RU2448356C1 - Корректор коэффициента мощности - Google Patents
Корректор коэффициента мощности Download PDFInfo
- Publication number
- RU2448356C1 RU2448356C1 RU2011101543/07A RU2011101543A RU2448356C1 RU 2448356 C1 RU2448356 C1 RU 2448356C1 RU 2011101543/07 A RU2011101543/07 A RU 2011101543/07A RU 2011101543 A RU2011101543 A RU 2011101543A RU 2448356 C1 RU2448356 C1 RU 2448356C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- voltage
- comparator
- rectifier
- Prior art date
Links
Landscapes
- Rectifiers (AREA)
Abstract
Использование: в области электротехники. Технический результат - уменьшение пусковых токов, повышение надежности, увеличение КПД и расширение диапазона допустимых значений напряжения сети. Корректор коэффициента мощности содержит входной фильтр, выпрямитель, делитель выпрямленного напряжения, транзистор, диод, дроссель, датчик тока, выходной конденсатор, и схему управления корректора коэффициента мощности, к выходу выпрямителя подключен сток второго транзистора, затвор которого связан с выходом схемы преобразования уровня сигнала, а исток соединен с дросселем, вторым диодом и схемой преобразования уровня сигнала, вход последней связан с выходом первого компаратора, у которого первый вход подключен к датчику тока, а второй вход - к первому опорному напряжению, кроме того, первый вход второго компаратора соединен с делителем выпрямленного напряжения, второй вход подключен к второму опорному напряжению, а выход связан с первым компаратором. 1 ил.
Description
Изобретение относится к электротехнике, в частности к области силовой преобразовательной техники, и может быть использовано во вторичных источниках питания.
Известны корректоры коэффициента мощности (ККМ), содержащие входной фильтр, выпрямитель, делитель напряжения, дроссель, транзистор, диод, выходной конденсатор и схему управления [1, 2].
Прототип [3] и аналоги [1, 2] имеют следующие недостатки.
1. Низкая надежность вследствие того, что пусковые токи через элементы в десятки раз превышают номинальные значения.
2. Низкий КПД, так как для ограничения величины пускового тока установлен термистор и использованы индуктивные элементы с большим внутренним сопротивлением.
3. Высокая стоимость выходного конденсатора, допустимое напряжение которого должно быть выше максимально возможного мгновенного напряжения сети.
4. Не имеют защиты от превышения входным напряжением определенного уровня.
5. Пусковые токи вызывают уменьшение напряжения сети.
Цель изобретения - уменьшение пусковых токов, повышение надежности, увеличение КПД и расширение диапазона допустимых значений напряжения сети.
Указанная цель достигается тем, что в корректор коэффициента мощности, содержащий входной фильтр, выпрямитель, делитель выпрямленного напряжения, транзистор, диод, дроссель, датчик тока, выходной конденсатор и схему управления корректора коэффициента мощности, к выходу выпрямителя подключен сток второго транзистора, затвор которого связан с выходом схемы преобразования уровня сигнала, а исток соединен с дросселем, вторым диодом и схемой преобразования уровня сигнала, вход последней связан с выходом первого компаратора, у которого первый вход подключен к датчику тока, а второй вход - к первому опорному напряжению, кроме того, первый вход второго компаратора соединен с делителем выпрямленного напряжения, второй вход подключен к второму опорному напряжению, а выход связан с первым компаратором.
На фиг.1 показана структурная схема корректора коэффициента мощности.
Корректор коэффициента мощности (Фиг.1) содержит входной фильтр 1, выпрямитель 2, делитель выпрямленного напряжения 10, транзистор 6, диод 7, дроссель 5, датчик тока 9, выходной конденсатор 8, схему управления корректора коэффициента мощности 11, к выходу выпрямителя подключен сток второго транзистора 3, затвор которого связан с выходом схемы преобразования уровня сигнала 12, а исток соединен с дросселем 5, вторым диодом 4 и схемой преобразования уровня сигнала 12, вход последней связан с выходом первого компаратора 15, у которого первый вход подключен к датчику тока 9, а второй вход - к первому опорному напряжению Uоп1, кроме того, первый вход второго компаратора 14 соединен с делителем выпрямленного напряжения 10, второй вход подключен к второму опорному напряжению Uоп2, а выход связан с первым компаратором 15.
