RU2016137631A - Частотно-импульсный преобразователь и способ преобразования электрической энергии - Google Patents
Частотно-импульсный преобразователь и способ преобразования электрической энергии Download PDFInfo
- Publication number
- RU2016137631A RU2016137631A RU2016137631A RU2016137631A RU2016137631A RU 2016137631 A RU2016137631 A RU 2016137631A RU 2016137631 A RU2016137631 A RU 2016137631A RU 2016137631 A RU2016137631 A RU 2016137631A RU 2016137631 A RU2016137631 A RU 2016137631A
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- primary
- winding
- switch
- pulse
- current
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 title claims 3
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims 85
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 claims 21
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 claims 17
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims 16
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims 9
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims 8
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims 5
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims 1
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
- H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac 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
- H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac 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
- H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac 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 with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
- H02M3/158—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac 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 with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load
-
- 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
- H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac 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
- H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac 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
- H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac 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 with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
- H02M3/158—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac 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 with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load
- H02M3/1584—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac 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 with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load with a plurality of power processing stages connected in parallel
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
- H01F27/24—Magnetic cores
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
- H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F37/00—Fixed inductances not covered by group H01F17/00
-
- 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
- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
- H02M1/42—Circuits or arrangements for compensating for or adjusting power factor in converters or inverters
- H02M1/4208—Arrangements for improving power factor of AC input
- H02M1/4225—Arrangements for improving power factor of AC input using a non-isolated boost converter
-
- 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
- H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac 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
- H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac 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
-
- 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
- H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
- H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
- H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
- H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
- H02M3/33507—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of the output voltage or current, e.g. flyback converters
- H02M3/33523—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of the output voltage or current, e.g. flyback converters with galvanic isolation between input and output of both the power stage and the feedback loop
-
- 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
- H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
- H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
- H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
- H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
- H02M3/33569—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements
- H02M3/33576—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements having at least one active switching element at the secondary side of an isolation transformer
-
- 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
- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
- H02M1/0064—Magnetic structures combining different functions, e.g. storage, filtering or transformation
-
- 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
- H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac 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
- H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac 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
- H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac 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 with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
- H02M3/158—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac 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 with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load
- H02M3/1584—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac 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 with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load with a plurality of power processing stages connected in parallel
- H02M3/1586—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac 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 with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load with a plurality of power processing stages connected in parallel switched with a phase shift, i.e. interleaved
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
- Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
Claims (58)
1. Частотно-импульсный преобразователь для преобразования электрической энергии, содержащий в своем соединении:
- ферромагнитный сердечник (F);
- первичную обмотку (L1) на ферромагнитном сердечнике (F);
- вторичную обмотку (L2) на ферромагнитном сердечнике (F);
- первый управляемый первичный переключатель (Т1), управляемым образом связанный с первичными управляющими импульсами (G1), для подключения первичной обмотки (L1) к входной мощности (Р), когда управляемый первичный переключатель (Т1) находится в состоянии включения для возбуждения первичной обмотки (L1) для увеличения ее тока (11) для создания магнитного потока в сердечнике (F) так, чтобы увеличение магнитного потока также приводило к увеличению вторичного тока (I2) во вторичной обмотке (L2);
- второй первичный переключатель (D1), присоединенный для подключения первичной обмотки (L1) к нагрузке,
причем указанная вторичная обмотка (L2) присоединена управляемым образом (G2) для ее возбуждения вторичными импульсами входной мощности (Р) посредством управления переключателем (Т2), непосредственно после первичных импульсов (G1), при выделении магнитной энергии первичной обмоткой (L1),
причем для обеспечения функционирования частотно-импульсного преобразователя с повышенным КПД
- указанная вторичная обмотка (L2) расположена на определенном расстоянии от первичной обмотки (L1), что обеспечивает создание неравномерного магнитного потока в ферромагнитном сердечнике (F), и/или
- по меньшей мере одна из указанных первичной обмотки (L1) и вторичной обмотки (L2) имеет такую форму или диаметр, что магнитный поток ферромагнитного сердечника (F) является неравномерным, при этом он будет меньше в месте расположения вторичной обмотки (L2) в результате противоположного направления тока вторичной обмотки (L2), что уменьшает рост магнитного потока.
