RU2490691C1 - Transformless stabilising alternating-current converter - Google Patents

Transformless stabilising alternating-current converter Download PDF

Info

Publication number
RU2490691C1
RU2490691C1 RU2012134017/08A RU2012134017A RU2490691C1 RU 2490691 C1 RU2490691 C1 RU 2490691C1 RU 2012134017/08 A RU2012134017/08 A RU 2012134017/08A RU 2012134017 A RU2012134017 A RU 2012134017A RU 2490691 C1 RU2490691 C1 RU 2490691C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
capacitor
diode cells
block
voltage
diode
Prior art date
Application number
RU2012134017/08A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Викторович Беланов
Original Assignee
Александр Викторович Беланов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Александр Викторович Беланов filed Critical Александр Викторович Беланов
Priority to RU2012134017/08A priority Critical patent/RU2490691C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2490691C1 publication Critical patent/RU2490691C1/en

Links

Landscapes

  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: invention suggests transformless stabilising alternating-current converter which consists of two identical groups of elements; each group contains a unit of capacitor-diode cells, electronic charging switch, two electronic discharging switches, measuring elements of input and correction voltage, reference-setting unit and a shunt diode. Low amplitude of input voltage defines the state of charge for units of capacitor-diode cells. In discharge mode each of units of capacitor-diode cells is connected to the output under load in series with input power source so that their voltage values are summed up. Discharge of one unit of capacitor-diode cells takes place during half-period of another unit charging, and shunt diodes prevent charging of capacitors by inverse voltage.
EFFECT: increasing amplitude of low alternating-current voltage till preset values without use of wire-wrap power elements.
1 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, в частности к стабилизирующим преобразователям напряжения.The invention relates to electrical engineering, in particular to stabilizing voltage converters.