Работает корректор коэффициента мощности следующим образом.
При подаче входного переменного напряжения (Uвх) на выходе выпрямителя 2 появляется напряжение, вспомогательное напряжение +Uп начинает увеличиваться (относительно отрицательной клеммы выходного напряжения) и при достижении последним определенного уровня включается схема преобразования уровня сигнала 12. При этом напряжение на выходном конденсаторе 8 и ток через датчик тока 9 равны нулю. Первый компаратор 15, сравнивающий напряжение на датчике тока с опорным напряжением Uоп1, выдает сигнал, который, после прохождения через схему преобразования уровня сигнала 12, включает транзистор 3. Ток через транзистор 3, дроссель 5, диод 7, конденсатор 8 и датчик тока 9 начинает увеличиваться. В момент времени, когда напряжение на датчике тока 9 становится больше напряжения Uоп1 на определенную величину, определяемую параметрами положительной обратной связи, срабатывает первый компаратор 15 и транзистор 3 закрывается. Ток дросселя 5 начинает уменьшаться, протекая через диод 7, конденсатор 8, датчик тока 9 и диод 4. Напряжение на датчике тока 9 становится ниже опорного напряжения Uоп1, срабатывает компаратор 15 и включается транзистор 3. Далее процесс повторяется.
Таким образом, зарядный ток конденсатора 8 стабилизируется на определенном уровне. В интервалы времени, когда напряжение на выходе выпрямителя 2 ниже напряжения на конденсаторе 8, зарядный ток становится равным нулю.
По достижении напряжением на конденсаторе 8 конкретной величины начинает работать схема управления ККМ 11. В интервалы времени, когда напряжение на выходе выпрямителя 2 ниже напряжения на конденсаторе 8, транзистор 3 находится в открытом состоянии и ККМ, управляемый схемой управления ККМ 11, работает в обычном режиме. В интервалы времени, когда напряжение на выходе выпрямителя 2 выше напряжения на конденсаторе 8, ток дросселя возрастает до уровня стабилизации. При этом, в зависимости от типа примененной схемы управления ККМ, транзистор 6 включается на очень короткое время или вообще не включается.
Через некоторое время напряжение на конденсаторе 8 достигает уровня стабилизации, который в обычных условиях выше максимально возможного мгновенного напряжения на выходе выпрямителя 2. В случае, если мгновенное значение напряжения на выходе выпрямителя 2 начинает превышать уровень стабилизации напряжения на конденсаторе 8, срабатывает компаратор 14, блокируя работу компаратора 15, и транзистор 3 закрывается.
Работа ККМ в обычном режиме практически ничем не отличается от работы аналогов, за исключением того, что он создает меньше помех в сети переменного напряжения. Это связано с тем, что в ККМ установлен более качественный входной фильтр для устранения помех в режиме стабилизации тока.
Преимущества предлагаемого ККМ, заключаются в следующем.
1. На порядок снижены пусковые токи через силовые элементы схемы ККМ. Пусковой ток превышает максимальное значение тока в силовом элементе всего на 5-10%. В устройствах, где использованы обычные ККМ, пусковые токи иногда превышают максимальные токи рабочего режима более чем на два порядка [4].
2. Повысилась надежность работы за счет облегчения режимов эксплуатации как силовых элементов ККМ, так и внешних устройств, таких как выключатели, предохранители, контакты и т.д. Кроме того, значительное увеличение величины максимального напряжения сети, которое не приведет к отказу ККМ, также повышает надежность. Например, ККМ, работающий при напряжении сети 90-270 вольт, может допускать как всплески мгновенного напряжения сети до 600 вольт, так и постоянное ошибочное подключение к сети 380 вольт.
