RU2447571C1 - Преобразователь - Google Patents
Преобразователь Download PDFInfo
- Publication number
- RU2447571C1 RU2447571C1 RU2010153696/07A RU2010153696A RU2447571C1 RU 2447571 C1 RU2447571 C1 RU 2447571C1 RU 2010153696/07 A RU2010153696/07 A RU 2010153696/07A RU 2010153696 A RU2010153696 A RU 2010153696A RU 2447571 C1 RU2447571 C1 RU 2447571C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- input
- converter
- comparator
- capacitor
- Prior art date
Links
Landscapes
- Dc-Dc Converters (AREA)
Abstract
Изобретение относится к электротехнике, в частности к области силовой преобразовательной техники, и может быть использовано во вторичных источниках питания при необходимости обеспечения большой выходной мощности, высокой надежности, гальванической развязки, стабилизации и быстрого изменения выходного постоянного напряжения или тока в пределах от нуля до максимального значения. Техническим результатом является повышение динамических характеристик и надежности преобразователей. Технический результат достигается тем, что в преобразователь, включающий в себя входной конденсатор; регулируемый стабилизатор тока, состоящий из ключевого элемента, диода, дросселя, датчика тока и схемы сравнения; мостовой преобразователь, имеющий четыре ключевых элемента, трансформатор, выпрямитель и выходной конденсатор; датчик выходного тока; схему управления; элемент гальванической развязки и генератор, дополнительно введены компаратор, вход которого соединен с выходом элемента гальванической развязки, а выход с также дополнительно введенным переключателем режима работы, связанным с четырьмя ключевыми элементами мостового преобразователя и генератором, и кроме того, между входом мостового преобразователя, соединенным с выходом регулируемого стабилизатора тока, и точкой подключения входного напряжения преобразователя к входу регулируемого стабилизатора тока и входному конденсатору, установлен диод. 1 ил.
Description
Изобретение относится к электротехнике, в частности к области силовой преобразовательной техники, и может быть использовано во вторичных источниках питания при необходимости обеспечения большой выходной мощности, высокой надежности, гальванической развязки, стабилизации и быстрого изменения выходного постоянного напряжения или тока в пределах от нуля до максимального значения.
Известны обратно ходовые преобразователи, широко применяемые в устройствах для преобразования электрической энергии сети переменного тока в напряжения постоянного тока [1].
Недостатком таких преобразователей является низкий коэффициент полезного действия, а также сложность обеспечения регулировки выходного стабилизированного напряжения или тока от нулевого значения.
Известны полумостовые и мостовые преобразователи.
Недостатком последних являются низкие динамические характеристики, не высокая надежность и сложность схем управления [2, 3].
Наиболее близок к предлагаемому устройству преобразователь из постоянного напряжения в постоянное стабилизированное напряжение или ток [4], в котором последний недостаток частично устранен.
Прототип имеет следующие недостатки.
1. Низкие динамические характеристики.
2. Низкая надежность.
Цель изобретения - повышение динамических характеристик и надежности преобразователей.
Указанная цель достигается тем, что в преобразователь, включающий в себя входной конденсатор; регулируемый стабилизатор тока, состоящий из ключевого элемента, диода, дросселя, датчика тока и схемы сравнения; мостовой преобразователь, имеющий четыре ключевых элемента, трансформатор, выпрямитель и выходной конденсатор; датчик выходного тока; схему управления; элемент гальванической развязки и генератор, дополнительно введены компаратор, вход которого соединен с выходом элемента гальванической развязки, а выход с также дополнительно введенным переключателем режима работы, связанным с четырьмя ключевыми элементами мостового преобразователя и генератором, и кроме того, между входом мостового преобразователя, соединенным с выходом регулируемого стабилизатора тока, и точкой подключения входного напряжения преобразователя к входу регулируемого стабилизатора тока и входному конденсатору, установлен диод.
На фиг.1 показана упрощенная структурная схема преобразователя.
Преобразователь (фиг.1) включает в себя входной конденсатор 3; регулируемый стабилизатор тока 1, состоящий из ключевого элемента 8, диода 9, дросселя 10, датчика тока 11 и схемы сравнения 12; мостовой преобразователь 2, имеющий четыре ключевых элемента 14, 15, 16 и 17, трансформатор 18, выпрямитель 19 и выходной конденсатор 4; датчик выходного тока 5; схему управления 6; элемент гальванической развязки 7 и генератор 13, дополнительно введенный компаратор 22, вход которого соединен с выходом элемента гальванической развязки 7, а выход с также дополнительно введенным переключателем режима работы 21, связанным с четырьмя ключевыми элементами мостового преобразователя 2 и генератором 13, и кроме того, между входом мостового преобразователя 2, соединенным с выходом регулируемого стабилизатора тока 1, и точкой подключения входного напряжения преобразователя Uвx к входу регулируемого стабилизатора тока 1 и входному конденсатору 3, установлен диод 20.