2. Частотно-импульсный преобразователь по п. 1, причем указанный частотно-импульсный преобразователь присоединен для преобразования электрической энергии в первой фазе и во второй фазе, причем указанный преобразователь содержит в своем соединении:
- первый управляемый первичный переключатель (Т1), в указанной первой фазе, присоединенный с возможностью находиться в состоянии включения и состоянии выключения, управляемо связанный с первичными управляющими импульсами (G1), имеющими состояния, соответствующие указанным состояниям включения и выключения указанного первичного переключателя (Т1), для подключения первичной обмотки (L1) к входной мощности (Р), когда переключатель (N1) находится в состоянии включения, для возбуждения первичной обмотки (L1) для увеличения ее тока (I1) для создания магнитного потока в сердечнике (F), до тех пор, пока первичный переключатель (Т1) не будет установлен в состояние выключения за счет состояния выключения управляющего импульса (G1) так, чтобы увеличение магнитного потока также приводило к увеличению вторичного тока (I2) во вторичной обмотке (L2);
- второй первичный переключатель (D1), присоединенный для подключения первичной обмотки (L1) к нагрузке,
- управляемый вторичный переключатель (Т2), присоединенный с возможностью находиться в состоянии включения и в состоянии выключения, управляемо связанный с вторичными управляемыми импульсами (G2), имеющими состояния, соответствующие указанным состояниям включения и выключения указанного вторичного переключателя (Т2), присоединенный для соединения вторичной обмотки (L2) с входной мощностью (Р), когда вторичный переключатель (Т2) находится в состоянии включения, для возбуждения вторичной обмотки (L2),
причем в указанной второй фазе, указанная вторичная обмотка (L2) присоединена для ее возбуждения указанными вторичными управляющими импульсами (G2) входной мощности (Р) посредством вторичного переключателя (Т2), устанавливаемого в состояние включения непосредственно тогда, когда состояние первичного импульса (G1) соответствует состоянию выключения указанного первичного переключателя (Т1), при выделении первичной обмоткой (L1), в указанной второй фазе, магнитной энергии в ферромагнитный сердечник,
причем для обеспечения функционирования преобразователя с повышенным КПД, указанная вторичная обмотка (L2) расположена на определенном расстоянии от первичной обмотки (L1), обеспечивая создание неравномерного магнитного потока в ферромагнитном сердечнике (F); и/или по меньшей мере одна из указанных первичной (L1) и вторичной (L2) обмоток имеет такую форму или диаметр, что магнитный поток ферромагнитного сердечника (F) является неравномерным, при этом он меньше в месте расположения вторичной обмотки (L2), в результате противоположного направления тока вторичной обмотки (L2), что уменьшает рост магнитного потока.
3. Частотно-импульсный преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что он содержит средства противодействующего напряжения в соединительных средствах (L3, С3, F3), чтобы создавать противодействующее напряжение относительно вторичного тока (I2), причем средства противодействующего напряжения содержат по меньшей мере одно из следующего: индукционную катушку (L3) вторичного контура и конденсатор (С, С3), и аккумулятор.
4. Частотно-импульсный преобразователь по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что содержит в соединении вторичный переключатель (Т2) для того, чтобы управляемым образом (G2) устанавливать вторичную обмотку (L2) в состояние, при котором отсутствует возбуждение импульсами входной мощности (Р), причем вторичная сторона присоединения содержит индукционную катушку (L2), имеющую собственную индуктивность, которая создает напряжение, пропорциональное изменению вторичного тока (I2), причем указанная индукционная катушка представляет собой дополнительную индукционную катушку или индукционную катушку (L3).
5. Частотно-импульсный преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что содержит схему (фиг. 2С), присоединенную так, что во второй фазе вторичная обмотка (L2) находится в состоянии, при котором отсутствует возбуждение импульсами входной мощности (Р), причем в указанной схеме вторичный контур имеет такую собственную индуктивность Ls (L2), которая создает напряжение, пропорциональное изменению (Us=Ls×dls/dt) вторичного тока (I2) в направлении тока, которое затем воздействует так же, как вторичные импульсы отдельной входной мощности, причем указанная индуктивность представляет собой индуктивность, указанную в п. 3.
6. Частотно-импульсный преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что присоединение на стороне вторичной обмотки (L2) содержит дополнительный источник напряжения, например, по меньшей мере одно из следующего: индукционную катушку (L3), конденсатор (С, С3), аккумулятор (A3).
7. Частотно-импульсный преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что индуктивность вторичного контура (L2) превышает индуктивность первичного контура (L1).
