RU2292108C2 - Supply mains ac-to-dc converter - Google Patents
Supply mains ac-to-dc converter Download PDFInfo
- Publication number
- RU2292108C2 RU2292108C2 RU2005103935/09A RU2005103935A RU2292108C2 RU 2292108 C2 RU2292108 C2 RU 2292108C2 RU 2005103935/09 A RU2005103935/09 A RU 2005103935/09A RU 2005103935 A RU2005103935 A RU 2005103935A RU 2292108 C2 RU2292108 C2 RU 2292108C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- converter
- input
- digital
- analog
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области преобразовательной техники, в частности к преобразователям, входящим в состав системы энергообеспечения для телекоммуникаций.The invention relates to the field of converting technology, in particular to converters that are part of the energy supply system for telecommunications.
Известен преобразователь напряжения, включающий в себя корректор коэффициента мощности, входом которого образован вход преобразователя, а выход указанного корректора коэффициента мощности подключен ко входу блока преобразования постоянного напряжения в постоянное, выход которого является выходом преобразователя, блок, являющийся, по существу, широтно-импульсным модулятором, выход которого связан с управляющим входом блока преобразования постоянного напряжения (международная заявка WO 03/094333). Задачей, решение которой обеспечивалось данной схемой, было уменьшение потерь в преобразователе. Эта задача решалась путем использования обратной связи, включающей в себя широтно-импульсный модулятор, между выходом преобразователя и управляющим входом блока преобразования постоянного напряжения. Однако задать выходную характеристику с участками постоянной мощности и стабилизации заданного выходного тока, что является необходимым при работе преобразователя в системе энергообеспечения для телекоммуникаций, и осуществить ее получение с помощью обратной связи, реализованной в данном устройстве, в данном устройстве невозможно.A known voltage converter, including a power factor corrector, the input of which is the input of the converter, and the output of the specified power factor corrector is connected to the input of the DC / DC converter, the output of which is the output of the converter, a block that is essentially a pulse-width modulator the output of which is connected to the control input of the DC voltage conversion unit (international application WO 03/094333). The task, the solution of which was provided by this circuit, was to reduce losses in the converter. This problem was solved by using feedback, including a pulse-width modulator, between the output of the converter and the control input of the DC voltage conversion unit. However, it is impossible to set the output characteristic with sections of constant power and stabilization of the given output current, which is necessary when the converter is operating in the power supply system for telecommunications, and it is impossible to obtain it using the feedback implemented in this device.
Техническим результатом, на достижение которого направлено данное изобретение, является получение выходной характеристики преобразования с участками постоянной мощности и стабилизации заданного выходного тока, что, как уже было отмечено выше, необходимо при работе преобразователя в системе энергообеспечения для телекоммуникаций, позволяет уменьшить мощность потерь внутри преобразователя, улучшить его температурный режим и способствует повышению надежности системы энергообеспечения.The technical result to which this invention is directed is to obtain an output conversion characteristic with constant power sections and stabilization of a given output current, which, as noted above, is necessary when the converter is operating in an energy supply system for telecommunications, which allows reducing the loss power inside the converter, improve its temperature regime and helps to increase the reliability of the energy supply system.
Технический результат достигается тем, что преобразователь напряжения, включающий в себя корректор коэффициента мощности, входом которого образован вход преобразователя, а выход указанного корректора коэффициента мощности подключен к входу блока преобразования постоянного напряжения в постоянное, выход которого является выходом преобразователя, датчик тока на выходе преобразователя, и широтно-импульсный модулятор, выход которого связан с управляющим входом блока преобразования постоянного напряжения, снабжен датчиком тока на выходе преобразователя, двумя операционными и дифференциальным усилителями, двумя диодами и микропроцессором, причем микропроцессор включает в себя аналого-цифровой преобразователь, а также двумя цифроаналоговыми преобразователями, вход аналого-цифрового преобразователя соединен с выходом дифференциального усилителя, соединенным с одним из входов первого операционного усилителя, входы дифференциального усилителя соединены с выводами, образующими выход блока преобразования постоянного напряжения в постоянное, выход первого цифроаналогового преобразователя соединен с другим входом первого операционного усилителя, первый вход второго операционного усилителя подключен к датчику тока, ко второму входу второго операционного усилителя подключен выход второго цифроаналогового преобразователя через корректирующую цепь, постоянная времени которой, по меньшей мере на два порядка, превышает период обработки сигнала микропроцессора, выходы операционных усилителей подключены к катодам упомянутых диодов, аноды которых соединены между собой и связаны со входом широтно-импульсного