RU182924U1 - Voltage transformer - Google Patents
Voltage transformer Download PDFInfo
- Publication number
- RU182924U1 RU182924U1 RU2017131771U RU2017131771U RU182924U1 RU 182924 U1 RU182924 U1 RU 182924U1 RU 2017131771 U RU2017131771 U RU 2017131771U RU 2017131771 U RU2017131771 U RU 2017131771U RU 182924 U1 RU182924 U1 RU 182924U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- voltage
- capacitor
- output voltage
- stabilization device
- filter
- Prior art date
Links
Images
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
- H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
- H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
- H02M3/06—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using resistors or capacitors, e.g. potential divider
- H02M3/07—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using resistors or capacitors, e.g. potential divider using capacitors charged and discharged alternately by semiconductor devices with control electrode, e.g. charge pumps
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B44/00—Circuit arrangements for operating electroluminescent light sources
Abstract
Полезная модель относится к области электротехники.The utility model relates to the field of electrical engineering.
Задача - упрощение адаптивной схемы за счет уменьшения числа ее компонентов и соответствующего количества линий связи между ними.The task is to simplify the adaptive circuit by reducing the number of its components and the corresponding number of communication lines between them.
Адаптивная схема содержит последовательно соединенные между собой входной фильтр (16), понижающий преобразователь (17), устройство стабилизации выходного напряжения (18) и выходной фильтр (19). Понижающий преобразователь построен на базе интегральной микросхемы (12), выполненной со своим фильтром питания и возможностью пропускания тока по обводному пути в моменты ее выключения.The adaptive circuit includes an input filter (16) connected in series, a step-down converter (17), an output voltage stabilization device (18), and an output filter (19). The step-down converter is built on the basis of an integrated microcircuit (12), made with its own power filter and the ability to pass current along the bypass at the time of its shutdown.
В понижающем преобразователе (17) интегральная микросхема (12) соединена с устройством стабилизации выходного напряжения (18) через дроссель (13).In the step-down converter (17), the integrated circuit (12) is connected to the output voltage stabilization device (18) through the inductor (13).
В качестве фильтра питания интегральной микросхемы (12) применен конденсатор (3), а возможность пропускания тока по обводному пути в моменты ее выключения обеспечена диодным выпрямителем (10).A capacitor (3) was used as a power filter for the integrated microcircuit (12), and the diode rectifier (10) provided the possibility of passing current along the bypass path at the time of its shutdown.
Устройство стабилизации выходного напряжения (18) сформировано односторонним стабилитроном (15), другим резистором (9), транзистором (14), другим конденсатором (4) и другим диодным выпрямителем (11).The output voltage stabilization device (18) is formed by a one-sided zener diode (15), another resistor (9), a transistor (14), another capacitor (4) and another diode rectifier (11).
Такой схеме присуща универсальность при применении для различных потребителей низковольтного оборудования. This scheme is characterized by universality when applied to various consumers of low-voltage equipment.
Description
Полезная модель относится к области электротехники и касается устройств для запитывания нагрузки постоянного тока более низкого напряжения от источника питания выпрямленного переменного тока более высокого напряжения, например, для функционирования электронных приборов домашней автоматики, «уютного дома», счетчиков электроэнергии и др.The utility model relates to the field of electrical engineering and relates to devices for supplying a DC load of a lower voltage from a power source of a rectified alternating current of a higher voltage, for example, for the operation of electronic devices of home automation, a "cozy home", electricity meters, etc.
Известен преобразователь напряжения [1, Патент JP 5709736, МПК Н05В 37/02. приоритет 17.12.2011 JP 20110276529, опубликован 30.04.2015] для понижения входного выпрямленного напряжения переменного тока, приложенного между входными контактами, для получения более низкого напряжения для нагрузки, включенной между выходными контактами.Known voltage converter [1, Patent JP 5709736, IPC Н05В 37/02.
