RU2408129C1 - Device to realise ac voltage control - Google Patents
Device to realise ac voltage control Download PDFInfo
- Publication number
- RU2408129C1 RU2408129C1 RU2009147031/07A RU2009147031A RU2408129C1 RU 2408129 C1 RU2408129 C1 RU 2408129C1 RU 2009147031/07 A RU2009147031/07 A RU 2009147031/07A RU 2009147031 A RU2009147031 A RU 2009147031A RU 2408129 C1 RU2408129 C1 RU 2408129C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- voltage
- input
- autotransformer
- noise
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Control Of Electrical Variables (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам питания радиоэлектронной аппаратуры, и может быть использовано для стабилизации и регулирования переменного напряжения, построения преобразователей и стабилизаторов переменного напряжения с широким диапазоном входного напряжения и повышенными требованиями к форме выходного напряжения и точности стабилизации.The invention relates to electrical engineering, in particular to power devices for electronic equipment, and can be used to stabilize and regulate AC voltage, build converters and AC voltage stabilizers with a wide input voltage range and increased requirements for the shape of the output voltage and the accuracy of stabilization.
Известен способ управления регулятором переменного напряжения с вольтодобавочным каналом, реализуемый посредством моста на управляемых ключах с двухсторонней проводимостью и вольтодобавочного трансформатора с первичной обмоткой в диагонали этого моста. Управление входным напряжением от сети выполняется двумя последовательностями импульсов, которыми включаются попарно смежные плечи моста (патент РФ №2046529 С1, МПК 6 H02M 5/22, G05F 1/24). Данный способ позволяет регулировать выходное напряжение с частотой питающей сети.A known method of controlling an AC voltage regulator with booster channel, implemented by means of a bridge on controlled keys with two-side conductivity and a booster transformer with primary winding in the diagonal of this bridge. The control of the input voltage from the network is performed by two sequences of pulses, which include paired adjacent shoulders of the bridge (RF patent No. 2046529 C1, IPC 6 H02M 5/22, G05F 1/24). This method allows you to adjust the output voltage with the frequency of the mains.
Недостатками известного способа являются существенные искажения формы выходного напряжения и необходимость синхронизации с моментом перехода через «ноль» входного напряжения.The disadvantages of this method are significant distortions in the shape of the output voltage and the need for synchronization with the moment of transition through the "zero" input voltage.
Известен импульсный стабилизатор переменного напряжения, содержащий вольтдобавочный трансформатор, ключевой регулирующий элемент, сглаживающий фильтр, орган управления и синхронизированный с сетевым напряжением источник опорного синусоидального напряжения коэффициентами трансформации соответствующих секций автотрансформатора.Known pulsed AC voltage stabilizer containing a boost booster transformer, a key control element, a smoothing filter, a control element and a reference sinusoidal voltage source synchronized with the mains voltage by transformation coefficients of the corresponding sections of the autotransformer.
Результат достигнут за счет того, что устройство для осуществления предлагаемого способа регулирования переменного напряжения включает в себя (фиг.2) помехоподавляющий конденсатор 1, интегрирующий дроссель 2, коммутатор 3 на два положения, помехоподавляющие конденсаторы 4, 5 и автотрансформатор с секционированной обмоткой 6, причем входное напряжение подается на один вывод интегрирующего дросселя 2 и помехоподавляющий конденсатор 1, второй вывод интегрирующего дросселя 2 подключен к входу коммутатора 3, вывод 6.1 автотрансформатора 6 (начало обмотки) подключен к общему проводу устройства и точке соединения помехоподавляющих конденсаторов 1, 4 и 5, вывод секции 6.2, определяющей минимальное входное напряжение, подключен к первому выходу коммутатора 3 и второму выводу помехоподавляющего конденсатора 4, вывод секции 6.3, определяющей максимальное входное напряжение, подключен к второму выходу коммутатора 3 и второму выводу помехоподавляющего конденсатора 5, а выходное напряжение снимается с вывода 6.5 автотрансформатора 6.The result is achieved due to the fact that the device for implementing the proposed method for regulating AC voltage includes (Fig. 2) an interference suppression capacitor 1, an
Предлагаемое техническое решение по сравнению с прототипом обеспечивает более высокое быстродействие и плавность регулирования в широком диапазоне изменения входного напряжения посредством широтно-импульсной модуляции на частоте, значительно превышающей частоту переменного напряжения и возможность корректировки формы выходного напряжения при упрощении устройства. Кроме того, форма потребляемого тока может также отличаться от тока, потребляемого нагрузкой, что позволяет использовать предложенный способ не только для регулирования величины и коррекции формы переменного напряжения, но и для коррекции коэффициента мощности нагрузки. Илл.3. З.п. ф.2.The proposed technical solution in comparison with the prototype provides higher speed and smoothness of regulation in a wide range of input voltage variations by pulse-width modulation at a frequency significantly higher than the frequency of the alternating voltage and the ability to adjust the shape of the output voltage while simplifying the device. In addition, the shape of the current consumed may also differ from the current consumed by the load, which allows the proposed method to be used not only to control the magnitude and correction of the shape of the alternating voltage, but also to correct the power factor of the load. Fig. 3. Z.p. f.2.