Работает преобразователь следующим образом.
К входным клеммам (Uвx) обычно подключают выпрямитель (однофазный или трехфазный) сетевого напряжения через устройство, ограничивающее максимальную величину зарядного тока через конденсатор 3 при первоначальном включении, или через корректор коэффициента мощности.
С появлением напряжения на конденсаторе 3 включается маломощный источник питания (на Фиг.1 не показан) и на элементы схемы управления 6, схемы сравнения 12, генератора 13, переключателя режимов работы 21 и компаратор 22 поступают питающие напряжения.
Схема управления 6 вырабатывает сигнал рассогласования выходного напряжения (Uвых) или тока преобразователя с установленными величинами и через элемент гальванической развязки 7 подает его на схему сравнения 12 регулируемого стабилизатора тока 1 и компаратор 22.
Схема сравнения 12 вырабатывает включающие импульсы управления для ключевого элемента 8, длительность которых увеличивается, если величина положительного напряжения с выхода элемента гальванической развязки 7 начинает превышать действующее значение выходного тока регулируемого стабилизатора тока и наоборот. В случае, если выходное напряжение Uвых или выходной ток преобразователя начинают превышать установленные в схеме управления 6 значения, выходное напряжение элемента гальванической развязки 7 становится отрицательным, что приводит к срабатыванию компаратора 22 и нулевой длительности включенного состояния ключевого элемента 8. Частота работы ключевого элемента 8 задается генератором 13.
Сигнал с генератора 13 подается на переключатель режима работы 21, выходные сигналы с которого в первом режиме работы приводят к поочередному замыканию ключевых элементов мостового преобразователя. Когда ключевые элементы 14 и 17 замкнуты, ключевые элементы 15 и 16 разомкнуты и на оборот. Если срабатывает компаратор 22, переключатель режимов работы 21 переходит во второй режим работы. Во втором режиме работы в течение всего времени пока поступает сигнал с компаратора 22 ключевые элементы 16 и 17 находятся в замкнутом состоянии, а ключевые элементы 14 и 15 в разомкнутом. Таким образом, с момента включения второго режима работы, энергия, запасенная в дросселе 10, возвращается (рекуперируется) в конденсатор 3 через диод 20. Кроме того, в результате замыкания первичной обмотки трансформатора 18, уменьшается часть энергии, запасенной в индуктивностях рассеяния трансформатора, которая переходит в конденсатор 4.
Преимущества предлагаемого преобразователя заключаются в следующем.
1. Мощные импульсные регулируемые преобразователи, имеют недостаток, заключающийся в том, что при сбросе тока нагрузки, появляется всплеск выходного напряжения. Уменьшают величину этого всплеска до приемлемого значения обычно путем увеличения емкости выходного конденсатора.
Особенно остро эта проблема стоит в преобразователях с регулировкой выходного напряжения от нулевого значения, так как одна и та же энергия, добавленная в выходной конденсатор при минимальном и максимальном значениях напряжения на конденсаторе, дает кардинально отличающиеся величины всплеска выходного напряжения.
В предлагаемом преобразователе при сбросе тока нагрузки запасенная в дросселе энергия переходит в конденсатор на входе преобразователя и не вызывает всплеска выходного напряжения, поэтому по сравнению с прототипом преобразователь имеет более высокие динамические характеристики.
Можно утверждать, что преобразователь постоянного напряжения в постоянное прототипа [4] имеет на входе конденсатор, это приводит к снижению надежности, так как токи через транзисторы мостовой схемы могут превышать допустимые значения, например, при коротком замыкании на выходе. Если предположить, что на входе преобразователя постоянного напряжения в постоянное прототипа конденсатор отсутствует, то всплески напряжения на транзисторах мостовой схемы в процессе переключения могут превышать допустимые значения и в результате снижается надежность.
В предлагаемом преобразователе токи через ключевые элементы мостового преобразователя не могут превышать величину тока дросселя (если не учитывать токи на перезаряд конденсаторов исток - сток и т.д.), а напряжения на ключевых элементах не может быть существенно выше входного напряжения преобразователя. По этому, надежность предлагаемого преобразователя выше надежности прототипа.
Источники информации
1. Data Sheet TOP 242-250.
2. Data Sheet LM5035.
3. ВЫСОКОЧАСТОТНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ НА IGBT ДЛЯ ИНДУКЦИОННОГО НАГРЕВА. Поляков В.Д., Чаколья Э. Международная научно-техническая конференция "Силовая электроника и энергоэффективность" (СЭЭ-2000). Крым. Сентябрь 2000 г.
4. Авторское свидетельство СССР №1089593, кл. G06G 7/63, 1984.