8. Частотно-импульсный преобразователь по п. 6 или 7, отличающийся тем, что вторичная обмотка непрерывно подключена к нагрузке через переключатель (D2), при этом, соответственно, во время уменьшающей фазы первичных (I1) и вторичных (I2) токов обеспечено выделение этими токами энергии в нагрузку, при этом соединение опционально реализовано без вторичного переключателя (Т2).
9. Частотно-импульсный преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что сторона вторичной обмотки (L2) содержит дополнительный источник напряжения, то есть, по меньшей мере одно из следующего: индукционную катушку и конденсатор (С).
10. Частотно-импульсный преобразователь по п. 7, отличающийся тем, что расстояние между внутренним диаметром (d2) вторичной обмотки (L2) и наружным диаметром сердечника (F) превышает расстояние между внутренним диаметром (d1) первичной обмотки (L1) и наружным диаметром сердечника.
11. Частотно-импульсный преобразователь по п. 4, отличающийся тем, что он содержит индукционную катушку (L3), последовательно соединенную с вторичной обмоткой (L2), причем указанная индукционная катушка (L3) выполнена отдельно от указанного сердечника (F).
12. Частотно-импульсный преобразователь по любому из пп. 1-11, отличающийся тем, что ферромагнитный сердечник (F) имеет замкнутую форму, например, торообразную или многоугольную.
13. Частотно-импульсный преобразователь по п. 12, отличающийся тем, что первичная обмотка (L1) и вторичная обмотка (L2) занимают положения отдельно друг от друга на сердечнике (F), предпочтительно - расположены с противоположных сторон сердечника (F).
14. Частотно-импульсный преобразователь по любому из пп. 1-13, отличающийся тем, что первичная обмотка (L1) и вторичная обмотка (L2) расположены на магнитном сердечнике (F) так, что магнитный поток ферромагнитного сердечника (F) является неравномерным вдоль траектории магнитного сердечника (F), будучи меньше в месте расположения вторичной обмотки (L2).
15. Частотно-импульсный преобразователь по любому из пп. 1-14, отличающийся тем, что обмотки из указанных первичной обмотки (L1) и вторичной обмотки (L2) выполнены так, что во вторичной обмотке (L2) возникает ток противоположного направления для уменьшения роста магнитного потока.
16. Частотно-импульсный преобразователь по любому из пп. 1-15, отличающийся тем, что обмотки из указанных первичной обмотки (L1) и вторичной обмотки (L2) выполнены так, чтобы меньший магнитный поток в месте расположения вторичной обмотки (L2) возбуждал меньшее противодействующее напряжение во вторичной обмотке (L2) во время второй фазы, вследствие чего потребление входной мощности (Р) вторичной обмоткой (L2) будет меньше во второй фазе во время снижения первичного тока (I1) и вторичного тока (I2).
17. Частотно-импульсный преобразователь по любому из пп. 1-16, отличающийся тем, что дополнительно содержит вторичный контур с вторичной обмоткой (L2) на ферромагнитном сердечнике (F), причем вторичный контур выполнен с возможностью передачи энергии вторичной обмотки (L2) и/или другого источника энергии в первичную обмотку (L1) во время указанного уменьшения тока первичной обмотки.