модулятора, при этом микропроцессор запрограммирован с возможностью обеспечения тока Iref на выходе первого цифроаналогового преобразователя в соответствии с соотношением:The technical result is achieved by the fact that the voltage converter includes a power factor corrector, the input of which is the input of the converter, and the output of the specified power factor corrector is connected to the input of the DC / DC converter, the output of which is the output of the converter, the current sensor at the output of the converter, and a pulse-width modulator, the output of which is connected to the control input of the DC voltage conversion unit, is equipped with an output current sensor de converter, two operational and differential amplifiers, two diodes and a microprocessor, and the microprocessor includes an analog-to-digital converter, as well as two digital-to-analog converters, the input of the analog-to-digital converter is connected to the output of the differential amplifier connected to one of the inputs of the first operational amplifier, the inputs of the differential amplifier are connected to the terminals forming the output of the DC / DC conversion unit, the output of the first digital channel the oc converter is connected to another input of the first operational amplifier, the first input of the second operational amplifier is connected to a current sensor, the output of the second digital-to-analog converter is connected to the second input of the second operational amplifier through a correction circuit, the time constant of which is at least two orders of magnitude longer than the signal processing period microprocessor, the outputs of the operational amplifiers are connected to the cathodes of the aforementioned diodes, the anodes of which are interconnected and connected to the input of the pulse-width lsnogo modulator, wherein the microprocessor is programmed to provide a current I ref on the output of the first digital to analog converter in accordance with the relationship:
где Iref.min, Iref.max, U'вых.max, U'вых.min - введенные в микропроцессор константы, характеризующие соответственно минимально и максимально допустимые токи на выходе цифроаналогового преобразователя, максимально допустимому и минимальному рабочему напряжениям на выходе преобразователя,where I ref.min , I ref.max , U ' out.max , U' out.min are constants introduced into the microprocessor that characterize, respectively, the minimum and maximum permissible currents at the output of the digital-to-analog converter, the maximum permissible and minimum working voltages at the converter output,
U'вых - константа, пропорциональная текущему значению напряжения на выходе преобразователя, поступающего на вход аналого-цифрового преобразователя.U ' o - a constant proportional to the current value of the voltage at the output of the Converter, supplied to the input of the analog-to-digital Converter.
Датчик тока может иметь любое исполнение, например, в виде резистора, к выводам которого подключены входы второго дифференциального усилителя, выходом которого образован выход датчика.The current sensor can have any design, for example, in the form of a resistor, to the terminals of which the inputs of the second differential amplifier are connected, the output of which is the output of the sensor.
На фиг.1 представлена схема заявляемого преобразователя.Figure 1 presents a diagram of the inventive Converter.
На фиг.2 показана характеристика преобразователя.Figure 2 shows the characteristic of the Converter.
Преобразователь напряжения включает в себя корректор 1 коэффициента мощности (ККМ). Входом ККМ, подключаемым к источнику переменного напряжения, образован вход преобразователя. Выход корректора 1 коэффициента мощности подключен ко входу блока 2 преобразования постоянного напряжения в постоянное, выход которого является выходом преобразователя. В выходную цепь включен датчик 3 тока. Датчик тока может иметь любое исполнение. На фиг.1 показан датчик тока в виде резистора 3.1, к выводам которого подключены входы дифференциального усилителя 3.2, выходом которого образован выход датчика 3. Широтно-импульсный модулятор 4, выход которого через управляющий элемент 5 связан с управляющим входом блока 2 преобразования постоянного напряжения, и через устройство гальванической развязки 6 с микропроцессором 7. Последний включает в себя аналого-цифровой преобразователь 8 и подключен к двум цифроаналоговым преобразователям 9 и 10. Вход аналого-цифрового преобразователя 8 соединен с выходом дифференциального усилителя 11. Входы дифференциального усилителя по напряжению 11 подключены к выводам выхода преобразователя, а выход этого усилителя подключен к входу аналого-цифрового преобразователя 8, входящего в состав микропроцессора 7 и одновременно - к первому входу операционного усилителя 12. На второй вход усилителя 12 поступает опорный сигнал по напряжению от цифроаналогового преобразователя 9. Первый вход операционного усилителя 13 подключен к выходу датчика 3 тока, то есть, в данном случае, к выходу дифференциального усилителя 3.2, а на второй вход усилителя 13 поступает опорный сигнал по току от цифроаналогового преобразователя 10 через корректирующую цепь 14, постоянная времени которой по меньшей мере на два порядка превышает период обработки сигнала микропроцессором 7. Выходы усилителей 12 и 13 подключены к катодам диодов 15 и 16 соответственно, аноды этих диодов подключены к устройству гальванической развязки 6, через которое сигналы по напряжению и