Недостатками данного способа являются дискретное регулирование напряжения, невозможность устранения кратковременных скачков входного напряжения, то есть корректировки его формы, поскольку регулирование выходного напряжения осуществляется по результатам измерения усредненного значения выходного напряжения за период, а также необходимость синхронизации момента переключения ключей с моментом перехода через «ноль» сетевого напряжения.The disadvantages of this method are discrete voltage regulation, the inability to eliminate short-term surges in the input voltage, that is, adjusting its shape, since the output voltage is controlled by measuring the average value of the output voltage over a period, as well as the need to synchronize the moment of switching keys with the moment of transition through "zero" mains voltage.
Устройство для осуществления известного способа дискретного регулирования переменного напряжения (патент РФ №2178943 С1, МПК Н02М 5/22, G05F 1/563) включает в себя трансформаторно-ключевой регулирующий орган, представляющий собой трансформатор или автотрансформатор с секционированными обмотками, каждая из которых имеет, по меньшей мере, по два отвода, которые, через соответствующие ключи, подключены к входу или к выходу трансформаторно-ключевого регулирующего органа, а входы управления ключей подключены к соответствующим управляющим входам трансформаторно-ключевого регулирующего органа.A device for implementing the known method of discrete control of AC voltage (RF patent No. 2178943 C1, IPC Н02М 5/22, G05F 1/563) includes a transformer-key regulating body, which is a transformer or autotransformer with sectioned windings, each of which has, at least two taps, which, through the appropriate keys, are connected to the input or output of the transformer-key regulatory body, and the key control inputs are connected to the corresponding control inputs of the trans formatting and key regulatory authority.
Недостатком устройства для осуществления известного способа дискретного регулирования является большое количество ключей и соответствующих отводов от обмоток трансформатора или автотрансформатора.A disadvantage of the device for implementing the known method of discrete regulation is a large number of keys and corresponding taps from the windings of a transformer or autotransformer.
Цель изобретения - обеспечение плавного регулирования в широком диапазоне изменения входного напряжения с возможностью корректировки формы выходного напряжения при упрощении устройства.The purpose of the invention is the provision of smooth regulation in a wide range of changes in the input voltage with the ability to adjust the shape of the output voltage while simplifying the device.
Указанная цель достигается тем, что в известном способе дискретного регулирования напряжения, заключающемся в том, что уменьшают или увеличивают выходное напряжение за счет ступенчатого изменения коэффициента передачи регулирующего органа по результатам измерения входного и выходного напряжений на каждом периоде измерения, согласно изобретению выходное напряжение регулируют посредством поочередной коммутации с заданной скважностью входного переменного напряжения на два вывода секций обмотки автотрансформатора с частотой, значительно превышающей частоту входного напряжения, что эквивалентно плавному изменению коэффициента трансформации устройства в соответствии с законом широтно-импульсной модуляции в диапазоне, обусловленном коэффициентами трансформации соответствующих секций автотрансформатора.This goal is achieved by the fact that in the known method of discrete voltage regulation, which consists in reducing or increasing the output voltage due to a stepwise change in the gear ratio of the regulatory body according to the measurement results of the input and output voltages at each measurement period, according to the invention, the output voltage is regulated by alternating switching with a given duty cycle of the input AC voltage to the two outputs of the sections of the autotransformer winding with a frequency, which means slightly higher than the frequency of the input voltage, which is equivalent to a smooth change in the transformation coefficient of the device in accordance with the law of pulse width modulation in the range due to the transformation coefficients of the corresponding sections of the autotransformer.