3. Повысился КПД. Отсутствует термистор и индуктивные элементы имеют малое внутреннее сопротивление. Транзистор 6 и диод 7 могут быть с более низкими максимально допустимыми напряжениями и иметь соответственно меньшие сопротивление исток-сток и падение напряжения.
4. В некоторых случаях снижается стоимость ККМ.
Превышение всего на 10-20 вольт напряжения на высоковольтном электролитическом конденсаторе величины максимально допустимого значения приводит к отказу. Поэтому, для того чтобы при резком отключении от сети мощной нагрузки, расположенной недалеко от работающего ККМ, энергия, запасенная в индуктивности рассеяния сети, переходя в энергию, запасенную в выходном конденсаторе ККМ и повышающая на нем напряжение, не давала превышения максимально допустимого напряжения, конденсаторы выбираются с большим запасом по напряжению.
В соответствии с нормативными документами действующее и максимальное мгновенное напряжение сети не должно быть выше чем 242 и 342 вольта соответственно.
Предлагаемый ККМ позволяет отключать подачу энергии в выходной конденсатор, если мгновенное напряжение на выходе выпрямителя достигло величины, например, 282 вольта.
Таким образом, вполне можно использовать конденсаторы с максимально допустимым напряжением 400, а не 450 вольт, и при этом гарантировать диапазон рабочих напряжений, например 90-270 вольт, а величину максимально допустимого мгновенного напряжения на входе ККМ, например, 600 вольт.
Если требуется гарантировать работу при температурах -55 градусов Цельсия и ниже, электролитический конденсатор становится самым дорогим элементом в ККМ. Разница в стоимости конденсаторов одинаковой емкости на 400 и 450 вольт значительно превышает суммарную стоимость дополнительно введенных элементов.
5. Более широкий диапазон безопасных напряжений на входе ККМ.
6. Пусковые токи не вызывают существенного уменьшения напряжения сети.
Источники информации
1. Data Sheet L6562 STMicroelectronics.
2. Data Sheet MC34262 ON Semiconductor.
3. Data Sheet NCP1654 ON Semiconductor.
4. Data Sheet HRP-100 MEAN WELL.
Claims (1)
- Корректор коэффициента мощности, содержащий входной фильтр, выпрямитель, делитель выпрямленного напряжения, транзистор, диод, дроссель, датчик тока, выходной конденсатор и схему управления корректора коэффициента мощности, отличающийся тем, что к выходу выпрямителя подключен сток второго транзистора, затвор которого связан с выходом схемы преобразования уровня сигнала, а исток соединен с дросселем, вторым диодом и схемой преобразования уровня сигнала, вход последней связан с выходом первого компаратора, у которого первый вход подключен к датчику тока, а второй вход - к первому опорному напряжению, кроме того, первый вход второго компаратора соединен с делителем выпрямленного напряжения, второй вход подключен к второму опорному напряжению, а выход связан с первым компаратором.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011101543/07A RU2448356C1 (ru) | 2011-01-17 | 2011-01-17 | Корректор коэффициента мощности |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011101543/07A RU2448356C1 (ru) | 2011-01-17 | 2011-01-17 | Корректор коэффициента мощности |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2448356C1 true RU2448356C1 (ru) | 2012-04-20 |
Family
ID=46032715
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011101543/07A RU2448356C1 (ru) | 2011-01-17 | 2011-01-17 | Корректор коэффициента мощности |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2448356C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2525837C2 (ru) * | 2012-04-28 | 2014-08-20 | Закрытое акционерное общество "Связь инжиниринг" | Способ и система управления безмостовым корректором коэффициента мощности с помощью цифрового сигнального процессора |