Причем первый переключатель, первый конденсатор, диод и второй конденсатор соединены последовательно. Второй диод соединен параллельно с первым диодом и вторым конденсатором. Второй переключатель соединен параллельно с первым конденсатором и первым диодом. Для понижения входного напряжения первый и второй переключатели переключаются попеременно. Когда первый переключатель замкнут, а второй переключатель разомкнут, последовательно соединенные конденсаторы заряжаются, и нагрузка запитывается от напряжения, накапливаемого между первым диодом и вторым конденсатором. Затем второй переключатель замыкается, а первый переключатель размыкается. В это время конденсаторы разряжаются таким образом, что нагрузка запитывается от обоих конденсаторов.Moreover, the first switch, the first capacitor, the diode and the second capacitor are connected in series. The second diode is connected in parallel with the first diode and the second capacitor. The second switch is connected in parallel with the first capacitor and the first diode. To lower the input voltage, the first and second switches are switched alternately. When the first switch is closed and the second switch is open, the series-connected capacitors are charged, and the load is powered by the voltage accumulated between the first diode and the second capacitor. Then the second switch closes, and the first switch opens. At this time, the capacitors are discharged in such a way that the load is fed from both capacitors.
В таком преобразователе напряжения [1] значения емкостей конденсаторов должны быть равны, чтобы получить выходное напряжение, которое равно половине входного напряжения. При увеличении понижающей схемы до определенной величины напряжения последовательно включенных в нее конденсаторов можно добиться деления этой величины.In such a voltage converter [1], the capacitance values of the capacitors must be equal in order to obtain an output voltage that is equal to half the input voltage. By increasing the step-down circuit to a certain voltage value of the series-connected capacitors, division of this value can be achieved.
Тем не менее, этот тип схемы имеет несколько недостатков. Например, если эта схема запитана от сети, то оба переключателя должны быть точно синхронизированы заданным временным соотношением с сигналом напряжения сети. Необходимо как минимум два переключателя для того, чтобы можно было использовать двухполупериодное входное напряжение сети.However, this type of circuit has several drawbacks. For example, if this circuit is powered from the mains, then both switches must be precisely synchronized with a given time relationship with the mains voltage signal. At least two switches are needed in order to use the half-wave input voltage of the network.
Кроме того, так как ток между двумя конденсаторами в момент замыкания переключателя может достигать больших значений, компоненты должны быть рассчитаны на высокую пиковую нагрузку, что обязательно приводит к увеличению их размера и к удорожанию по сравнению с компонентами, которые не должны выдерживать такие пиковые токи. Более того, когда переключатель разомкнут, любые колебания напряжения на входных контактах (например, возникающие в результате бросков напряжения в сети, к которой подключены входные контакты) не ограничены и не фиксированы и приведут к градиенту напряжения на переключателе.In addition, since the current between two capacitors at the moment the switch closes can reach high values, the components must be designed for high peak load, which necessarily leads to an increase in their size and to a rise in price compared to components that cannot withstand such peak currents. Moreover, when the switch is open, any voltage fluctuations at the input contacts (for example, resulting from voltage surges in the network to which the input contacts are connected) are not limited and not fixed and will lead to a voltage gradient on the switch.
При замкнутом состоянии переключателя броски приведут к протеканию большего тока через переключатель. Вкратце, переключатель подвержен высоким нагрузкам при работе от фактического напряжения сети, подверженного броскам. Более того, возможно только фиксированное деление напряжения 1/N, что приводит к ограничению возможных вариантов применения.When the switch is closed, surges will cause more current to flow through the switch. In short, the switch is subject to high loads when operating from the actual line voltage subject to surges. Moreover, only a fixed 1 / N voltage division is possible, which leads to a limitation of possible applications.