Указанная цель достигается тем, что в известное устройство для осуществления способа дискретного регулирования напряжения, содержащее входной и выходной выводы, трансформаторно-ключевой регулирующий орган в виде автотрансформатора с секционированной обмоткой с четырьмя отводами, вход и выход которого подключены к входному и выходному выводам, соответственно, согласно изобретению дополнительно введены три помехоподавляющих конденсатора и интегрирующий дроссель, причем входное напряжение подается на один вывод интегрирующего дросселя и первый помехоподавляющий конденсатор, второй вывод интегрирующего дросселя подключен к входу коммутатора, первый вывод автотрансформатора (начало обмотки) подключен к общему проводу устройства и точке соединения помехоподавляющих конденсаторов, вывод второй секции автотрансформатора, определяющей минимальное входное напряжение, подключен к первому выходу коммутатора и второму выводу второго помехоподавляющего конденсатора, вывод третьей секции автотрансформатора, определяющей максимальное входное напряжение, подключен к второму выходу коммутатора и второму выводу третьего помехоподавляющего конденсатора, а выходной вывод подключен к выводу дополнительной секции автотрансформатора.This goal is achieved by the fact that in the known device for implementing the method of discrete voltage regulation, containing input and output terminals, a transformer-key regulatory body in the form of an autotransformer with a sectioned winding with four taps, the input and output of which are connected to the input and output terminals, respectively, According to the invention, three noise-suppressing capacitors and an integrating inductor are additionally introduced, the input voltage being supplied to one output of the integrating inductor spruce and the first noise suppressing capacitor, the second output of the integrating inductor is connected to the input of the switch, the first output of the autotransformer (the beginning of the winding) is connected to the common wire of the device and the connection point of the noise suppressing capacitors, the output of the second section of the autotransformer that determines the minimum input voltage is connected to the first output of the switch and the second the output of the second noise suppressing capacitor, the output of the third section of the autotransformer, which determines the maximum input voltage, is connected to oromu output switch and the second terminal of the third interference-suppression capacitor, and an output terminal connected to the terminal of the autotransformer auxiliary section.
В устройстве для осуществления способа регулирования переменного напряжения, согласно изобретению, трансформаторно-ключевой регулирующий орган выполнен в виде трансформатора.In the device for implementing the method for regulating AC voltage, according to the invention, the transformer-key regulatory body is made in the form of a transformer.
В устройстве для осуществления способа регулирования переменного напряжения, согласно изобретению, автотрансформатор или трансформатор с секционированной обмоткой выполнен параметрическим.In the device for implementing the method for controlling AC voltage, according to the invention, an autotransformer or a transformer with a sectioned winding is made parametric.
Анализ известных технических решений (аналогов) в исследуемой и смежных с ней областях позволяет сделать вывод, что способ регулирования напряжения посредством широтно-импульсной модуляции известен, однако, введение модернизированного импульсного регулятора переменного напряжения понижающего типа на основе управляемых ключей с двухсторонней проводимостью в реверсивном режиме позволяет обеспечить более высокое быстродействие, плавность регулирования в широком диапазоне изменения входного напряжения и возможность корректировки формы выходного напряжения.An analysis of the known technical solutions (analogues) in the studied and related fields allows us to conclude that the method of voltage regulation by means of pulse-width modulation is known, however, the introduction of a modernized step-down AC voltage regulator of a decreasing type based on controlled keys with two-sided conductivity in reverse mode allows provide higher performance, smooth regulation in a wide range of input voltage changes and the ability to adjust f rmy output voltage.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что устройство для осуществления предложенного способа регулирования переменного напряжения отличается наличием новых элементов - помехоподавляющих конденсаторов 1, 4, 5 и интегрирующего дросселя 2.Comparative analysis with the prototype shows that the device for implementing the proposed method for regulating AC voltage is characterized by the presence of new elements - noise suppressing capacitors 1, 4, 5 and integrating
Таким образом, изобретение соответствует критерию «новизна».Thus, the invention meets the criterion of "novelty."
Изобретение соответствует критерию «изобретательский уровень», так как для специалиста оно явным образом не следует из уровня техники.The invention meets the criterion of "inventive step", as for a specialist it clearly does not follow from the prior art.
