RU183131U1 - Преобразователь переменного напряжения в постоянное - Google Patents
Преобразователь переменного напряжения в постоянное Download PDFInfo
- Publication number
- RU183131U1 RU183131U1 RU2018112955U RU2018112955U RU183131U1 RU 183131 U1 RU183131 U1 RU 183131U1 RU 2018112955 U RU2018112955 U RU 2018112955U RU 2018112955 U RU2018112955 U RU 2018112955U RU 183131 U1 RU183131 U1 RU 183131U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- converter
- input
- control unit
- corrector
- 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
- H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
-
- 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
- H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
- H02M7/02—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
- H02M7/04—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters
- H02M7/12—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M7/21—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M7/217—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
Abstract
Предполагаемая полезная модель относится к преобразовательной технике и может быть использована в источниках вторичного электропитания.Технический результат - повышение КПД и надежности преобразователя переменного напряжения в постоянное, содержащего фильтр 2, мостовой выпрямитель 3, корректор 4 коэффициента мощности с блоком 5 управления корректором, накопительный конденсатор 7, преобразователь 8 постоянного напряжения с блоком 10 управления, достигается путем введения обратной связи с выхода преобразователя 8 постоянного напряжения на вход блока 5 управления корректором, в результате на накопительном конденсаторе 7 поддерживается не фиксированное значение постоянной составляющей напряжения, а плавающая величина, что обеспечивает работу преобразователя 8 постоянного напряжения в оптимальном режиме. 2 ил.
Description
Предполагаемая полезная модель относится к преобразовательной технике и может быть использована в источниках вторичного электропитания.
Известен источник питания, содержащий источник переменного напряжения, выходы которого подключены к фильтру, первый и второй выходы которого подключены ко входам мостового выпрямителя, первый выход которого подключен к входу преобразователя постоянного напряжения и через диод к первому входу блока управления, к первому выходному выводу источника питания, второй выход мостового выпрямителя подключен к выходу преобразователя, ко второму входу блока управления, выход которого подключен к управляющему входу преобразователя, и ко второму выходному выводу источника питания, а также накопительный конденсатор, подключенный параллельно первому и второму выходным выводам источника питания. / см. п.US №7362599, НКИ 363/89, 2009/.
Недостатком источника питания является снижение КПД и надежности его при изменении выходного напряжения.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий источник переменного напряжения подключенный к фильтру, к выходу которого подключен мостовой выпрямитель, первый выход которого подключен к первому входу корректора коэффициента мощности и к первому входу блока управления корректором коэффициента мощности, второй выход его подключен через датчик тока ко вторым входам корректора коэффициента мощности и блока управления корректором коэффициента мощности, выход последнего подключен к управляющему входу корректора коэффициента мощности, к первому и второму выходам которого подключены накопительный конденсатор и соответственно первый и второй входы преобразователя постоянного напряжения, первый и второй выходы которого подключены соответственно к первому и второму выходным выводам преобразователя переменного напряжения в постоянное, при этом первый выход преобразователя постоянного напряжения подключен к первому входу блока управления преобразователем, ко второму входу которого подключен выход блока установки выходного напряжения, выход блока управления преобразователем подключен к управляющему входу преобразователя постоянного напряжения, к первому входу которого подключен третий вход блока управления корректором коэффициента мощности. / см. ST_AN3233 Application note, pds «12v-150w resonant converter with synchronous rectification using L6563H, L6599A and SPK2000A. STLife angmented. 2017/.
Недостатками преобразователя переменного напряжения в постоянное являются снижение КПД и надежности его при изменении выходного напряжения на блоке установки выходного напряжения коэффициент передачи напряжения отличается от оптимального, что приводит к увеличению потерь в силовых блоках преобразователя постоянного напряжения и снижению надежности устройства в целом.
Технический результат достигается тем, что в преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий фильтр, первый и второй входы которого подключены к источнику переменного напряжения, первый и второй выходы его подключены соответственно к первым и вторым входам мостового выпрямителя, первый выход которого подключен к первым входам корректора коэффициента мощности и блока управления корректором коэффициента мощности, второй выход мостового выпрямителя через датчик тока подключен ко вторым входам корректора коэффициента мощности и блока управления корректором коэффициента мощности, выход последнего подключен к управляющему входу корректора коэффициента мощности, первый выход которого подключен к третьему входу блока управления корректором коэффициента мощности, к первой обкладке накопительного конденсатора и к первому входу преобразователя постоянного напряжения, второй выход его подключен ко второй обкладке накопительного конденсатора и ко второму входу преобразователя постоянного напряжения, первый выход которого подключен к первому входу блока управления преобразователем постоянного напряжения, ко второму выходу которого подключен выход блока установки выходного напряжения, и к первому выходному выводу преобразователя переменного напряжения в постоянное, ко второму выходному выводу которого подключен второй выход преобразователя постоянного напряжения, управляющий вход которого подключен к выходу блока управления преобразователем постоянного напряжения, первый выход преобразователя постоянного напряжения подключен к четвертому входу блока управления корректором коэффициента мощности.