Данные недостатки устранены в принятом за прототип преобразователе напряжений [2, патент RU 2560835, МПК Н05В 33/08, Н02М 3/07, конвенционный приоритет 14.05.2010 CN 201010176180.0, опубликован 20.08.2015].These shortcomings are eliminated in the voltage converter adopted as a prototype [2, patent RU 2560835, IPC Н05В 33/08,
Он включает в себя входной фильтр, понижающий преобразователь, выходной фильтр и устройство стабилизации выходного напряжения. При этом понижающий преобразователь содержит схему накопления заряда, причем схема накопления заряда содержит первый конденсатор и второй конденсатор, соединенные, по существу, последовательно, при этом второй конденсатор соединен, по существу, параллельно с нагрузкой. Для управления током нагрузки дополнительно введен активный переключатель, реализованный в виде управляемого источника тока для управления током нагрузки через нагрузку таким образом, что в замкнутом состоянии переключателя ток нагрузки подан, по меньшей мере, от первого конденсатора схемы накопления заряда, а во время разомкнутого состояния переключателя ток нагрузки подан, по существу, от второго конденсатора.It includes an input filter, a buck converter, an output filter, and an output voltage stabilization device. In this case, the step-down converter comprises a charge storage circuit, the charge storage circuit comprising a first capacitor and a second capacitor connected substantially in series, wherein the second capacitor is connected substantially in parallel with the load. To control the load current, an active switch is additionally introduced, implemented as a controlled current source for controlling the load current through the load so that in the closed state of the switch the load current is supplied from at least the first capacitor of the charge storage circuit, and during the open state of the switch the load current is supplied essentially from the second capacitor.
Однако недостатком такого преобразователя напряжения [2] является ее сложность из-за наличия сравнительного большого числа компонентов и соответствующего количества линий связи между ними. Кроме того, наличие в схеме преобразователя напряжения активного переключателя увеличивает габариты блока питания, где такой преобразователь применяется.However, the disadvantage of such a voltage converter [2] is its complexity due to the presence of a comparatively large number of components and the corresponding number of communication lines between them. In addition, the presence of an active switch in the voltage converter circuit increases the dimensions of the power supply, where such a converter is used.
Поэтому задачей полезной модели является упрощении преобразователя напряжения за счет уменьшения числа компонентов его схемы и соответствующего количества линий связи между ними.Therefore, the objective of the utility model is to simplify the voltage converter by reducing the number of components of its circuit and the corresponding number of communication lines between them.
Поставленная задача решается тем, что в преобразователе напряжения (см. иллюстрацию), содержащем последовательно соединенные между собой входной фильтр (16), понижающий преобразователь (17), устройство стабилизации выходного напряжения (18) и выходной фильтр (19), имеется отличительный признак: понижающий преобразователь (17) построен на базе интегральной микросхемы DA2 (12), которая соединена с устройством стабилизации выходного напряжения (18) через конденсатор (3), резистор (8), дроссель (13) и диодный выпрямитель (10).The problem is solved in that in the voltage converter (see illustration), which contains an input filter (16), a step-down converter (17), an output voltage stabilization device (18) and an output filter (19) connected in series, there is a distinguishing feature: the step-down converter (17) is built on the basis of the integrated circuit DA2 (12), which is connected to the output voltage stabilization device (18) through a capacitor (3), a resistor (8), a choke (13) and a diode rectifier (10).
Построение понижающего преобразователя (17) на базе известной интегральной микросхемы DA2 (12), который, как известно, имеет свой фильтр питания с возможностью пропускания тока по обводному пути в моменты выключения такой схемы, позволит обойтись без громоздкого активного переключателя с большим количеством компонентов, как в прототипе [2], что упростит адаптивную схему.The construction of a step-down converter (17) based on the well-known integrated circuit DA2 (12), which, as you know, has its own power filter with the ability to pass current along the bypass at the moments when such a circuit is turned off, will do without a cumbersome active switch with a large number of components, such as in the prototype [2], which will simplify the adaptive scheme.
Упомянутое соединение интегральной микросхемы DA2 (12) с другими элементами преобразователя напряжения является наиболее рациональной схемой его построения с наименьшим количеством элементов. Это, в сравнении со схемой прототипа [2] значительно упрощает схему самого преобразователя напряжения, делая ее адаптивной для различных блоков питания. При этом в них сохраняется высокий КПД стабилизации выходного напряжения.The mentioned connection of the integrated circuit DA2 (12) with other elements of the voltage converter is the most rational scheme for its construction with the least number of elements. This, in comparison with the prototype circuit [2], greatly simplifies the circuit of the voltage converter itself, making it adaptive for various power supplies. At the same time, they maintain a high efficiency of stabilizing the output voltage.