Изобретение является «промышленно применимым», так как оно может быть использовано в различных областях радиоэлектроники и электротехники при построении преобразователей и стабилизаторов переменного напряжения.The invention is “industrially applicable”, as it can be used in various fields of radio electronics and electrical engineering in the construction of converters and AC voltage stabilizers.
На фиг.1 представлены упрощенные схемы преобразователей напряжения понижающего типа, поясняющие суть предлагаемого способа регулирования переменного напряжения.Figure 1 presents a simplified diagram of voltage converters step-down type, explaining the essence of the proposed method for regulating AC voltage.
На фиг.2 изображена упрощенная электрическая принципиальная схема устройства, реализующего предлагаемый способ регулирования переменного напряжения.Figure 2 shows a simplified electrical schematic diagram of a device that implements the proposed method for regulating AC voltage.
На фиг.3 показаны эпюры напряжений в основных точках устройства, реализующего предлагаемый способ регулирования переменного напряжения.Figure 3 shows the plot of the voltage at the main points of the device that implements the proposed method for regulating AC voltage.
Известен широтно-импульсный регулятор постоянного напряжения понижающего типа [Поликарпов А.Г., Сергиенко Е.Ф. Однотактные преобразователи напряжения в устройствах электропитания РЭА. - М.: Радио и связь, 1989], состоящий из управляемых ключей К1 и К2, интегрирующего (накопительного) дросселя L и помехоподавляющего (сглаживающего) конденсатора С, схема которого представлена на фиг.1а. Ключи работают противофазно, причем К1 замкнут в течение времени τ, а К2 замкнут в течение времени (Т-τ), где Т - период работы преобразователя. Очевидно, что напряжение на входе интегрирующего дросселя L при данном способе импульсного регулирования принимает поочередно два значения - Uвx или 0. При этом выходное напряжение равно усредненному за период значению входного напряжения. Характеристика такого регулятора описывается выражением:Known pulse-width regulator constant voltage lowering type [Polikarpov A.G., Sergienko E.F. Single-ended voltage converters in REA power supply devices. - M .: Radio and communication, 1989], consisting of controlled keys K1 and K2, an integrating (storage) inductor L and a noise suppressing (smoothing) capacitor C, the circuit of which is shown in Fig. 1a. The keys work out of phase, with K1 closed for time τ, and K2 closed for time (T-τ), where T is the period of operation of the converter. It is obvious that the voltage at the input of the integrating inductor L with this method of pulse regulation takes two values in turn - U in or 0. In this case, the output voltage is equal to the value of the input voltage averaged over the period. The characteristic of such a regulator is described by the expression:
Если этот регулятор постоянного напряжения модернизировать таким образом, чтобы второе значение входного напряжения Uвx2 было бы отлично от 0, то его регулировочная характеристика будет описывается выражением:If this DC voltage regulator is modernized so that the second value of the input voltage U in x2 is different from 0, then its adjustment characteristic will be described by the expression:
Схема такого модернизированного импульсного регулятора постоянного напряжения понижающего типа представлена на фиг.1б. При использовании управляемых ключей с двухсторонней проводимостью, такой способ может быть применен также для регулирования переменного напряжения, причем частота переключения ключей К1 и К2 должна значительно превышать частоту входного переменного напряжения. Входные переменные напряжения Uвх1 и Uвх2 могут быть получены, например, от автотрансформатора. Упрощенная схема такого регулятора переменного напряжения понижающего типа приведена на фиг.1в. Выходное переменное напряжение Uвых регулируется в диапазоне от Uвх2 до Uвх1 при изменении длительности τ замкнутого состояния ключа К1 в пределах от 0 до Т. Для эффективной работы такого регулятора диапазон изменения входного напряжения не должен превышать ±10-15% от номинального значения, поскольку чрезмерное увеличение входного напряжения приведет к насыщению сердечника автотрансформатора, а уменьшение - к снижению КПД и ухудшению массогабаритных характеристик регулятора. Следовательно, предпочтительная область применения такого устройства - регулятор переменного напряжения. Стабилизатор переменного напряжения должен решать обратную задачу - поддерживать выходное напряжение на постоянном уровне при изменении входного напряжения в определенном диапазоне.A diagram of such an upgraded switching regulator of a constant voltage of a decreasing type is presented in Fig. 1b. When using controlled keys with two-sided conductivity, this method can also be used to control AC voltage, and the switching frequency of the keys K1 and K2 should significantly exceed the frequency of the input AC voltage. The input variable voltages U in1 and U in2 can be obtained, for example, from an autotransformer. A simplified diagram of such an AC voltage regulator step-down type is shown in figv. AC output voltage U O is adjusted in the range of from U to U In1 In2 changing duration τ closed state key K1 in the range of from 0 to T. For efficient operation of such a control range of input voltage variation must not exceed ± 10-15% of the nominal value, since an excessive increase in the input voltage will lead to saturation of the autotransformer core, and a decrease will lead to a decrease in efficiency and a deterioration in the overall dimensions of the controller. Therefore, the preferred field of application of such a device is an AC voltage regulator. The AC voltage stabilizer should solve the inverse problem - to maintain the output voltage at a constant level when the input voltage changes in a certain range.