Анализ известных технических решений из патентной и научно-технический литературы показал, что на настоящее время предложенная полезная модель преобразователя переменного напряжения в постоянное обладает новизной.
На фиг. 1 представлен преобразователь переменного напряжения в постоянное, на фиг. 2 - функциональная схема блока 5 управления корректором коэффициента мощности.
Преобразователь переменного напряжения в постоянное (фиг. 1) содержит источник 1 переменного напряжения, к выходу которого подключен фильтр 2, первый и второй выходы которого подключены соответственно к первому и второму входам мостового выпрямителя 3, первый выход которого подключен к первым входам корректора 4 коэффициента мощности (в дальнейшем корректор) и блока 5 управления корректором, второй выход мостового выпрямителя 3 через датчик 6 тока подключен ко вторым входам корректора 4 и блока 5 управления корректором, выход последнего подключен к управляющему входу корректора 4, к первому и второму выходам которого подключен накопительный конденсатор 7 и соответственно первый и второй входы преобразователя 8 постоянного напряжения, первый выход корректора
4 подключен к третьему входу блока 5 управления, при этом первый выход преобразователя 8 постоянного напряжения подключен к первому выходу преобразователя переменного напряжения в постоянное, к первому входу блока 9 управления преобразователем, ко второму входу которого подключен выход блока 10 установки выходного напряжения, и к четвертому входу блока
5 управления корректором, второй выход преобразователя 8 подключен ко второму выходу преобразователя переменного напряжения в постоянное, управляющий вход преобразователя 8 постоянного напряжения подключен к выходу блока 9 управления преобразователем.
Блок 5 управления корректором (фиг. 2) содержит АЦП-микроконтроллер 11, выход которого через гальваническую развязку 12 подключен к ШИМ-микроконтроллеру 13, к выходу которого подключен RC-фильтр 14, выход фильтра 14 подключен через резистор 15 к первому входу контроллера 16 и является четвертым входом блока 5 управления корректором, второй и третий входы контроллера 16 являются соответственно первому и вторым выходами блока 5 управления корректором, четвертый вход контроллера 16 является третьим входом блока 5 управления корректором, выход контроллера 16 является выходом блока 5 управления корректором.
В качестве комплектующих элементов в преобразователе используются широко применяемые в промышленности электрорадиоэлементы. Фильтр 2 может быть выполнен на конденсаторе, мостовой выпрямитель 3 - на диодах, корректор 4 коэффициента мощности может быть выполнен на транзисторе (см. п. Jp №3872172, МКИ7 Н02М 7/217, 2008 или ж. Практическая силовая электроника, №2(34) с.2, 2009), контроллер 16 блока 5 управления корректором может быть выполнен на микросхеме L6563H, АПЦ-микроконтроллер 11 выполнен на микросхеме ATMEGA-164P-20AU, гальваническая развязка 12 может быть выполнена на оптопаре, ШИМ-микроконтроллер 13 может быть выполнен на микросхеме ATMEGA8-16AI. Преобразователь 8 постоянного напряжения может быть выполнен на транзисторах, как в прототипе, блок 9 управления преобразователем может быть выполнен на микросхеме L6563H, блок 10 установки выходного напряжения может быть выполнен как в прототипе.
Преобразователь переменного напряжения в постоянное работает следующим образом.
Переменное напряжение от источника 1 поступает на вход фильтра 2, а затем на вход мостового выпрямителя 3, с выхода которого поступает на первый вход корректора 4 коэффициента мощности, задача которого состоит в формировании синусоидального входного тока, совпадающего по форме и фазе с входным переменным напряжением, и создание на накопительном конденсаторе 7 постоянного стабилизированного напряжения, которое подается на преобразователь 8 постоянного напряжения. Поскольку мощность, потребляемая от источника 1 изменяется от нуля до некого максимального значения с частотой, равной удвоенному значению частоты сети, а емкость накопительного конденсатора 7 имеет конечную величину, напряжение на конденсаторе 7 имеет заметную переменную составляющую на частоте, равной удвоенной частоте источника 1 питания. На первый и (через датчик 6 тока) второй входы блока 5 управления корректором поступает входное напряжение с выпрямителя 3, на третий вход - постоянная составляющая напряжения конденсатора 7. Эти сигналы необходимы для формирования синусоидального входного тока и стабилизации постоянной составляющей напряжения на конденсаторе 7 на постоянном уровне, не зависящим от величины нагрузки и напряжения источника 1.