Дополнительные признаки полезной модели:Additional features of the utility model:
- устройство стабилизации выходного напряжения (18) сформировано односторонним стабилитроном (15), другим резистором (9), транзистором (14), другим конденсатором (4) и другим диодным выпрямителем (11).- the output voltage stabilization device (18) is formed by a one-sided zener diode (15), another resistor (9), a transistor (14), another capacitor (4) and another diode rectifier (11).
Сущность полезной модели поясняется одной иллюстрацией, где А-Г - точки схемы; 1-6 - конденсаторы в ней; 7-9 -резисторы; 10, 11 - диодные выпрямители; 12 - интегральная микросхема DA2; 13 - дроссель; 14 - транзистор; 15 - односторонний стабилитрон.The essence of the utility model is illustrated by one illustration, where AG are points of the circuit; 1-6 - capacitors in it; 7-9 -resistors; 10, 11 - diode rectifiers; 12 - integrated circuit DA2; 13 - throttle; 14 - transistor; 15 - one-sided zener diode.
Конденсаторами 1,2 с резистором 7 образован входной фильтр 16, подключенный к точке А.
Интегральная микросхема DA2 12, конденсатор 3, резистор 8, диодный выпрямитель 10 и дроссель 13 образуют понижающий преобразователь 17 с входной точкой Б. При этом конденсатор 3 предназначен для выполнения функции фильтра питания интегральной микросхемы DA2 12 применен, а диодный выпрямитель 10 предназначен для обеспечения возможности пропускания тока по обводному пути в моменты выключения интегральной микросхемы DA2 12.
Устройство стабилизации выходного напряжения 18 в преобразователе напряжения подключено к точке В и сформировано односторонним стабилитроном 15, резистором 9, транзистором 14, конденсатором 4 и диодным выпрямителем 11.The output
Выходной фильтр 19 подключен к точке Г и сформирован конденсаторами 5 и 6.The
Данная схема предназначена для понижения выпрямленного сетевого напряжения 300…400 В до значений от 5 до 48 В, которым может питаться низковольтная электроника приборов домашней автоматики, «умного дома», счетчиков электроэнергии и др.This circuit is designed to reduce the rectified mains voltage of 300 ... 400 V to values from 5 to 48 V, which can be fed by low-voltage electronics of home automation devices, smart homes, electricity meters, etc.
Понижающий преобразователь работает следующим образом.Step-down Converter operates as follows.
Выпрямленное напряжение сети подается на точку А схемы преобразователя и проходит через входной фильтр 16. Далее отфильтрованное напряжение подается к точке Б где понижается через понижающий преобразователь 17 и поступает к точке В на устройство стабилизации выходного напряжения 18, где измеряется и поддерживается на выбранном уровне (например 7 В), периодически шунтируя выход в точке В понижающего преобразователя 17 и подавая выходное напряжение на выходной фильтр 19 к потребителям. В моменты шунтирования интегральная микросхема DA2 12 детектирует режим короткого замыкания и резко снижает выходной ток и потребляемую из сети энергию.The rectified mains voltage is supplied to point A of the converter circuit and passes through the
Таким образом, обеспечивается стабилизация выходного напряжения с высоким КПД.This ensures stabilization of the output voltage with high efficiency.
Благодаря такому нестандартному включению через конденсатор 3, диодный выпрямитель 10, дроссель 13, транзистор 14 и односторонний стабилитрон 15 к выходному фильтру 19 интегральной микросхемы DA2 12, которая традиционно применяется для питания светодиодных светильников, упрощается схема самого преобразователя напряжения в сравнении со схемой-прототипом [2]. При этом сохраняется высокий КПД стабилизации выходного напряжения и преобразователь напряжения является адаптивным для применения в различных блоках питания.Due to this non-standard inclusion through the
Преобразователю напряжения по полезной модели присуща простота, компактность, высокая экономическая эффективность и универсальность при применении для различных потребителей низковольтного оборудования.According to a utility model, a voltage converter is characterized by simplicity, compactness, high economic efficiency and versatility when applied to various consumers of low-voltage equipment.