Поскольку в данной схеме нет направленных элементов, то есть элементов, свойства которых зависят от направления протекающего тока, то, вследствие принципа дуальности, можно утверждать, что такой импульсный регулятор переменного напряжения будет работать и в обратную сторону (в реверсивном режиме). Такой способ регулирования переменного напряжения наилучшим образом подходит для создания именно стабилизаторов переменного напряжения с широким диапазоном регулирования.Since there are no directional elements in this circuit, that is, elements whose properties depend on the direction of the flowing current, due to the duality principle, it can be argued that such a pulsed AC voltage regulator will work in the opposite direction (in the reverse mode). This method of regulating AC voltage is best suited for creating exactly AC voltage stabilizers with a wide range of regulation.
Таким образом, суть предлагаемого способа регулирования переменного напряжения заключается в использовании видоизмененного импульсного регулятора переменного напряжения понижающего типа на основе управляемых ключей с двухсторонней проводимостью в реверсивном режиме.Thus, the essence of the proposed method for regulating AC voltage is to use a modified pulse AC voltage regulator step-down type based on controlled keys with two-sided conductivity in reverse mode.
Способ регулирования переменного напряжения включает уменьшение или увеличение выходного напряжения за счет плавного изменения коэффициента передачи регулирующего органа, для чего входное переменное напряжение поочередно коммутируют с определенной скважностью на два вывода секций обмотки автотрансформатора с частотой, значительно превышающей частоту входного напряжения. Интегрирующий дроссель обеспечивает уменьшение пульсаций выходного напряжения, осуществляя плавное изменение коэффициента передачи регулирующего органа в соответствии со скважностью импульсов коммутации в диапазоне, обусловленном коэффициентами трансформации соответствующих секций автотрансформатора. Поскольку описанные процессы протекают с частотой, значительно превышающей частоту входного напряжения, в данном способе регулирования не требуется синхронизировать моменты коммутации с фазами входного напряжения, что значительно упрощает схему управления.The method of controlling AC voltage involves reducing or increasing the output voltage due to a smooth change in the transfer coefficient of the regulatory body, for which the input AC voltage is alternately switched with a certain duty cycle to two outputs of the sections of the autotransformer winding with a frequency significantly exceeding the input voltage frequency. The integrating inductor reduces the output voltage ripple by smoothly changing the transmission coefficient of the regulatory body in accordance with the duty cycle of the switching pulses in the range due to the transformation coefficients of the corresponding sections of the autotransformer. Since the described processes proceed with a frequency significantly higher than the frequency of the input voltage, in this control method, it is not necessary to synchronize the switching times with the phases of the input voltage, which greatly simplifies the control circuit.