Известен феррорезонансный стабилизатор напряжения, включающий повышающий автотрансформатор с насыщенным сердечником, конденсатор и ненасыщенный дроссель с основной и компенсационной обмотками. Стабилизация достигается благодаря разности вольт-амперных характеристик насыщенных и ненасыщенных дросселей. Конденсатор, образуя с насыщенным дросселем резонансный контур, улучшает стабилизирующую способность устройства (В.Е. Китаев, А.А. Бокуняев, М.Ф. Колканов, «Электропитание устройств связи», издательство «Связь», Москва, 1975 г.). Достоинствами таких преобразователей являются простота и надежность. Основными недостатками являются зависимость выходного напряжения от частоты питающей сети и искажения синусоидальной формы напряжения. Известен стабилизатор напряжения с магнитным усилителем, включающий трансформатор, магнитный усилитель, рабочие обмотки которого соединены, через диоды, последовательно с первичной обмоткой трансформатора, и цепь управления, соединенную с управляющими обмотками магнитного усилителя. Стабилизация достигается благодаря изменению магнитной индукции под воздействием управляющего тока, что определяет изменение падения напряжения на рабочих обмотках магнитного усилителя (под редакцией Г.С. Найвельта «Справочник. Источники электропитания радиоэлектронной аппаратуры», издательство «Радио и связь», Москва, 1985 г.). Достоинством таких преобразователей являются достаточно большие коэффициенты стабилизации. Недостатком является искажение синусоидальной формы напряжения. Известен транзисторный стабилизатор переменного напряжения, включающий трансформатор, по крайней мере два регулирующих транзистора с диодами, включенные встречно друг другу, соединенные последовательно с первичной обмоткой трансформатора, и цепь обратной связи. Стабилизация достигается благодаря изменению электрического сопротивления транзисторов в зависимости от напряжения во вторичной обмотке трансформатора (под редакцией Г.С. Найвельта «Справочник. Источники электропитания радиоэлектронной аппаратуры», издательство «Радио и связь», Москва, 1985 г.). Достоинством таких преобразователей является отсутствие искажений синусоидальной формы выходного напряжения. Недостатком является значительное рассеивание мощности на регулирующих транзисторах. Известен электромеханический стабилизатор, включающий автотрансформатор с подвижным контактом, электродвигатель, вал которого соединен с осью подвижного контакта, и схему управления питанием электродвигателя. Стабилизация достигается благодаря перемещению электродвигателем подвижного контакта по обмоткам автотрансформатора в зависимости от изменений выходного напряжения (М.А. Шустов «Практическая схемотехника. Источники питания и стабилизаторы. Книга 2», издательство «Альтекс-А», Москва, 2002 г.). Достоинствами таких преобразователей являются высокий КПД и отсутствие искажений синусоидальной формы выходного напряжения. Общими недостатками этого устройства и всех вышеперечисленных являются плохие массогабаритные характеристики и присутствие электромагнитных помех при работе устройств, обусловленные применением в схемах моточных силовых элементов.Known ferroresonant voltage stabilizer, including a step-up autotransformer with a saturated core, a capacitor and an unsaturated inductor with a main and compensation windings. Stabilization is achieved due to the difference in the current-voltage characteristics of saturated and unsaturated reactors. The capacitor, forming a resonant circuit with a saturated inductor, improves the stabilizing ability of the device (V.E. Kitaev, A.A. Bokunyaev, M.F. Kolkanov, "Powering Communication Devices", Svyaz Publishing House, Moscow, 1975). The advantages of such converters are simplicity and reliability. The main disadvantages are the dependence of the output voltage on the frequency of the supply network and the distortion of the sinusoidal form of voltage. Known voltage stabilizer with a magnetic amplifier, including a transformer, a magnetic amplifier, the working windings of which are connected, through diodes, in series with the primary winding of the transformer, and a control circuit connected to the control windings of the magnetic amplifier. Stabilization is achieved due to a change in magnetic induction under the influence of a control current, which determines the change in voltage drop across the working windings of a magnetic amplifier (edited by G. N. Nivevelt "Reference. Power supplies of electronic equipment", Publishing House "Radio and Communication", Moscow, 1985 ) The advantage of such converters are quite large stabilization coefficients. The disadvantage is the distortion of the sinusoidal voltage. Known transistor AC voltage stabilizer, including a transformer, at least two regulating transistors with diodes, connected opposite each other, connected in series with the primary winding of the transformer, and a feedback circuit. Stabilization is achieved due to a change in the electrical resistance of the transistors depending on the voltage in the secondary winding of the transformer (edited by G. N. Nivevelt “Handbook. Power Supplies of Radio-Electronic Equipment”, Radio and Communication Publishing House, Moscow, 1985). The advantage of such converters is the absence of distortion of the sinusoidal shape of the output voltage. The disadvantage is the significant power dissipation on the control transistors. Known electromechanical stabilizer, including an autotransformer with a movable contact, an electric motor, the shaft of which is connected to the axis of the movable contact, and a power supply control circuit of the electric motor. Stabilization is achieved by moving the movable contact across the autotransformer windings with the electric motor depending on changes in the output voltage (MA Shustov, “Practical Circuitry. Power Supplies and Stabilizers. Book 2”, Alteks-A Publishing House, Moscow, 2002). The advantages of such converters are high efficiency and the absence of distortion of the sinusoidal shape of the output voltage. Common disadvantages of this device and all of the above are poor weight and size characteristics and the presence of electromagnetic interference during the operation of the devices due to the use of winding power elements in the circuits.

В качестве прототипа принят бестрансформаторный стабилизирующий преобразователь, включающий блок конденсаторно-диодных ячеек, два электронных ключа заряда блока конденсаторно-диодных ячеек, стабилизатор тока заряда, два электронных ключа разряда блока конденсаторно-диодных ячеек и цепь стабилизации с широтно-импульсной модуляцией. Преобразование напряжения происходит благодаря тому, что заряд конденсаторов происходит в режиме их последовательного соединения, а разряд - в режиме параллельного соединения, стабилизатор тока заряда обеспечивает неизменной амплитуду импульсов тока заряда, а цепь стабилизации с широтно-импульсной модуляцией изменяет длительность импульсов тока заряда в зависимости от напряжения на выходе преобразователя (Л.М. Браславский, В.Г. Кобылянский, A.M. Сажнов «Бестрансформаторный преобразователь с комбинированной стабилизацией напряжения», под редакцией И.Ф. Николаевского «Полупроводниковая электроника в технике связи. Сборник статей. Выпуск 20», издательство «Связь», Москва, 1980 г.). Достоинствами таких преобразователей являются их хорошие массогабаритные характеристики и отсутствие электромагнитных помех при работе. Основным недостатком является то, что данные преобразователи могут работать только в понижающем режиме и дают на выходе выпрямленное напряжение, что делает невозможным их применение в качестве стабилизаторов переменного напряжения.A transformerless stabilizing converter including a block of capacitor-diode cells, two electronic keys of a charge of a block of capacitor-diode cells, a charge current stabilizer, two electronic keys of a discharge of a block of capacitor-diode cells and a stabilization circuit with pulse-width modulation is adopted as a prototype. The voltage conversion occurs due to the fact that the capacitors charge in the mode of their serial connection, and the discharge - in parallel connection mode, the charge current stabilizer provides a constant amplitude of the charge current pulses, and the stabilization circuit with pulse-width modulation changes the duration of the charge current pulses depending on voltage at the converter output (L. M. Braslavsky, V. G. Kobylyansky, AM Sazhnov “Transformerless converter with combined voltage stabilization”, edited by I.F. Nikolaevsky "Semiconductor electronics in communication technology. Collection of articles. Issue 20", Svyaz Publishing House, Moscow, 1980). The advantages of such converters are their good overall dimensions and the absence of electromagnetic interference during operation. The main disadvantage is that these converters can only operate in a lowering mode and give a rectified voltage at the output, which makes it impossible to use them as AC voltage stabilizers.