току поступают на вход широтно-импульсного модулятора (ШИМ) 4. Выходной сигнал ШИМ 4 является входным сигналом управляющего устройства 5.The voltage converter includes a power factor corrector 1 (CMC). The input of the KKM connected to the source of alternating voltage, the input of the Converter is formed. The output of the power factor corrector 1 is connected to the input of the DC / DC conversion unit 2, the output of which is the output of the converter. A current sensor 3 is included in the output circuit. The current sensor can be of any design. Figure 1 shows a current sensor in the form of a resistor 3.1, the outputs of which are connected to the inputs of a differential amplifier 3.2, the output of which is the output of the sensor 3. A pulse-width modulator 4, the output of which is connected via the control element 5 to the control input of the DC voltage conversion unit 2, and through a galvanic isolation device 6 with a microprocessor 7. The latter includes an analog-to-digital converter 8 and is connected to two digital-to-analog converters 9 and 10. The input of the analog-to-digital converter 8 is connected n with the output of the differential amplifier 11. The inputs of the differential amplifier for voltage 11 are connected to the terminals of the output of the converter, and the output of this amplifier is connected to the input of the analog-to-digital converter 8, which is part of the microprocessor 7 and simultaneously to the first input of the operational amplifier 12. To the second input the amplifier 12 receives a voltage reference signal from the digital-to-analog converter 9. The first input of the operational amplifier 13 is connected to the output of the current sensor 3, that is, in this case, to the output of the differential about the amplifier 3.2, and the second input of the amplifier 13 receives the current reference signal from the digital-to-analog converter 10 through the correction circuit 14, the time constant of which is at least two orders of magnitude longer than the signal processing period by the microprocessor 7. The outputs of the amplifiers 12 and 13 are connected to the cathodes of the diodes 15 and 16, respectively, the anodes of these diodes are connected to a galvanic isolation device 6, through which voltage and current signals are fed to the input of a pulse-width modulator (PWM) 4. The output signal of the PWM 4 is an input signal th control device 5.
На характеристике, показанной на фиг.2, "а" - участок постоянной мощности, формируемый микропроцессором; "b" - точный участок постоянной мощности; "с" - участок стабилизации выходного тока.In the characteristic shown in figure 2, "a" is a constant power section formed by a microprocessor; "b" is the exact section of constant power; "c" - stabilization section of the output current.
В микропроцессор 7 введены константы, соответствующие минимальному IH.min максимальному IН.max значениям токов нагрузки на выходной характеристике преобразователя (фиг.2), константы, соответствующие минимальному рабочему Umin и максимальному Umax значениям выходного напряжения на той же характеристике.The microprocessor 7 contains constants corresponding to the minimum I H.min maximum I N.max values of the load currents on the output characteristic of the converter (Fig.2), constants corresponding to the minimum operating U min and maximum U max values of the output voltage on the same characteristic.
При нагрузке на преобразователь IH>IH.min в микропроцессоре производится вычисление опорного сигнала по току Iref в соответствии с соотношением:When the load on the converter I H > I H.min in the microprocessor, the reference current signal I ref is calculated in accordance with the ratio:
где Iref.min, Iref.max, U'вых.max, U'вых.min - введенные в микропроцессор константы, характеризующие соответственно минимально и максимально допустимый токи на выходе цифроаналогового преобразователя, максимально допустимому и минимальному рабочему напряжениям на выходе преобразователя,where I ref.min , I ref.max , U ' out.max , U' out.min are constants introduced into the microprocessor that characterize, respectively, the minimum and maximum permissible currents at the output of the digital-to-analog converter, the maximum permissible and minimum working voltages at the converter output,
U'вых - константа, пропорциональная текущему значению напряжения на выходе преобразователя, поступающего на вход аналого-цифрового преобразователя,U ' o is a constant proportional to the current value of the voltage at the output of the Converter supplied to the input of an analog-to-digital converter,
причем Iref=Iref.max при Uэ вых≤U'вых.min.moreover, I ref = I ref.max for U e out ≤U ' out.min .
Значения Iref получаются на выходе цифроаналогового преобразователя 9.The values of I ref are obtained at the output of the digital-to-analog converter 9.
Для обеспечения устойчивой замкнутой системы в режиме стабилизации выходной мощности используется корректирующая цепь 14. Частота обработки сигнала микропроцессором 4 составляет 6,5 кГц. Постоянная времени корректирующей цепи на два порядка (в сто раз) превышает период обработки сигнала микропроцессором.To ensure a stable closed system in the mode of stabilization of the output power, a corrective circuit is used 14. The signal processing frequency by microprocessor 4 is 6.5 kHz. The time constant of the correction circuit is two orders of magnitude (one hundred times) longer than the period the signal is processed by the microprocessor.