18. Частотно-импульсный преобразователь для преобразования электрической энергии, содержащий:
- ферромагнитный сердечник;
- первичную обмотку на ферромагнитном сердечнике;
- первый управляемый первичный переключатель, подключающий первичную обмотку к входной мощности, когда указанный переключатель находится в состоянии включения;
- второй первичный переключатель, подключающий первичную обмотку к нагрузке;
причем обеспечена возможность управления первым управляемым первичным переключателем (Т1) посредством первичных управляющих импульсов (G1) для возбуждения первичной обмотки (L1) путем увеличения ее тока (I1) во время первичного импульса (G1) и создания магнитного потока в сердечнике;
причем между первичными импульсами (G1) первичная обмотка (L1) обеспечивает выделение энергии магнитного потока в нагрузку, в результате чего происходит уменьшение тока (I1) в первичной обмотке;
отличающийся тем, что для повышения КПД указанный преобразователь дополнительно содержит вторичный контур с вторичной обмоткой (L2) на ферромагнитном сердечнике (F), причем вторичный контур выполнен с возможностью передачи энергии вторичной обмотки (L2) и/или другого источника энергии в первичную обмотку (L1) во время указанного уменьшения тока (I1) первичной обмотки (L1), причем передача энергии вторичного контура обеспечена посредством:
- схемы (фиг. 2С), подключенной так, что во второй фазе вторичная обмотка (L2) находится в состоянии, при котором отсутствует возбуждение импульсами входной мощности (Р), причем в указанной схеме вторичный контур имеет такую собственную индуктивность Ls (L2), которая создает напряжение, пропорциональное изменению (Us=Ls×dls/dt) вторичного тока (I2) в направлении тока, которое затем действует так же, как вторичные импульсы отдельной входной мощности, причем вторичная обмотка (L2) подключена непрерывно через переключатель (D2) с нагрузкой, при этом, соответственно, во время уменьшающей фазы первичного тока (I1) и вторичного тока (I2) эти токи выделяют энергию в нагрузку (НАГРУЗКА, R, С), при этом соединение опционально реализовано без вторичного переключателя (Т2); или, опционально,
- управляемого вторичного переключателя (Т2), присоединенного с возможностью находиться в состоянии включения и в состоянии выключения, управляемо связанного со вторичными управляемыми импульсами (G2), имеющими состояния, соответствующие указанным состояниям включения и выключения указанного вторичного переключателя (Т), присоединенного для подключения вторичной обмотки (L2) к входной мощности (Р), когда переключатель (T2) находится в состоянии включения, для возбуждения вторичной обмотки (L2) к нагрузке.
19. Способ преобразования электрической энергии, в котором:
- управляют (G1) первым первичным переключателем (T2) для подключения импульса входного напряжения (U) к первичной обмотке ферромагнитного сердечника (F) на первой фазе;
- затем выделенную энергию из первичной обмотки (L1) направляют к нагрузке через второй первичный переключатель (D1) на второй фазе, при этом происходит уменьшение тока первичной обмотки (L1),
отличающийся тем, что для повышения КПД преобразования энергию вторичной обмотки (L2) и/или другого источника питания передают на первичную обмотку (L1) во время указанного уменьшения тока (I1) первичной обмотки (L1).
20. Способ преобразования электрической энергии, в котором:
- на первой фазе управляют первым первичным переключателем (Т1) так, чтобы подключить импульс (G1) входного напряжения к первичной обмотке (L1) ферромагнитного сердечника (F),
- затем на второй фазе выделяют энергию из первичной обмотки (L1) и направляют ее к нагрузке через второй первичный переключатель (Т2), при этом происходит уменьшение тока (I1) первичной обмотки (L1),
отличающийся тем, что
передают энергию в первичную обмотку (L1) во время указанного уменьшения тока (I1) первичной обмотки (L1) и/или другого источника энергии для повышения КПД преобразования энергии вторичной обмотки (L2).
21. Способ по п. 20, отличающийся тем, что:
- во время второй фазы, управляют первым вторичным переключателем (Т2) для подключения импульса (G2) входного напряжения (U) к вторичной обмотке (L2) ферромагнитного сердечника (F) для увеличения выделения энергии из первичной обмотки (L1) к нагрузке, и
- во время первой фазы направляют выделенную энергию из вторичной обмотки (L2) сердечника (F) к нагрузке через второй вторичный переключатель (D1).
22. Способ преобразования электрической энергии, посредством частотно-импульсного преобразователя по любому из пп. 1-15, присоединенного для преобразования электрической энергии, причем указанный способ содержит следующее:
- управляют (515) на первой фазе, первым управляемым переключателем (Т1) посредством первичных управляющих импульсов (G1) для возбуждения первичной обмотки (L1) для увеличения ее тока (I1) для создания магнитного потока в сердечнике (F),
- переключают (512) посредством указанных первичных управляющих импульсов (G1) первый управляемый первичный переключатель (Т1) в состояние включения для подключения первичной обмотки (L1) к входной мощности (Р) во время указанного управляющего импульса (G1),
- возбуждают (513) во второй фазе, сразу после первичного импульса (G1), вторичную обмотку (L2) посредством вторичных импульсов (G2) входной мощности (Р) с помощью второго переключателя (Т2), находящегося в состоянии включения во время указанных вторичных импульсов (G2),
- побуждают (514), путем установки указанного первого управляемого первичного переключателя (Т1) в состояние выключения, первичную обмотку (L1) выделять магнитную энергию магнитного потока в нагрузку между состояниями включения первичных импульсов (G1), причем происходит уменьшение тока (I1) первичной обмотки (L1).
