RU2025876C1 - Источник питания постоянной мощности - Google Patents
Источник питания постоянной мощности Download PDFInfo
- Publication number
- RU2025876C1 RU2025876C1 SU5018155A RU2025876C1 RU 2025876 C1 RU2025876 C1 RU 2025876C1 SU 5018155 A SU5018155 A SU 5018155A RU 2025876 C1 RU2025876 C1 RU 2025876C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- inductor
- winding
- inductive
- diodes
- supply network
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Изобретение может быть использовано в источниках питания электротехнологических нагрузок, требующих постоянства подводимой к ним мощности при изменении сопротивления нагрузки в широких пределах. Сущность изобретения: источник питания содержит индуктивно-емкостный преобразователь (ИЕП) из дросселя, состоящего из двух равных частей 1, соединенных согласно-последовательно и расположенных на разных стержнях магнитопровода, и конденсатора 2, имеющих равное реактивное сопротивление на частоте питающей сети, выпрямительные диоды 4. Каждая часть обмотки дросселя дополнительно снабжена обмоткой 3 подмагничивания, включенной встречно по отношению к этой части, расположенной с ней на том же стержне магнитопровода и подключенной одним выводом к аноду (катоду) соответствующего диода 4, а другим - к нагрузке 5. Свободные выводы катодов (анодов) диодов 4 подключены к соответствующим общим точкам соединения дросселя и конденсатора ИЕП, свободные выводы которых соединены с входными выводами для подключения соответствующих фаз питающей сети. 3 ил.
Description
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках питания электротехнологических нагрузок, требующих постоянства подводимой к ним мощности при изменении сопротивления нагрузки в широких пределах (например, для питания электрических печей, мощных газоразрядных ламп, ламп накачки твердотелых лазеров, магнетронов для напыления металлов в вакуумных камерах и др.).
Известны системы электропитания с продольными реактивностями [1] для стабилизации мощности, потребляемой нагрузкой. Источник питания содержит трансформатор, продольную реактивность (дроссель, состоящий из двух частей: базовой нерегулируемой и регулируемой) и выпрямительный мост. Продольные реактивности включены на входе выпрямительного моста. Регулируемый дроссель имеет меньшую индуктивность, чем базовый, регулирование осуществляется с помощью тиристорного ключа. В источнике с продольными реактивностями рабочий режим соответствует средней части внешней характеристики, что обеспечивает его близость к режиму постоянной мощности.
Основным недостатком такого источника питания является ограниченный диапазон регулирования, который является следствием того, что оптимальный режим достигается лишь в средней части рабочей характеристики. Другим недостатком является наличие тиристорного ключа с соответствующей системой управления, что снижает надежность работы источника.
Известен также источник питания емкостного накопителя энергии постоянной мощностью [2] . Он содержит каскадно соединенные источник питания, преобразователь напряжения, индуктивно-емкостный преобразователь, подключенный к выпрямителю, а также второй выпрямитель, подключенный выходом согласно-параллельно выходу первого выпрямителя, питание которого осуществлено от вспомогательного трансформатора, первичная обмотка которого включена между одним из выходных зажимов преобразователя напряжения и соответствующим входным зажимом индуктивно-емкостного преобразователя. Вторичная обмотка вспомогательного трансформатора подключена к входу второго выпрямителя.
Недостатком такого источника питания является наличие двух трансформаторов, согласующего индуктивно-емкостного преобразователя и вспомогательного трансформатора, а также двух выпрямительных мостов, что приводит к ухудшению массогабаритных показателей и снижению коэффициента мощности, так как нагрузка вспомогательного трансформатора изменяется в широких пределах.
Цель изобретения - улучшение массогабаритных показателей и повышение коэффициента мощности источника питания постоянной мощности, содержащего индуктивно-емкостный преобразователь, состоящий m цепочек последовательно соединенных конденсаторов и дросселей, настроенных в резонанс на частоте питающей сети, и содержащего m диодных цепочек.
Цель достигается за счет того, что обмотка дросселя каждой цепочки индуктивно-емкостного преобразователя выполнена в виде двух равных частей, соединенных согласно-последовательно и расположенных на разных стержнях магнитопровода, и каждая часть обмотки дросселя дополнительно снабжена обмоткой подмагничивания, включенной встречно по отношению к этой части и расположенной с ней на том же стержне магнитопровода, причем каждая из указанных цепочек индуктивно-емкостного преобразователя включена между входными выводами для подключения соответствующей фазы питающей сети, общая точка соединения дросселя и конденсатора каждой цепочки подключена к общей точке соединения диодов одной из соответствующих диодных цепочек, свободный вывод анода одного из диодов, который через обмотку подмагничивания, принадлежащую одной части дросселя данной цепочки, соединен с одним из выходных выводов, а свободный вывод катода данного диода через обмотку подмагничивания, принадлежащую другой части дросселя той же цепочки, соединен с другим выходным выводом.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый источник отличается новым соотношением и взаиморасположением элементов, а также меньшим числом элементов по сравнению с прототипом. Таким образом, он соответствует критерию изобретения "новизна".