Claims (1)
- Преобразователь, включающий в себя входной конденсатор; регулируемый стабилизатор тока, состоящий из ключевого элемента, диода, дросселя, датчика тока и схемы сравнения; мостовой преобразователь, имеющий четыре ключевых элемента, трансформатор, выпрямитель и выходной конденсатор; датчик выходного тока; схему управления; элемент гальванической развязки и генератор, отличающийся тем, что в него дополнительно введены компаратор, вход которого соединен с выходом элемента гальванической развязки, а выход с также дополнительно введенным переключателем режима работы, связанным с четырьмя ключевыми элементами мостового преобразователя и генератором, и, кроме того, между входом мостового преобразователя, соединенным с выходом регулируемого стабилизатора тока, и точкой подключения входного напряжения преобразователя к входу регулируемого стабилизатора тока и входному конденсатору установлен диод.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010153696/07A RU2447571C1 (ru) | 2010-12-27 | 2010-12-27 | Преобразователь |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010153696/07A RU2447571C1 (ru) | 2010-12-27 | 2010-12-27 | Преобразователь |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2447571C1 true RU2447571C1 (ru) | 2012-04-10 |
Family
ID=46031844
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010153696/07A RU2447571C1 (ru) | 2010-12-27 | 2010-12-27 | Преобразователь |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2447571C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2567849C1 (ru) * | 2014-11-25 | 2015-11-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг) | Многоканальный трансформатор постоянного напряжения |
RU2692699C1 (ru) * | 2018-07-05 | 2019-06-26 | Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" | Ключевой регулятор напряжения |
RU211428U1 (ru) * | 2022-04-14 | 2022-06-06 | Акционерное Общество "Центр Новых Технологий Электро Энергетики" (АО "ЦНТЭЭ") | Резонансный мостовой преобразователь напряжения |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1089593A1 (ru) * | 1982-11-03 | 1984-04-30 | Рязанский Радиотехнический Институт | Имитатор химической батареи |
US4471422A (en) * | 1981-01-09 | 1984-09-11 | Wide-Lite International Corporation | Dc-to-ac Inverter |
SU1695461A1 (ru) * | 1988-08-01 | 1991-11-30 | Организация П/Я В-8466 | Конвертор |
-
2010
- 2010-12-27 RU RU2010153696/07A patent/RU2447571C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4471422A (en) * | 1981-01-09 | 1984-09-11 | Wide-Lite International Corporation | Dc-to-ac Inverter |
SU1089593A1 (ru) * | 1982-11-03 | 1984-04-30 | Рязанский Радиотехнический Институт | Имитатор химической батареи |
SU1695461A1 (ru) * | 1988-08-01 | 1991-11-30 | Организация П/Я В-8466 | Конвертор |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2567849C1 (ru) * | 2014-11-25 | 2015-11-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг) | Многоканальный трансформатор постоянного напряжения |
RU2692699C1 (ru) * | 2018-07-05 | 2019-06-26 | Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" | Ключевой регулятор напряжения |
RU211428U1 (ru) * | 2022-04-14 | 2022-06-06 | Акционерное Общество "Центр Новых Технологий Электро Энергетики" (АО "ЦНТЭЭ") | Резонансный мостовой преобразователь напряжения |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10833594B2 (en) | System and method of controlling a power converter having an LC tank coupled between a switching network and a transformer winding | |
US10340807B2 (en) | Gate drive apparatus for resonant converters | |
US9595876B2 (en) | DC-DC converter | |
US9667153B2 (en) | Switching power supply apparatus for generating control signal for lowering switching frequency of switching devices | |
JP6706811B2 (ja) | スナバ回路及びそれを用いた電力変換システム | |
US9350260B2 (en) | Startup method and system for resonant converters | |
US9444246B2 (en) | Power converter with switching element | |
US11611282B2 (en) | Switching power circuit for charging a battery | |
CN103095140B (zh) | 开关电源装置 | |
US9673715B2 (en) | Switching element driving power supply circuit | |
US20120037616A1 (en) | Power inverter | |
CA2853556C (en) | Double-rectifier for a multi-phase contactless energy transmission system | |
US20230074022A1 (en) | Power converter topologies with power factor correction circuits controlled using adjustable deadtime | |
US12095387B2 (en) | Multi-level direct current converter and power supply system | |
US7848119B2 (en) | Direct current to direct current converter | |
US20210218345A1 (en) | Power conversion device | |
TWI489759B (zh) | 電力轉換系統及方法 | |
Schobre et al. | Design of a GaN based CLLC converter with synchronous rectification for on-board vehicle charger | |
US11356029B2 (en) | Rectifying circuit and switched-mode power supply incorporating rectifying circuit | |
RU2447571C1 (ru) | Преобразователь | |
Yoon et al. | Off-time control of LLC resonant half-bridge converter to prevent audible noise generation under a light-load condition | |
US20230071003A1 (en) | Power factor correction circuits controlled using adjustable deadtime | |
US20230076369A1 (en) | Unidirectional power converters with power factor correction circuits controlled using adjustable deadtime | |
JP2020108246A (ja) | 制御回路、および、dc/dcコンバータ装置 | |
RU117744U1 (ru) | Преобразователь |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20131228 |