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI20145198A FI125944B (en) | 2014-02-28 | 2014-02-28 | Switched mode converter and electric energy conversion method |
| FI20145198 | 2014-02-28 | ||
| PCT/FI2015/050123 WO2015128551A1 (en) | 2014-02-28 | 2015-02-27 | Switched-mode converter and method for converting electrical energy |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2016137631A true RU2016137631A (ru) | 2018-04-03 |
| RU2016137631A3 RU2016137631A3 (ru) | 2018-07-06 |
| RU2667896C2 RU2667896C2 (ru) | 2018-09-25 |
Family
ID=54008231
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016137631A RU2667896C2 (ru) | 2014-02-28 | 2015-02-27 | Частотно-импульсный преобразователь и способ преобразования электрической энергии |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US9893637B2 (ru) |
| EP (1) | EP3111547A4 (ru) |
| JP (1) | JP6649558B2 (ru) |
| KR (1) | KR20160149193A (ru) |
| CN (1) | CN106464142B (ru) |
| AU (2) | AU2015222019B2 (ru) |
| CA (1) | CA2940993A1 (ru) |
| FI (1) | FI125944B (ru) |
| RU (1) | RU2667896C2 (ru) |
| WO (1) | WO2015128551A1 (ru) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10069428B2 (en) * | 2016-02-24 | 2018-09-04 | Infineon Technologies Austria Ag | Power supply systems and feedback through a transformer |
Family Cites Families (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE58907009D1 (de) * | 1989-09-29 | 1994-03-24 | Siemens Ag | Schaltungsanordnung für ein Sperrwandler-Schalnetzteil. |
| US5861734A (en) | 1997-10-14 | 1999-01-19 | Lucent Technologies, Inc. | Control architecture for interleaved converters |
| JP2000269058A (ja) * | 1999-03-18 | 2000-09-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 非接触電源装置 |
| US6667893B2 (en) * | 2002-04-25 | 2003-12-23 | International Business Machines Corporation | Phase and frequency shifted controller for interleaved ZVS forward power converter |
| US8952776B2 (en) * | 2002-12-13 | 2015-02-10 | Volterra Semiconductor Corporation | Powder core material coupled inductors and associated methods |
| RU2242078C1 (ru) * | 2003-04-02 | 2004-12-10 | Кабелев Борис Вениаминович | Способ двухтактного несимметричного импульсного преобразования постоянного напряжения |
| US7304461B2 (en) | 2004-11-18 | 2007-12-04 | Honda Motor Co., Ltd. | DC/DC converter |
| US7782035B2 (en) * | 2007-03-28 | 2010-08-24 | Intersil Americas Inc. | Controller and driver communication for switching regulators |
| JP4995640B2 (ja) | 2007-06-05 | 2012-08-08 | 株式会社ダイヘン | 昇圧チョッパ装置 |
| JP4382859B1 (ja) * | 2008-06-23 | 2009-12-16 | サンケン電気株式会社 | スナバ回路付きｄｃ−ｄｃコンバータ |
| JP5402268B2 (ja) * | 2008-10-16 | 2014-01-29 | 富士電機株式会社 | インターリーブ制御電源装置、該電源装置の制御回路および制御方法 |
| US8120457B2 (en) * | 2010-04-09 | 2012-02-21 | Delta Electronics, Inc. | Current-controlled variable inductor |
| US8929103B2 (en) | 2011-03-23 | 2015-01-06 | Pai Capital Llc | Integrated magnetics with isolated drive circuit |
| GB201105145D0 (en) * | 2011-03-28 | 2011-05-11 | Tdk Lambda Uk Ltd | Controller |
| US8610533B2 (en) * | 2011-03-31 | 2013-12-17 | Bose Corporation | Power converter using soft composite magnetic structure |
| CN202221696U (zh) * | 2011-07-18 | 2012-05-16 | 浙江工业职业技术学院 | 内嵌式旋转电磁耦合器 |
| EP2565883A1 (en) * | 2011-09-02 | 2013-03-06 | University College Cork | A split winding transformer |
| JP5611470B2 (ja) | 2011-09-19 | 2014-10-22 | 三菱電機株式会社 | 電圧変換回路 |
| US8866464B2 (en) * | 2011-12-15 | 2014-10-21 | Texas Instruments Incorporated | Systems and methods for real time current sense for a switching converter |