Источники информации:Information sources:
1. Патент JP 5709736, МПК Н05В 37/02. приоритет 17.12.2011 JP 20110276529, опубликован 30.04.2015.1. Patent JP 5709736, IPC Н05В 37/02.
2. Патент RU 2560835, МПК Н05В 33/08, Н02М 3/07, конвенционный приоритет 14.05.2010 CN 201010176180.0, опубликован 20.08.2015 /протопип/.2. Patent RU 2560835, IPC Н05В 33/08,
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017131771U RU182924U1 (en) | 2017-09-11 | 2017-09-11 | Voltage transformer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017131771U RU182924U1 (en) | 2017-09-11 | 2017-09-11 | Voltage transformer |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU182924U1 true RU182924U1 (en) | 2018-09-06 |
Family
ID=63467621
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017131771U RU182924U1 (en) | 2017-09-11 | 2017-09-11 | Voltage transformer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU182924U1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU121674U1 (en) * | 2012-05-12 | 2012-10-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" ("ТУСУР") | ADAPTIVE FEEDBACK PULSE STABILIZER WITH ADAPTIVE FEEDBACK |
US20140307481A1 (en) * | 2011-10-03 | 2014-10-16 | The Boeing Company | System and methods for high power dc/dc converter |
RU2560835C2 (en) * | 2010-05-14 | 2015-08-20 | Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. | Adaptive circuit |
US20160118906A1 (en) * | 2014-10-28 | 2016-04-28 | Advanced Charging Technologies, LLC | Electrical circuit for delivering power to consumer electronic devices |
-
2017
- 2017-09-11 RU RU2017131771U patent/RU182924U1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2560835C2 (en) * | 2010-05-14 | 2015-08-20 | Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. | Adaptive circuit |
US20140307481A1 (en) * | 2011-10-03 | 2014-10-16 | The Boeing Company | System and methods for high power dc/dc converter |
RU121674U1 (en) * | 2012-05-12 | 2012-10-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" ("ТУСУР") | ADAPTIVE FEEDBACK PULSE STABILIZER WITH ADAPTIVE FEEDBACK |
US20160118906A1 (en) * | 2014-10-28 | 2016-04-28 | Advanced Charging Technologies, LLC | Electrical circuit for delivering power to consumer electronic devices |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8194417B2 (en) | Two-stage switching power supply | |
US9762115B2 (en) | Bidirectional multimode power converter | |
CN100448151C (en) | Switching power supply device | |
JP5645109B2 (en) | Two-wire load control device | |
US20130188401A1 (en) | Capacitor discharging circuit and converter | |
KR20130085904A (en) | Dynamic damper and lighting driving circuit comprising the dynamic damper | |
US20140103863A1 (en) | Charging device and method for charging an electrical energy store | |
CN108155812B (en) | Alternating current conversion circuit | |
CN109196952A (en) | Load control device for LED source | |
CN107690834B (en) | High efficiency lighting circuit for LED assembly | |
CN101834527B (en) | Two-stage switching power supply conversion circuit | |
US20100188052A1 (en) | Charge Device | |
CN104378872A (en) | Light emitting diode system and voltage conversion device | |
RU182924U1 (en) | Voltage transformer | |
KR20140096948A (en) | Single Power Stage Power Factor Correction Circuit | |
CN204517683U (en) | Non-isolated AC/DC regulator circuit and Switching Power Supply | |
JP2010287430A (en) | Led lighting device | |
EP2475086B1 (en) | Power supply device, for example for light sources | |
CN103368248A (en) | Back-up power system with low power consumption | |
JP2014110680A (en) | Charger | |
RU175438U1 (en) | Stable power supply for LED lighting systems | |
CN204190974U (en) | Single-stage PFC isolated form former limit feedback LED Drive and Control Circuit | |
CN203788519U (en) | LED lamp driving circuit | |
CN112350594B (en) | Switching circuit, power supply equipment and electrical equipment | |
CN101820217B (en) | Power conversion circuit with function of current decentralized input |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20200912 |