых габаритах и стоимости.
Claims (2)
1. Компактный понижающий импульсный стабилизатор, содержащий выпрямитель, первый и второй конденсаторы, управляемый ключ, дроссель, блок управления ключом, обратный диод, отличающийся тем, что в него дополнительно введен коммутирующий диод, анод которого подключен к точке соединения катода обратного диода с плюсовым выводом второго конденсатора, а его катод подключен к точке соединения плюсового выхода выпрямителя с первым конденсатором и первой выходной клеммой стабилизатора, при этом вход управления ключа соединен с выходом блока управления, первый контакт ключа соединен с анодом обратного диода и первым выводом дросселя, второй контакт ключа подключен к точке соединения первого и второго конденсаторов с минусовым выходом выпрямителя, а второй вывод дросселя соединен со второй выходной клеммой стабилизатора.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014129369/07U RU148833U1 (ru) | 2014-07-17 | 2014-07-17 | Компактный понижающий импульсный стабилизатор |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014129369/07U RU148833U1 (ru) | 2014-07-17 | 2014-07-17 | Компактный понижающий импульсный стабилизатор |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU148833U1 true RU148833U1 (ru) | 2014-12-20 |
Family
ID=53291385
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014129369/07U RU148833U1 (ru) | 2014-07-17 | 2014-07-17 | Компактный понижающий импульсный стабилизатор |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU148833U1 (ru) |
-
2014
- 2014-07-17 RU RU2014129369/07U patent/RU148833U1/ru active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9467039B2 (en) | Power supply system with ripple suppression circuit and ripple suppression method thereof | |
US8710905B2 (en) | Bias voltage generating circuit and switching power supply thereof | |
US20130214607A1 (en) | Electromagnetic interference cancelling during power conversion | |
US8488346B2 (en) | Power conversion apparatus and method | |
US20140103863A1 (en) | Charging device and method for charging an electrical energy store | |
US20160174330A1 (en) | Alternating current rectifying circuit and alternating current rectifying method for driving led module | |
US9445468B1 (en) | Voltage converting device | |
JPWO2013128509A1 (ja) | 直流電源回路 | |
US20150373794A1 (en) | Alternating current rectifying circuit and alternating current rectifying method for driving led module | |
TWI482411B (zh) | Current fed single load switch series resonant converter doubler | |
KR20140096948A (ko) | 단일 전력단 역률개선회로 | |
RU148833U1 (ru) | Компактный понижающий импульсный стабилизатор | |
Wickramasinghe et al. | An extra-low-frequency RS-SCALDO technique: A new approach to design voltage regulator modules | |
RU158535U1 (ru) | Преобразователь постоянного напряжения в постоянное | |
RU2464692C1 (ru) | Преобразователь напряжения (варианты) | |
RU2660823C1 (ru) | Зарядно-разрядное устройство | |
CN207801754U (zh) | 一种用于开关电源的功率因数校正电路 | |
RU2571952C1 (ru) | Корректор коэффициента мощности | |
RU125787U1 (ru) | Обратимый преобразователь постоянного напряжения с инверторно-трансформаторным звеном высокой частоты | |
JP6822824B2 (ja) | スイッチング電源装置 | |
US9966792B2 (en) | Uninterruptible power supply for SMPS loads | |
CN204652712U (zh) | 一种无频闪led驱动电源 | |
TW201525641A (zh) | 超高壓電壓調節器 | |
US20170117802A1 (en) | Circuit for increasing buck output voltage | |
RU2572815C2 (ru) | Импульсный преобразователь напряжения с регулированием на стороне переменного тока, выполненный на оптопаре для технических средств охраны |