Устройство для осуществления способа регулирования переменного напряжения (фиг.2) состоит из помехоподавляющего конденсатора 1, интегрирующего дросселя 2, коммутатора на два положения 3, помехоподавляющих конденсаторов 4, 5 и автотрансформатора с секционированной обмоткой 6, причем входное напряжение подается на один вывод интегрирующего дросселя 2 и помехоподавляющий конденсатор 1, второй вывод интегрирующего дросселя 2 подключен к входу коммутатора 3, вывод 6.1 автотрансформатора 6 (начало обмотки) подключен к общему проводу устройства и точке соединения помехоподавляющих конденсаторов 1, 4 и 5, вывод секции 6.2, определяющей минимальное входное напряжение, подключен к первому выходу коммутатора 3 и второму выводу помехоподавляющего конденсатора 4, вывод секции 6.3, определяющей максимальное входное напряжение, подключен к второму выходу коммутатора 3 и второму выводу помехоподавляющего конденсатора 5, а выходное напряжение снимается с вывода 6.5 автотрансформатора 6. В зависимости от точки подключения, выходное напряжение может быть больше максимального входного напряжения (вариант подключения к выводу 6.4), меньше минимального входного напряжения (вариант подключения к выводу 6.6) или находиться в диапазоне между ними (вариант подключения к выводу 6.5).A device for implementing the method for controlling AC voltage (Fig. 2) consists of an interference suppressor capacitor 1, an
Устройство для осуществления предлагаемого способа регулирования переменного напряжения работает следующим образом:A device for implementing the proposed method for regulating AC voltage works as follows:
Переменное входное напряжение Uвх через интегрирующий дроссель 2 (фиг.2) поступает на вход коммутатора 3 и, в зависимости от его состояния, подается далее на один из выводов 6.2 или 6.3 автотрансформатора 6.An alternating input voltage U I through the integrating inductor 2 (Fig. 2) is fed to the input of the switch 3 and, depending on its state, is then fed to one of the terminals 6.2 or 6.3 of the autotransformer 6.
Поскольку напряжение на выводе 6.2 автотрансформатора 6 всегда меньше входного, ток через интегрирующий дроссель 2 в этом положении коммутатора 3 будет линейно возрастать, увеличивая запасенную в интегрирующем дросселе 2 энергию. При переключении коммутатора 3 на вывод 6.3 автотрансформатора 6, запасенная в интегрирующем дросселе 2 энергия передается через автотрансформатор 6 в нагрузку, при этом ток интегрирующего дросселя 2 будет линейно убывать. Напряжение на входе коммутатора 3, таким образом, изменяется в диапазоне от U2 (на выводе 6.2) до U3 (на выводе 6.3) автотрансформатора 6 (фиг.3), что выгодно отличает данное устройство от прототипа, где напряжение на ключах может превышать как входное, так и выходное напряжения.Since the voltage at terminal 6.2 of autotransformer 6 is always less than the input, the current through the integrating
Обозначим через τ - время, в течение которого входное напряжение поступает на вход 6.2 автотрансформатора 6, тогда (Т-τ) - время, в течение которого входное напряжение поступает на вход 6.3 автотрансформатора 6, где Т - период работы коммутатора 3 (период коммутации). Тогда, используя соотношение (2), можно записать:Let us denote by τ the time during which the input voltage is supplied to the input 6.2 of the autotransformer 6, then (T-τ) is the time during which the input voltage is supplied to the input 6.3 of the autotransformer 6, where T is the period of operation of the switch 3 (switching period) . Then, using relation (2), we can write:
или 
где W2, W3, W4 - количество витков соответствующих секций автотрансформатора 6;where W2, W3, W4 is the number of turns of the corresponding sections of the autotransformer 6;
γ=τ/Т - скважность импульсов коммутации.γ = τ / T - duty cycle of switching pulses.
Очевидно, что при τ=0 (γ=0) 
Ток, протекающий через интегрирующий дроссель 2, содержит переменную составляющую с частотой коммутации Fком=1/Т, промодулированную с частотой входного сетевого напряжения. Переменная составляющая тока интегрирующего дросселя с частотой Fком зависит от величины входного напряжения и индуктивности интегрирующего дросселя. Низкочастотная составляющая тока интегрирующего дросселя определяется в основном током нагрузки. Поэтому интегрирующий дроссель 2 должен иметь сердечник из материала с линейной характеристикой намагничивания, например из альсифера, пермаллоя, а также из трансформаторной стали, аморфного железа или феррита с зазором. Индуктивность интегрирующего дросселя 2 определяется величиной входного напряжения, соотношением витков обмоток W2 и W3 автотрансформатора 6 и допустимым уровнем пульсации напряжения на входе устройства. Максимальный ток интегрирующего дросселя 2 определяется максимальным током нагрузки