При повышении тока нагрузки до значения IH.max и дальнейшем увеличении нагрузки опорный сигнал по току, вырабатываемый микропроцессором 7 и цифроаналоговым преобразователем 10, остается на постоянном уровне, равном Iref.max, что соответствует вертикальному участку выходной характеристики преобразователя переменного напряжения сети в постоянное, то есть режиму стабилизации выходного тока.When the load current increases to the value of I H.max and the load increases further, the current reference signal generated by the microprocessor 7 and the digital-to-analog converter 10 remains at a constant level equal to I ref.max , which corresponds to the vertical section of the output characteristic of the AC / DC converter , that is, the stabilization mode of the output current.
Изменяющийся сигнал Iref на выходе микропроцессора квантован по уровню и времени и имеет ступенчатую форму. При введении корректирующей цепи сигнал сглаживается.The changing signal I ref at the microprocessor output is quantized in level and time and has a step shape. With the introduction of a correction circuit, the signal is smoothed.
По известным Iref.max, Iref.min, U'вых.min и U'вых.max микропроцессором формируется выходная характеристика напряжения с линейным наклонным участком. Этот участок достаточно точно воспроизводит истинный участок постоянной мощности, который необходим при работе преобразователя в системе энергообеспечения для телекоммуникаций.According to the well-known I ref.max , I ref.min , U ' out.min and U' out.max , the output voltage characteristic with a linear inclined section is formed by the microprocessor. This section accurately reproduces the true section of constant power, which is necessary when the converter operates in the power supply system for telecommunications.
Сформированный микропроцессором участок постоянной мощности на выходной характеристике преобразователя позволяет, кроме того, уменьшить ток, отдаваемый преобразователем при возрастании выходного напряжения, что уменьшает мощность потерь внутри преобразователя, улучшает его температурный режим и повышает надежность системы энергообеспечения.The constant power section formed by the microprocessor on the output characteristic of the converter allows, in addition, to reduce the current given by the converter when the output voltage increases, which reduces the power loss in the converter, improves its temperature and increases the reliability of the power supply system.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005103935/09A RU2292108C2 (en) | 2005-02-15 | 2005-02-15 | Supply mains ac-to-dc converter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005103935/09A RU2292108C2 (en) | 2005-02-15 | 2005-02-15 | Supply mains ac-to-dc converter |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2292108C2 true RU2292108C2 (en) | 2007-01-20 |
Family
ID=37774796
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005103935/09A RU2292108C2 (en) | 2005-02-15 | 2005-02-15 | Supply mains ac-to-dc converter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2292108C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU183131U1 (en) * | 2018-04-10 | 2018-09-12 | Акционерное общество "Малое многопрофильное предприятие - Ирбис" (АО "ММП-Ирбис") | AC VOLTAGE CONVERTER TO DC |
-
2005
- 2005-02-15 RU RU2005103935/09A patent/RU2292108C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU183131U1 (en) * | 2018-04-10 | 2018-09-12 | Акционерное общество "Малое многопрофильное предприятие - Ирбис" (АО "ММП-Ирбис") | AC VOLTAGE CONVERTER TO DC |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102857095B (en) | Power converter and method employing an LLC converter | |
| EP2919374B1 (en) | Duty-ratio controller | |
| US8130522B2 (en) | Digital power factor correction | |
| US7554473B2 (en) | Control system using a nonlinear delta-sigma modulator with nonlinear process modeling | |
| CN102025274B (en) | For the digital slope-compensation of Controlled in Current Mode and Based | |
| KR101893492B1 (en) | Adaptive digital modification of analog feedback loop in switch-mode power converter | |
| JP2005110434A (en) | Power factor improvement circuit | |
| KR20160061907A (en) | Power factor improvement circuit | |
| US6917531B2 (en) | Power supply system | |
| US10284070B2 (en) | Voltage conversion device and voltage conversion method | |
| JP4979796B2 (en) | Load drive device | |
| RU2292108C2 (en) | Supply mains ac-to-dc converter | |
| CN105490537A (en) | Power management circuit | |
| JP5154359B2 (en) | Power converter | |
| CN110442177B (en) | Power supply control system | |
| CN102761259B (en) | Voltage regulator and system and method for controlling turn-on time in fixed-frequency manner | |
| JP6354503B2 (en) | Power conversion system | |
| CN113533840A (en) | Analog current generating circuit of power conversion circuit and method thereof | |
| JPWO2008072618A1 (en) | Digital controller | |
| JP5167736B2 (en) | Switching regulator | |
| JP5336907B2 (en) | Power supply modulation circuit | |
| JP2007209109A (en) | Control method of ac direct converter | |
| JP2006050723A (en) | Design apparatus of robust digital controller | |
| JP2011097786A (en) | Grid-connected inverter device and grid-connection system | |
| CN110912397B (en) | Direct current transformer and control method thereof |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080216 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20090510 |
|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190216 |