RU2602069C1 (ru) * | 2015-07-27 | 2016-11-10 | Закрытое Акционерное Общество "Импульс" | Корректор коэффициента мощности и способ управления корректором коэффициента мощности |
RU2738956C1 (ru) * | 2020-06-29 | 2020-12-21 | Сергей Иосифович Вольский | Преобразователь собственных нужд с коррекцией входного тока |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU656150A1 (ru) * | 1977-03-22 | 1979-04-05 | Предприятие П/Я А-3633 | Автоматический регул тор коэффициента мощности |
RU2310263C2 (ru) * | 2005-05-11 | 2007-11-10 | Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт электровозостроения" (ОАО "ВЭлНИИ") | Устройство для компенсации реактивной мощности |
WO2008054653A2 (en) * | 2006-10-20 | 2008-05-08 | International Rectifier Corporation | One cycle control pfc circuit with dynamic gain modulation |
RU2379743C1 (ru) * | 2008-10-10 | 2010-01-20 | Аркадий Владимирович Джаникян | Корректор коэффициента мощности |
-
2011
- 2011-01-17 RU RU2011101543/07A patent/RU2448356C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU656150A1 (ru) * | 1977-03-22 | 1979-04-05 | Предприятие П/Я А-3633 | Автоматический регул тор коэффициента мощности |
RU2310263C2 (ru) * | 2005-05-11 | 2007-11-10 | Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт электровозостроения" (ОАО "ВЭлНИИ") | Устройство для компенсации реактивной мощности |
WO2008054653A2 (en) * | 2006-10-20 | 2008-05-08 | International Rectifier Corporation | One cycle control pfc circuit with dynamic gain modulation |
RU2379743C1 (ru) * | 2008-10-10 | 2010-01-20 | Аркадий Владимирович Джаникян | Корректор коэффициента мощности |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2525837C2 (ru) * | 2012-04-28 | 2014-08-20 | Закрытое акционерное общество "Связь инжиниринг" | Способ и система управления безмостовым корректором коэффициента мощности с помощью цифрового сигнального процессора |
RU2602069C1 (ru) * | 2015-07-27 | 2016-11-10 | Закрытое Акционерное Общество "Импульс" | Корректор коэффициента мощности и способ управления корректором коэффициента мощности |
RU2738956C1 (ru) * | 2020-06-29 | 2020-12-21 | Сергей Иосифович Вольский | Преобразователь собственных нужд с коррекцией входного тока |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102545195B (zh) | Emi滤波电容器放电电路及放电方法 | |
US9407155B2 (en) | Isolated switching converter with secondary side modulation and control method | |
US8953347B2 (en) | Capacitor discharging circuit and power converter | |
US7760524B2 (en) | Method and apparatus to reduce the volume required for bulk capacitance in a power supply | |
US9263939B2 (en) | Capacitor discharging circuit and converter | |
US9219420B1 (en) | Overvoltage protection using a tapFET | |
CN104980053A (zh) | 以反驰式架构为基础的电源转换装置 | |
CN109921624B (zh) | 一种开关电源控制器、开关电源及其过压检测方法 | |
CN107317491B (zh) | 开关电源芯片及包括其的开关电源电路 | |
Chen et al. | Adaptive DC stabilizer with reduced DC fault current for active distribution power system application | |
RU2448356C1 (ru) | Корректор коэффициента мощности | |
CN110601569A (zh) | 一种电流互感器的取电电路 | |
US20160013733A1 (en) | Rectifier with indicator switch | |
CN105471284A (zh) | 电源转换装置及其过功率保护方法 | |
JP2010029039A (ja) | 力率改善コンバータ | |
CN216290693U (zh) | 转换装置及控制器 | |
CN113726175B (zh) | 转换装置、控制器及其供电控制方法 | |
US10020746B2 (en) | DC-DC converter with overvoltage protection | |
RU113435U1 (ru) | Корректор коэффициента мощности | |
US9960636B2 (en) | Power supply system and direct-current converter thereof | |
CN115473446A (zh) | 具有改善过压保护的返驰式转换器 | |
EP3605767A1 (en) | Power supply circuit | |
Al Hassan | Power Efficient Battery Charger by Using Constant Current/Constant Voltage Controller | |
EP4254756A1 (en) | Power supply apparatus | |
RU2549526C2 (ru) | Преобразователь напряжения с защитой ключей |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140118 |