Изобретение может быть применено как повышающий стабилизатор при пониженном напряжении в потребительской электросети.The invention can be applied as a boost stabilizer at low voltage in a consumer power network.

Техническим результатом, достигаемым с помощью данного изобретения, является увеличение амплитуды пониженного переменного напряжения до заданных значений без применения моточных силовых элементов.The technical result achieved using this invention is to increase the amplitude of the reduced alternating voltage to specified values without the use of winding power elements.

В описании изобретения будут использованы следующие термины: точка соединения катодов разрядных диодов блока конденсаторно-диодных ячеек, аноды которых соединены с конденсаторами, и положительного вывода конденсатора первой ячейки именуется в дальнейшем положительной точкой блока конденсаторно-диодных ячеек, точка соединения анодов разрядных диодов, катоды которых соединены с конденсаторами, и отрицательного вывода конденсатора последней ячейки именуется в дальнейшем отрицательной точкой блока конденсаторно-диодных ячеек, измерительный элемент, один из выводов которого соединен с положительной точкой блока конденсаторно-диодных ячеек, а другой вывод соединен с отрицательной точкой блока конденсаторно-диодных ячеек, именуется в дальнейшем измерительным элементом корректирующего напряжения, электронный блок, соединенный с выходом измерительного элемента входного напряжения и с управляющим входом измерительного элемента корректирующего напряжения именуется в дальнейшем блоком установки эталона.The following terms will be used in the description of the invention: the connection point of the discharge diodes of the block of capacitor-diode cells, the anodes of which are connected to the capacitors, and the positive terminal of the capacitor of the first cell will be referred to as the positive point of the block of the capacitor-diode cells, the connection point of the anodes of the discharge diodes, the cathodes of which connected to the capacitors, and the negative terminal of the capacitor of the last cell is hereinafter referred to as the negative point of the block of capacitor-diode cells, measure a solid element, one of the terminals of which is connected to a positive point of a block of capacitor-diode cells, and the other terminal is connected to a negative point of a block of capacitor-diode cells, hereinafter referred to as a measuring element of the correction voltage, an electronic block connected to the output of the measuring element of the input voltage and the control input of the measuring element of the correction voltage is hereinafter referred to as the standard installation unit.