Выполнение дросселя индуктивно-емкостного преобразователя в виде двух равных частей с обмотками подмагничивания, включенными встречно-последовательно и введенными в плечи выпрямительного моста, позволяет исключить дополнительный трансформатор и второй выпрямительный мост, а также повысить коэффициент мощности, так как в прототипе трансформатор с жесткой внешней характеристикой работает в режиме, которому соответствует широкий диапазон изменения параметров нагрузки.
Выполнение индуктивно-емкостного преобразователя с обмотками подмагничивания, включенными встречно-последовательно в плечи выпрямительного моста, обеспечивает характеристику источника мощности без использования дополнительного комплекта электрооборудования, в который входит трансформатор и выпрямительный мост.
Сравнение заявляемого решения с другими аналогичными техническими решениями показывает, что дроссели переменного тока с обмотками подмагничивания известны и используются на практике в системах электропитания. Однако при их введении в указанной связи совместно с остальными элементами в заявляемый источник, вышеуказанные обмотки обусловливают новые свойства, в результате чего формируется внешняя характеристика источника мощности. Это позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию "существенные отличия".
Предлагаемый источник питания постоянной мощности, однофазная схема которого приведена на фиг.1, содержит дроссель индуктивно-емкостного преобразователя (ИЕП), состоящий из двух равных частей 1, и конденсатор 2, имеющие равное реактивное сопротивление на частоте питающей сети. Обмотки 3 подмагничивания, включенные последовательно-встречно обмоткам переменного тока дросселей ИЕП, введены в плечи 4 после диодов выпрямительного моста и подключены одним выводом соответственно к аноду (катоду) диодов, а другим - к нагрузке 5.
На фиг. 2 представлен трехфазный вариант (трехфазная схема) источника постоянной мощности. Источник содержит в каждой фазе дроссели, состоящие из двух равных частей 1, и конденсаторы 2, имеющие равное реактивное сопротивление на частоте питающей сети. Обмотки 3 подмагничивания этих дросселей введены последовательно-встречно в каждую фазу выпрямительного моста 4 и подключены одним выводом к аноду в анодной вентильной группе (к катоду в катодной вентильной группе), а другим - к нагрузке 5.
Источник питания работает следующим образом.
Дроссель 1 и конденсатор 2, настроенные в резонанс на частоте питающей сети, формируют на выходе источника питания характеристику источника тока, а постоянная составляющая выпрямленного однополупериодного тока, протекающего в обмотках, включенных в плечи выпрямительного моста, создает положительную обратную связь: чем больше ток в нагрузке, тем больше ток в обмотке, включенной в соответствующее плечо выпрямительного моста, подмагничивающий сердечники дросселей ИЕП, изменяя тем самым их магнитную проницаемость и формируя таким образом внешнюю характеристику источника постоянной мощности. При этом уменьшение индуктивности рабочих обмоток дросселей ИЕП за счет подмагничивания относительно ее резонансного значения приводит к увеличению тока по нелинейному закону при одновременном симметричном изменении индуктивности, выполненной конструктивно из двух равных частей.
Поскольку зависимость действующего значения тока в рабочих обмотках дросселей от изменения их индуктивности носит нелинейный (гиперболический) характер, то, следовательно, целесообразно изменять уровень тока нагрузки за счет изменения сопротивления индуктивных элементов преобразователя путем их симметричного подмагничивания в сторону уменьшения этого сопротивления относительно его значения, равного резонансному.
На фиг.3 представлены экспериментальная внешняя характеристика 6 предлагаемого источника питания и соответствующая теоретическая характеристика 7 источника питания постоянной мощности.
Таким образом, по сравнению с прототипом изобретение позволяет получить характеристику источника мощности без наличия дополнительного трансформатора с жесткой внешней характеристикой и дополнительного выпрямительного моста, за счет чего достигается существенное улучшение массогабаритных показателей источника питания.
Исключение дополнительного трансформатора по сравнению с устройством-прототипом позволяет одновременно повысить коэффициент мощности источника питания, так как нагрузка дополнительного трансформатора изменяется в широких пределах, снижая тем самым коэффициент мощности источника. Кроме того, в предлагаемом источнике снижены коммутационные помехи выпрямителя за счет включения обмоток дросселя в плечи выпрямительного моста, в результате чего происходит ограничение коммутационного тока благодаря индуктивности рассеяния дросселя.
Результаты проведенных экспериментальных исследований полностью подтверждают достоверность, эффективность и новизну предложенного технического решения.
Устройство, реализующее изобретение, использовано при создании источника питания электродуговой нагрузки.