| KR101496810B1 (ko) * | 2012-12-05 | 2015-02-27 | 삼성전기주식회사 | 역률 보정 장치, 전원 장치 및 모터 구동 장치 |
-
2014
- 2014-02-28 FI FI20145198A patent/FI125944B/en not_active IP Right Cessation
-
2015
- 2015-02-27 AU AU2015222019A patent/AU2015222019B2/en not_active Ceased
- 2015-02-27 CN CN201580023616.3A patent/CN106464142B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2015-02-27 RU RU2016137631A patent/RU2667896C2/ru not_active IP Right Cessation
- 2015-02-27 US US15/122,350 patent/US9893637B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2015-02-27 CA CA2940993A patent/CA2940993A1/en not_active Abandoned
- 2015-02-27 KR KR1020167026883A patent/KR20160149193A/ko not_active Application Discontinuation
- 2015-02-27 WO PCT/FI2015/050123 patent/WO2015128551A1/en active Application Filing
- 2015-02-27 JP JP2016554580A patent/JP6649558B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2015-02-27 EP EP15755909.7A patent/EP3111547A4/en not_active Withdrawn
-
2017
- 2017-12-26 US US15/854,306 patent/US10075077B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2019
- 2019-05-14 AU AU2019203382A patent/AU2019203382A1/en not_active Abandoned
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2015128551A1 (en) | 2015-09-03 |
| US9893637B2 (en) | 2018-02-13 |
| AU2015222019A1 (en) | 2016-10-27 |
| CA2940993A1 (en) | 2015-09-03 |
| AU2019203382A1 (en) | 2019-06-06 |
| AU2015222019B2 (en) | 2019-02-14 |
| RU2667896C2 (ru) | 2018-09-25 |
| RU2016137631A3 (ru) | 2018-07-06 |
| CN106464142B (zh) | 2020-01-14 |
| EP3111547A1 (en) | 2017-01-04 |
| JP6649558B2 (ja) | 2020-02-19 |
| US10075077B2 (en) | 2018-09-11 |
| KR20160149193A (ko) | 2016-12-27 |
| CN106464142A (zh) | 2017-02-22 |
| JP2017506872A (ja) | 2017-03-09 |
| EP3111547A4 (en) | 2017-11-22 |
| US20180123467A1 (en) | 2018-05-03 |
| FI125944B (en) | 2016-04-29 |
| FI20145198A (fi) | 2015-08-29 |
| US20160373016A1 (en) | 2016-12-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4861040B2 (ja) | 単方向ｄｃ−ｄｃコンバータ | |
| CN212627695U (zh) | 针对反激式转换器的控制电路和反激式转换器 | |
| US20110273909A1 (en) | Full-bridge phase-shift converter with auxiliary zero-voltage-switching circuit | |
| US9780642B2 (en) | Energy recovery snubber | |
| WO2013004453A3 (en) | An isolated boost flyback power converter | |
| US20090128101A1 (en) | Power conversion circuit | |
| CN102651615A (zh) | 电源转换器以及电源转换器的控制方法 | |
| JP6202212B2 (ja) | 電力変換装置 | |
| EP3073626A3 (en) | Electric power conversion circuit system | |
| WO2012163575A3 (de) | Snubberschaltung für gleichspannungswandler | |
| WO2015070047A2 (en) | Soft switching converter with dual transformer by steering the magnetizing current | |
| JP6217685B2 (ja) | 電源装置 | |
| CN106059307A (zh) | 采用低压电容器功率组的通用输入电压dc-dc变换器 | |
| JP6241334B2 (ja) | 電流共振型ｄｃｄｃコンバータ | |
| US20160049858A1 (en) | Lc resonant converter using phase shift switching method | |
| CN105450032A (zh) | Dc-dc变换器漏感能量回馈数字控制装置 | |
| US8817493B2 (en) | Controlling an adapter transformer voltage | |
| CN104283427A (zh) | 全桥直流-直流变换器的原边电流控制方法 | |
| RU2016137631A (ru) | Частотно-импульсный преобразователь и способ преобразования электрической энергии | |
| US9048743B2 (en) | Controlling an adapter transformer voltage | |
| CN106655780A (zh) | 一种隔离式电源变换装置 | |
| JP5844226B2 (ja) | アクティブクランプ方式のｄｃ−ｄｃコンバータとスイッチング電源装置とその駆動方法 | |
| JP5783597B2 (ja) | スイッチング電源装置 | |
| JP2017506872A5 (ru) | ||
| CN104022657B (zh) | 控制电路以及控制方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20210228 |