Технический результат достигается тем, что бестрансформаторный стабилизирующий преобразователь, включающий блок конденсаторно-диодных ячеек, электронный ключ заряда блока конденсаторно-диодных ячеек и два электронных ключа разряда блока конденсаторно-диодных ячеек, согласно изобретению, содержит две одинаковые группы элементов, каждая из которых включает в себя блок конденсаторно-диодных ячеек, электронный ключ заряда блока конденсаторно-диодных ячеек и два электронных ключа разряда блока конденсаторно-диодных ячеек, кроме того, каждая из групп элементов содержит измерительный элемент входного напряжения, сравнивающий напряжение на входе преобразователя с эталонным значением выходного напряжения, блок установки эталона, задающий эталонное напряжение коррекции, зависящее от полученных измерительным элементом входного напряжения результатов, измерительный элемент корректирующего напряжения, сравнивающий подаваемое на блок конденсаторно-диодных ячеек напряжение с эталонным напряжением коррекции для управления зарядом блока конденсаторно-диодных ячеек посредством контроля работы электронного ключа заряда и шунтирующий диод, предотвращающий заряд блока конденсаторно-диодных ячеек обратным напряжением, в составе каждой из групп элементы соединены следующим образом, измерительный элемент входного напряжения соединен с контактами входа преобразователя и с блоком установки эталона, который, в свою очередь, соединен с измерительным элементом корректирующего напряжения, который, в свою очередь, соединен с положительной точкой блока конденсаторно-диодных ячеек, отрицательной точкой блока конденсаторно-диодных ячеек и управляющим выводом электронного ключа заряда блока конденсаторно-диодных ячеек, один из коммутирующих выводов электронного ключа заряда соединен с отрицательной точкой блока конденсаторно-диодных ячеек, другой коммутирующий вывод электронного ключа заряда соединен с одним из входных контактов преобразователя, преобразователь содержит два входных контакта, другой входной контакт преобразователя соединен с положительной точкой блока конденсаторно-диодных ячеек и с одним из коммутирующих выводов первого электронного ключа разряда блока конденсаторно-диодных ячеек, другой коммутирующий вывод первого электронного ключа разряда соединен с контактом выхода преобразователя на нагрузку и одним из коммутирующих выводов второго электронного ключа разряда блока конденсаторно-диодных ячеек, другой коммутирующий вывод второго электронного ключа разряда соединен с отрицательной точкой блока конденсаторно-диодных ячеек и анодом шунтирующего диода, катод которого соединен с положительной точкой блока конденсаторно-диодных ячеек, группы элементов соединены так, что положительные точки блоков конденсаторно-диодных ячеек одной и другой групп элементов подсоединены к разным входным контактам преобразователя, а соединенные между собой коммутирующие выводы электронных ключей разряда блоков конденсаторно-диодных ячеек одной и другой групп элементов подсоединены к разным контактам выхода преобразователя на нагрузку, при том, что преобразователь содержит два контакта выхода на нагрузку.The technical result is achieved by the fact that the transformerless stabilizing converter comprising a block of capacitor-diode cells, an electronic key of the charge of the block of capacitor-diode cells and two electronic key of the discharge of the block of capacitor-diode cells, according to the invention, contains two identical groups of elements, each of which includes a block of capacitor-diode cells, an electronic key of the charge of the block of capacitor-diode cells and two electronic keys of the discharge of the block of capacitor-diode cells, in addition to each of the groups of elements contains a measuring element of the input voltage, comparing the voltage at the input of the converter with a reference value of the output voltage, a unit for setting a standard that sets a reference correction voltage, depending on the results received by the measuring element of the input voltage, a measuring element of the correction voltage comparing the capacitor diode cells voltage with a reference correction voltage to control the charge of the block of capacitor-diode cells by monitoring the operation of the electronic charge switch and the shunt diode, which prevents the block of the capacitor-diode cells from being charged with reverse voltage, the elements in each group are connected as follows, the input voltage measuring element is connected to the input contacts of the converter and to the standard setting unit, which, in turn, connected to the measuring element of the correction voltage, which, in turn, is connected to the positive point of the block of capacitor-diode cells, the negative point of the block capacitor-diode cells and the control terminal of the electronic key of the charge of the block of capacitor-diode cells, one of the switching terminals of the electronic key of the charge is connected to the negative point of the block of capacitor-diode cells, the other switching terminal of the electronic key of the charge is connected to one of the input contacts of the converter, the converter contains two input contacts, another input contact of the converter is connected to a positive point of the block of capacitor-diode cells and to one of the switching terminals of the first an electronic key of the discharge of the block of capacitor-diode cells, another switching terminal of the first electronic key of the discharge is connected to the contact of the converter output to the load and one of the switching terminals of the second electronic key of the discharge of the block of capacitor-diode cells, the other switching terminal of the second electronic key of the discharge is connected to the negative point of the block capacitor-diode cells and the anode of the shunt diode, the cathode of which is connected to the positive point of the block of capacitor-diode cells, group eleme They are connected so that the positive points of the blocks of capacitor-diode cells of one and the other groups of elements are connected to different input contacts of the converter, and the interconnected switching outputs of the electronic keys of the discharge of the blocks of capacitor-diode cells of one and the other group of elements are connected to different contacts of the converter output to load, despite the fact that the converter contains two contact output to the load.