Преобразователь 8 постоянного напряжения обеспечивает следующие функции:
- гальваническую развязку между входными и выходными цепями в соответствии с требованиями электробезопасности;
- поддержание выходного напряжения на требуемом уровне;
- обеспечение величины пульсации выходного напряжения в заданных допустимых пределах.
Для преобразователя 8 постоянного напряжения, независимо от примененной топологии, существует оптимальный коэффициент передачи по напряжению, при котором он может работать наиболее эффективно и с наименьшими потерями. Например, для ШИМ-преобразователей наиболее предпочтительным является режим, когда коэффициент заполнения управляющего сигнала близок к величине, равной 0,5. Для LLC-преобразователя оптимальным является режим, когда коэффициент передачи силовой части не зависит от тока нагрузки, при этом частота преобразования не зависит от величины нагрузки от максимального значения и почти до холостого хода. Чтобы преобразователи постоянного напряжения работали в таких оптимальных режимах, параметры входящих в их состав компонентов подбирают соответствующим образом, обеспечивая в номинальном режиме работы наилучшие выходные характеристики и минимальные тепловые потери в компонентах. При изменении выходного напряжения на блоке 10 установки выходного напряжения коэффициент передачи напряжения может значительно отличаться от оптимального. При этом могут ухудшиться выходные характеристики и значительно возрасти потери в силовых компонентах преобразователя 8, что заметно отражается на его КПД и снижает ресурс его работы.
Обратная связь с выхода преобразователя 8 постоянного напряжения передает информацию о величине выходного напряжения выпрямителя 3 на вход блока 5 управления корректором, который управляет силовой частью корректора 4 коэффициента мощности. Выходное напряжения преобразователя 8 поступает на вход АЦП-микроконтроллера 11, который обрабатывает полученную информацию о величине выходного напряжения и на ее основании через оптронную развязку 12 передает микроконтроллеру 13 (выполненного на основе ШИМ-преобразователя) информацию о требуемой величине коэффициента заполнения сигнала ШИМ, который формируется на выходе ШИМ-микроконтроллера 13. Установленный сигнал с необходимым коэффициентом заполнения поступает на вход сглаживающего фильтра 14, на выходе которого формируется постоянное напряжение, пропорциональное коэффициенту заполнения ШИМ. С выхода фильтра 14 через резистор 15 сигнал поступает на первый вход контроллера 16. Данный вывод является одним из входов усилителя ошибки, контролирующего напряжение на конденсаторе 7. Изменяя коэффициент заполнения ШИМ-сигнала на микроконтроллере 13, можно менять величину добавки к напряжению на выходе 15 резистора и, таким образом, управлять величиной напряжения на конденсаторе 7. Пользуясь полученной информацией, блок 5 управления корректором должен поддерживать на накопительном конденсаторе 7 не фиксированное значение постоянной составляющей напряжения, а плавающую величину, следящую за величиной выходного напряжения выпрямителя 3, обеспечивая работу преобразователя 8 постоянного напряжения с коэффициентом передачи напряжения, близким к оптимальному. В данном случае коэффициент передачи преобразователя 8 будет отклоняться от оптимальной величины только для компенсации пульсаций на удвоенной частоте сетевого напряжения на конденсаторе 7.
Таким образом, введение обратной связи с выхода преобразователя 8 на вход блока 5 управления корректором коэффициента мощности позволило обеспечить работу преобразователя 8 постоянного напряжения с коэффициентом передачи напряжения, близким к оптимальному, что повышает КПД и надежность преобразователя переменного напряжения в постоянное.