и коэффициентом преобразования устройства с учетом величины высокочастотной составляющей пульсации. Помехоподавляющий конденсатор 1 обеспечивает снижение высокочастотных пульсаций входного тока до приемлемой величины, не оказывая при этом существенного влияния на среднюю величину входного тока, поскольку его емкость сравнительно мала. Помехоподавляющие конденсаторы 4 и 5 обеспечивают снижение пульсаций выходного напряжения. Суммарная эквивалентная емкость помехоподавляющих конденсаторов 4 и 5 может образовывать с эквивалентной индуктивностью автотрансформатора 6 колебательный контур, настроенный на частоту питающей сети, что значительно повысит качество выходного синусоидального напряжения.The current flowing through the integrating
Помехоподавляющие конденсаторы 1, 4 и 5 могут быть любого типа, неполярные, например К73-17, с рабочим напряжением не менее максимальных значений входного (для 1 и 4) и выходного напряжений (для 5). Емкости помехоподавляющих конденсаторов 1, 4 и 5 выбираются, исходя из мощности устройства и допустимого уровня пульсаций входного тока и выходного напряжения. Коммутатор 3 может быть выполнен на встречно включенных МОП или IGBT транзисторах, управление которыми целесообразно осуществлять с помощью быстродействующего драйвера с оптической развязкой, например, типа HCPL 3120. Автотрансформатор 6 с секционированной обмоткой может быть любого типа соответствующей мощности, в том числе и параметрический.The interference suppression capacitors 1, 4 and 5 can be of any type, non-polar, for example K73-17, with an operating voltage of at least the maximum input voltage (for 1 and 4) and output voltage (for 5). Capacities of noise-suppressing capacitors 1, 4 and 5 are selected based on the power of the device and the acceptable level of ripple of the input current and output voltage. Switch 3 can be performed on on-board MOS or IGBT transistors, which can be controlled using a high-speed driver with optical isolation, for example, type HCPL 3120. An autotransformer 6 with sectioned winding can be of any type of corresponding power, including parametric.
В зависимости от точки подключения, выходное напряжение может быть больше максимального входного напряжения (вариант подключения к выводу 6.4), меньше минимального входного напряжения (вариант подключения к выводу 6.6) или находиться в диапазоне между ними (вариант подключения к выводу 6.5), что существенно расширяет функциональные возможности устройства. С целью обеспечения гальванической развязки входного и выходного напряжений трансформаторно-ключевой регулирующий орган может быть выполнен на основе трансформатора. Использование в трансформаторно-ключевом регулирующем органе параметрического трансформатора или автотрансформатора позволит обеспечить повышенное качество выходного напряжения.Depending on the connection point, the output voltage may be greater than the maximum input voltage (connection option to terminal 6.4), less than the minimum input voltage (connection option to terminal 6.6) or be in the range between them (connection option to terminal 6.5), which significantly expands device functionality. In order to ensure galvanic isolation of the input and output voltages, the transformer-key regulatory body can be made on the basis of a transformer. The use of a parametric transformer or autotransformer in the transformer-key regulatory body will allow for improved quality of the output voltage.
Использование предложенного способа и устройства его реализующего по сравнению с прототипом обеспечивает более высокое быстродействие и плавность регулирования в широком диапазоне изменения входного напряжения посредством широтно-импульсной модуляции. При этом регулирование на частоте, значительно превышающей частоту входного напряжения, обеспечивает возможность корректировки формы выходного напряжения и потребляемого тока при сохранении высокого КПД и упрощении устройства.Using the proposed method and device that implements it in comparison with the prototype provides higher speed and smooth regulation in a wide range of input voltage changes by means of pulse-width modulation. Moreover, the regulation at a frequency significantly higher than the frequency of the input voltage, provides the ability to adjust the shape of the output voltage and current consumption while maintaining high efficiency and simplifying the device.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009147031/07A RU2408129C1 (en) | 2009-12-17 | 2009-12-17 | Device to realise ac voltage control |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009147031/07A RU2408129C1 (en) | 2009-12-17 | 2009-12-17 | Device to realise ac voltage control |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2408129C1 true RU2408129C1 (en) | 2010-12-27 |