На фиг.1 представлена функциональная схема преобразователя. Устройство работает следующим образом. Ко входным контактам 1 и 2 подсоединены измерительные элементы входного напряжения 3 и 4, в которых происходит сравнение входного напряжения с эталонным, при этом в измерительном элементе 3 измеряется пиковое значение входного напряжения в полупериод, предшествующий полупериоду заряда блока конденсаторно-диодных ячеек 13, а в измерительном элементе 4 измеряется пиковое значение входного напряжения в полупериод, предшествующий полупериоду заряда блока конденсаторно-диодных ячеек 14. В зависимости от значений входных напряжений, блоки установки эталона 5 и 6 задают эталонные напряжения коррекции для измерительных элементов корректирующего напряжения 7 и 8 соответственно. В измерительном элементе корректирующего напряжения 7 измеряется напряжение, подаваемое на блок конденсаторно-диодных ячеек 13 в полупериод его заряда, соответственно в измерительном элементе корректирующего напряжения 8 измеряется напряжение, подаваемое на блок конденсаторно-диодных ячеек 14 в полупериод его заряда. В измерительных элементах корректирующего напряжения подаваемое напряжение непрерывно сравнивается с заданными эталонными напряжениями коррекции, когда растущее в полупериоде заряда значение напряжения достигает значения эталонного, на управляющий вывод электронного ключа заряда подается сигнал и ключ разрывает цепь заряда. Чем меньше пиковое значение напряжения, поступающее на измерительный элемент входного напряжения, тем больше задается значение эталонного напряжения на измерительном элементе корректирующего напряжения и тем больше времени полупериода заряда ключ заряда находится в открытом состоянии, таким образом происходит регулирование корректирующего напряжения. Благодаря тому, что напряжение разряда блока конденсаторно-диодных ячеек в n раз меньше напряжения его заряда, где n - количество конденсаторно-диодных ячеек в блоке конденсаторно-диодных ячеек, эталонное напряжение коррекции устанавливается в n раз больше, чем необходимое напряжение коррекции, что позволяет компенсировать даже небольшие отклонения напряжения от заданных значений. Включение и выключение всех электронных ключей управляется входным напряжением преобразователя, кроме ключей заряда, чье выключение и включение зависит еще и от сигнала с измерительного элемента корректирующего напряжения, кроме того, ключи заряда устроены так, что после включения устройства каждый из них начинает работать в штатном режиме только после подачи на вход преобразователя напряжения, запирающего этот ключ. Увеличение амплитуды пониженного входного напряжения до заданного значения на выходе устройства происходит следующим образом. Пусть при включении устройства в первом полупериоде входного напряжения на контакт 1 подается положительный потенциал относительно контакта 2, при этом срабатывают электронные ключи 11 и 18, здесь и в дальнейшем под срабатыванием ключа понимается замыкание цепи, измерительный элемент 4 через блок установки эталона 6 задает эталонное напряжение измерительному элементу 8, на выход устройства поступает нескорректированное напряжение, то есть равное входному, ток протекает по следующей цепи: входной контакт 1, электронный ключ 11, контакт выхода на нагрузку 19, нагрузка 21, контакт выхода на нагрузку 20, электронный ключ 18, шунтирующий диод 16, входной контакт 2. В следующем полупериоде срабатывают электронные ключи 10, 12, 17, при этом блок конденсаторно-диодных ячеек 14 заряжается до заданного значения по цепи: входной контакт 2, блок конденсаторно-диодных ячеек 14, электронный ключ 10, входной контакт 1. Измерительный элемент 3 через блок установки эталона 5 задает эталонное напряжение измерительному элементу 7, на выход устройства поступает нескорректированное напряжение, ток протекает по следующей цепи: входной контакт 2, электронный ключ 12, контакт выхода на нагрузку 20, нагрузка 21, контакт выхода на нагрузку 19, электронный ключ 17, шунтирующий диод 15, входной контакт 1. В следующем полупериоде срабатывают ключи 9, 11, 18, блок конденсаторно-диодных ячеек 13 заряжается до заданного значения, на выход устройства поступает скорректированное, то есть повышенное напряжение, ток протекает по следующей цепи: входной контакт 1, электронный ключ 11, контакт выхода на нагрузку 19, нагрузка 21, контакт выхода на нагрузку 20, электронный ключ 18, блок конденсаторно-диодных ячеек 14, входной контакт 2, при этом входное напряжение складывается на выходе с напряжением заряженного блока конденсаторно-диодных ячеек 14, так как источник входного напряжения и блок конденсаторно-диодных ячеек подключены к выходу на нагрузку последовательно. Начиная с этого полупериода все электронные ключи работают в штатном режиме, блоки