Claims (1)
- ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ ПОСТОЯННОЙ МОЩНОСТИ, содержащий входные выводы для подключения соответствующих фаз m-фазной питающей сети, индуктивно-емкостной преобразователь, состоящий из m цепочек, каждая из которых состоит из настроенных в резонанс при частоте питающей сети последовательно соединенных расположенной на магнитопроводе обмотки дросселя и конденсатора, а также m диодных цепочек из последовательно соединенных двух диодов каждая, и выходные выводы для подключения нагрузки, отличающийся тем, что, с целью улучшения массогабаритных показателей и повышения коэффициента мощности, обмотка дросселя каждой цепочки индуктивно-емкостного преобразователя выполнена в виде двух равных частей, соединенных согласно последовательно и расположенных на разных стержнях магнитопровода, и каждая часть обмотки дросселя дополнительно снабжена обмоткой подмагничивания, включенной встречно по отношению к этой части и расположенной с ней на том же стержне магнитопровода, причем каждая из указанных цепочек индуктивно-емкостного преобразователя включена между входными выводами для подключения соответствующей фазы питающей сети, общая точка соединения дросселя и конденсатора каждой цепочки подключена к общей точке соединения диодов одной из соответствующих диодных цепочек, свободный вывод анода одного из диодов которой через обмотку подмагничивания, принадлежащую одной части дросселя данной цепочки, соединен с одним из выходых выводов, а свободный вывод катода другого диода через обмотку подмагничивания, принадлежащую другой части дросселя той же цепочки, соединен с другим выходным выводом.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5018155 RU2025876C1 (ru) | 1991-09-06 | 1991-09-06 | Источник питания постоянной мощности |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5018155 RU2025876C1 (ru) | 1991-09-06 | 1991-09-06 | Источник питания постоянной мощности |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2025876C1 true RU2025876C1 (ru) | 1994-12-30 |
Family
ID=21592368
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5018155 RU2025876C1 (ru) | 1991-09-06 | 1991-09-06 | Источник питания постоянной мощности |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2025876C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2480888C2 (ru) * | 2007-11-26 | 2013-04-27 | Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. | Схема управления коэффициентом мощности и сетевой источник электропитания |
RU2546138C2 (ru) * | 2010-12-09 | 2015-04-10 | Сибэйсд Аб | Электрическое устройство и способ для волновой энергетической установки |
-
1991
- 1991-09-06 RU SU5018155 patent/RU2025876C1/ru active
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
1. Глухов Д.Я. Управление внешней характеристикой преобразователей с продольными реактивностями, питающей высоковольтную плазменно-дуговую нагрузку. Энергетика. Известия высших учебных заведений, N 1, 1988, с.27-30. * |
2. Авторское свидетельство СССР N 1336177, кл. H 02M 7/02, опублик.1987. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2480888C2 (ru) * | 2007-11-26 | 2013-04-27 | Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. | Схема управления коэффициентом мощности и сетевой источник электропитания |
RU2546138C2 (ru) * | 2010-12-09 | 2015-04-10 | Сибэйсд Аб | Электрическое устройство и способ для волновой энергетической установки |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4560908A (en) | High-frequency oscillator-inverter ballast circuit for discharge lamps | |
US4808887A (en) | Low-pressure discharge lamp, particularly fluorescent lamp high-frequency operating system with low inductance power network circuit | |
US6181079B1 (en) | High power electronic ballast with an integrated magnetic component | |
US4782268A (en) | Low-pressure discharge lamp, particularly fluorescent lamp high-frequency operating circuit with low-power network interference | |
US4220896A (en) | High frequency lighting inverter with constant power ballast | |
US7130203B2 (en) | Switching power supply with a snubber circuit | |
CA1261408A (en) | Power feed apparatus for load having reverse blocking characteristics | |
US20010009516A1 (en) | Active clamp forward converter | |
JPS62290917A (ja) | 力率改善回路網 | |
CN213243820U (zh) | 增益可调的谐振变换装置 | |
US6642670B2 (en) | Ballast converter with power factor and current crest factor correction | |
US4701671A (en) | High-frequency oscillator-inverter ballast circuit for discharge lamps | |
CA2174604A1 (en) | Circuit for pulsed operation of a discharge lamp | |
RU2025876C1 (ru) | Источник питания постоянной мощности | |
US9343996B2 (en) | Method and system for transmitting voltage and current between a source and a load | |
KR20090007209A (ko) | 토로이드 자기 코어가 제거된 안정기 및 이를 구비한형광램프 | |
Spangler | A power factor corrected MOSFET multiple output flyback switching supply | |
US5327334A (en) | Zero current switching DC-DC converter incorporating a tapped resonant inductor | |
US3538417A (en) | Bridge type frequency converter | |
US4045708A (en) | Discharge lamp ballast circuit | |
Qian et al. | A new continuous input current charge pump power factor correction (CIC-CPPFC) electronic ballast | |
RU2698905C1 (ru) | Источник питания электродугового плазмотрона постоянного тока | |
RU2339151C2 (ru) | Схема для генерации переменного напряжения из постоянного напряжения | |
SU1091286A1 (ru) | Регулируемый преобразователь переменного напр жени в переменное | |
RU2108653C1 (ru) | Статический преобразователь с квазирезонансной коммутацией тока |