Claims (1)
- Преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий фильтр, первый и второй входы которого подключены к источнику переменного напряжения, первый и второй выходы его подключены соответственно к первым и вторым входам мостового выпрямителя, первый выход которого подключен к первым входам корректора коэффициента мощности и блока управления корректором коэффициента мощности, второй выход мостового выпрямителя через датчик тока подключен ко вторым входам корректора коэффициента мощности и блока управления корректором коэффициента мощности, выход последнего подключен к управляющему входу корректора коэффициента мощности, первый выход которого подключен третьему входу блока управления корректором коэффициента мощности, к первой обкладке накопительного конденсатора и к первому входу преобразователя постоянного напряжения, второй выход его подключен ко второй обкладке накопительного конденсатора и ко второму входу преобразователя постоянного напряжения, первый выход которого подключен к первому входу блока управления преобразователем постоянного напряжения, ко второму входу которого подключен выход блока установки выходного напряжения, и к первому выходному выводу преобразователя переменного напряжения в постоянное, ко второму выходному выводу которого подключен второй выход преобразователя постоянного напряжения, при этом управляющий вход которого подключен к выходу блока управления преобразователем постоянного напряжения, отличающийся тем, что первый выход преобразователя постоянного напряжения подключен к четвертому входу блока управления корректором коэффициента мощности.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018112955U RU183131U1 (ru) | 2018-04-10 | 2018-04-10 | Преобразователь переменного напряжения в постоянное |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018112955U RU183131U1 (ru) | 2018-04-10 | 2018-04-10 | Преобразователь переменного напряжения в постоянное |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU183131U1 true RU183131U1 (ru) | 2018-09-12 |
Family
ID=63580833
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018112955U RU183131U1 (ru) | 2018-04-10 | 2018-04-10 | Преобразователь переменного напряжения в постоянное |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU183131U1 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1307517A1 (ru) * | 1985-04-23 | 1987-04-30 | Предприятие П/Я В-2969 | Преобразователь переменного напр жени в посто нное |
| RU2292108C2 (ru) * | 2005-02-15 | 2007-01-20 | ЗАО "Связь инжиниринг" | Преобразователь переменного напряжения сети в постоянное напряжение |
| RU92261U1 (ru) * | 2009-11-02 | 2010-03-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники | Преобразователь однофазного переменного напряжения в постоянное с корректором коэффициента мощности |
| US20150155775A1 (en) * | 2013-12-03 | 2015-06-04 | Avogy, Inc. | Ac-dc converter with adjustable output |
-
2018
- 2018-04-10 RU RU2018112955U patent/RU183131U1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1307517A1 (ru) * | 1985-04-23 | 1987-04-30 | Предприятие П/Я В-2969 | Преобразователь переменного напр жени в посто нное |
| RU2292108C2 (ru) * | 2005-02-15 | 2007-01-20 | ЗАО "Связь инжиниринг" | Преобразователь переменного напряжения сети в постоянное напряжение |
| RU92261U1 (ru) * | 2009-11-02 | 2010-03-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники | Преобразователь однофазного переменного напряжения в постоянное с корректором коэффициента мощности |
| US20150155775A1 (en) * | 2013-12-03 | 2015-06-04 | Avogy, Inc. | Ac-dc converter with adjustable output |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2427954C2 (ru) | Схема питания и устройство, содержащее схему питания | |
| US9318960B2 (en) | High efficiency and low loss AC-DC power supply circuit and control method | |
| TWI373900B (en) | High efficiency charging circuit and power supplying system | |
| US7330366B2 (en) | DC-AC converter | |
| US11581812B2 (en) | Multi-phase power converter, control circuit and control method thereof | |
| JP2009027887A (ja) | Ａｃ−ｄｃコンバータ | |
| JP2009027886A (ja) | Ａｃ−ｄｃコンバータ | |
| TWI595342B (zh) | 控制模組、切換式電源供應裝置及切換式電源供應裝置之峰值電流模式控制方法 | |
| US10924004B2 (en) | AC-DC converter circuit arrangement and method for operating a respective AC-DC converter circuit arrangement | |
| JP2019068675A (ja) | 交流−直流変換装置 | |
| US20110157921A1 (en) | Multi-output dc-to-dc conversion apparatus with voltage-stabilizing function | |
| JP2017118767A (ja) | 力率改善回路およびその制御回路、制御方法、電子機器、電源アダプタ | |
| US9036378B2 (en) | Power conversion system with adjustable frequency | |
| Li et al. | Minimum active switch requirements for single-phase PFC rectifiers without electrolytic capacitors | |
| JP2017192210A (ja) | 絶縁型のｄｃ／ｄｃコンバータ、それを用いた電源アダプタおよび電子機器、その制御方法 | |
| JP6895502B2 (ja) | 調光回路及び調光制御方法 | |
| US20190386579A1 (en) | Power Converter Circuit and Power Conversion Method | |
| RU183131U1 (ru) | Преобразователь переменного напряжения в постоянное | |
| JP4255488B2 (ja) | 省電力回路、スイッチング電源装置 | |
| JP2019062665A (ja) | 交流−直流変換装置 | |
| JP2011083049A (ja) | 電圧変換装置 | |
| CN110651420B (zh) | 开关电源装置 | |
| JP2018007515A (ja) | 絶縁型のｄｃ／ｄｃコンバータならびにその一次側コントローラ、制御方法、それを用いた電源アダプタおよび電子機器 | |
| JP2006340429A (ja) | スイッチングレギュレータおよびマイクロコントローラを備えた機器 | |
| RU2464692C1 (ru) | Преобразователь напряжения (варианты) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20180830 |