Family
ID=44055912
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009147031/07A RU2408129C1 (en) | 2009-12-17 | 2009-12-17 | Device to realise ac voltage control |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2408129C1 (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2490774C1 (en) * | 2012-07-25 | 2013-08-20 | Открытое Акционерное Общество Научно-Производственное Объединение "Энергомодуль" (Оао Нпо "Энергомодуль") | Power commutation switch |
| RU2490775C1 (en) * | 2012-07-25 | 2013-08-20 | Открытое Акционерное Общество Научно-Производственное Объединение "Энергомодуль" (Оао Нпо "Энергомодуль") | Resonance commutator switch (versions) |
| RU2490776C1 (en) * | 2012-07-25 | 2013-08-20 | Открытое Акционерное Общество Научно-Производственное Объединение "Энергомодуль" (Оао Нпо "Энергомодуль") | Resonance commutator switch (versions) |
| RU2503118C1 (en) * | 2012-07-25 | 2013-12-27 | Открытое Акционерное Общество Научно-Производственное Объединение "Энергомодуль" (Оао Нпо "Энергомодуль") | Power module |
| RU2529887C1 (en) * | 2013-06-19 | 2014-10-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Новосибирский государственный технический университет" | M-phase variable voltage regulator |
| RU2610299C2 (en) * | 2012-03-02 | 2017-02-09 | Легран Франс | Two-wire electric controller |
-
2009
- 2009-12-17 RU RU2009147031/07A patent/RU2408129C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| МИЛОВЗОРОВ В.П. и др. Дискретные стабилизаторы и формирователи напряжения. - М.: ЭНЕРГОАТОМИЗДАТ, 1986, с.8-13, рис.1.2, 1, 3. * |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2610299C2 (en) * | 2012-03-02 | 2017-02-09 | Легран Франс | Two-wire electric controller |
| RU2490774C1 (en) * | 2012-07-25 | 2013-08-20 | Открытое Акционерное Общество Научно-Производственное Объединение "Энергомодуль" (Оао Нпо "Энергомодуль") | Power commutation switch |
| RU2490775C1 (en) * | 2012-07-25 | 2013-08-20 | Открытое Акционерное Общество Научно-Производственное Объединение "Энергомодуль" (Оао Нпо "Энергомодуль") | Resonance commutator switch (versions) |
| RU2490776C1 (en) * | 2012-07-25 | 2013-08-20 | Открытое Акционерное Общество Научно-Производственное Объединение "Энергомодуль" (Оао Нпо "Энергомодуль") | Resonance commutator switch (versions) |
| RU2503118C1 (en) * | 2012-07-25 | 2013-12-27 | Открытое Акционерное Общество Научно-Производственное Объединение "Энергомодуль" (Оао Нпо "Энергомодуль") | Power module |
| RU2529887C1 (en) * | 2013-06-19 | 2014-10-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Новосибирский государственный технический университет" | M-phase variable voltage regulator |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2408129C1 (en) | Device to realise ac voltage control | |
| CN108365755B (en) | Current-sharing adjusting method for interleaved parallel LLC circuit | |
| US20110069514A1 (en) | Dc conversion apparatus | |
| WO2015004989A1 (en) | Bidirectional dc-to-dc converter | |
| KR20140103351A (en) | Control of power converters with capacitive energy transfer | |
| US9401653B2 (en) | Power supply with switching converter | |
| WO2018116437A1 (en) | Power conversion device | |
| CN109818502B (en) | Method for interphase current sharing and power failure maintenance time prolonging of iLLC resonant converter | |
| US10483851B2 (en) | Voltage conversion device and method of deciding leakage inductance | |
| KR20090092279A (en) | Method for controlling a load with a predominantly inductive character and a device applying such a method | |
| WO2020152746A1 (en) | Power conversion device and direct-current distribution system | |
| WO2020152745A1 (en) | Power conversion device and direct-current distribution system | |
| WO2018116438A1 (en) | Power conversion device | |
| KR20130013092A (en) | Symmetric and bidirectional resonant converter | |
| JP2004528000A (en) | Power supply system | |
| WO2020055669A1 (en) | Dynamic transient control in resonant converters | |
| JP6398773B2 (en) | Control circuit and switching power supply | |
| CN112117913A (en) | Power converter and control method thereof | |
| CN112400273A (en) | Switching power supply | |
| KR101848903B1 (en) | Sliding mode controller for dual active bridge converter | |
| RU2586567C1 (en) | Key voltage converter | |
| JP6045664B1 (en) | Power converter | |
| JP2019097273A (en) | Power conversion device | |
| Sano et al. | Reducing output current ripple of resonant switched-capacitor step-up converter with interleaving technique | |
| Higa et al. | Voltage Control Method with Non-linear Compensation and DC-Offset Elimination for One-leg T-type Dual Active Bridge Converter using Multi-Operation Mode |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20121218 |