конденсаторно-диодных ячеек заряжаются до заданных значений, их напряжения складываются со входным напряжением в соответствующие полупериоды разряда. Шунтирующие диоды 15 и 16 предотвращают заряд обратным напряжением блоков конденсаторно-диодных ячеек и возможный выход из строя конденсаторов в случае, если они остались незаряженными или полностью разрядились. В том случае, если конденсаторы блоков конденсаторно-диодных ячеек заряжены, их напряжение запирает соответствующие диоды 15 и 16 и ток протекает через блоки конденсаторно-диодных ячеек. Заряд каждого из блоков конденсаторно-диодных ячеек происходит в соответствии с пиковым значением напряжения в предшествующем полупериоде, если это значение равнялось нулю, то конденсаторы зарядятся максимально, а это значит что при включении преобразователя будет наблюдаться однократный скачок напряжения на выходе устройства. Во избежание этого, каждый из электронных ключей заряда начинает работу в штатном режиме после подачи на вход устройства полупериода входного напряжения, во время которого устанавливается эталонное напряжение коррекции для измерительного элемента, управляющего данным ключом, иными словами, после полупериода, запирающего данный ключ. Электронные ключи, измерительные элементы и блоки установки эталона могут быть реализованы разными техническими средствами, что принципиально не влияет на достижение заявленного технического результата, поэтому их устройство и принципиальные схемы не являются объектами патентования.Figure 1 presents the functional diagram of the Converter. The device operates as follows. The input voltage elements 3 and 4 are connected to the input contacts 1 and 2, in which the input voltage is compared with the reference one, while the peak value of the input voltage in the half-period preceding the half-period of the charge of the block of capacitor-diode cells 13 is measured in the measuring element 3, and in measuring element 4 measures the peak value of the input voltage in the half-cycle preceding the half-cycle of the charge of the block of capacitor-diode cells 14. Depending on the values of the input voltages, the units ovki reference 5 and 6 define the reference correction voltage for correcting the voltage measuring elements 7 and 8 respectively. The voltage applied to the block of capacitor-diode cells 13 in the half-cycle of its charge is measured in the measuring element of the correction voltage 7; accordingly, the voltage applied to the block of capacitor-diode cells 14 in the half-cycle of its charge is measured in the measuring element of the correction voltage 8. In the measuring elements of the correction voltage, the supplied voltage is continuously compared with the specified reference correction voltages, when the voltage growing in the charge half-cycle reaches the reference value, a signal is supplied to the control output of the electronic charge key and the key breaks the charge circuit. The lower the peak value of the voltage supplied to the measuring element of the input voltage, the more the value of the reference voltage on the measuring element of the correction voltage is set and the longer the charge half-time is in the open state, thus the correction voltage is regulated. Due to the fact that the discharge voltage of the block of capacitor-diode cells is n times less than the voltage of its charge, where n is the number of capacitor-diode cells in the block of capacitor-diode cells, the reference correction voltage is set to n times more than the necessary correction voltage, which allows compensate even small deviations of voltage from the set values. The on and off of all electronic keys is controlled by the input voltage of the converter, except for the charge keys, whose turning off and on also depends on the signal from the measuring element of the correction voltage, in addition, the charge keys are arranged so that after turning on the device each of them starts to work as usual only after applying to the input of the voltage converter that locks this key. The increase in the amplitude of the reduced input voltage to a predetermined value at the output of the device is as follows. Suppose that when the device is turned on in the first half-cycle of the input voltage, positive potential is applied to terminal 1 relative to terminal 2, while the electronic keys 11 and 18 are triggered, hereinafter referred to as the key actuation, we mean the circuit closure, the measuring element 4 sets the reference voltage through the setting unit 6 measuring element 8, the device receives an uncorrected voltage, that is, equal to the input, the current flows through the following circuit: input contact 1, electronic key 11, contact output to load 19, load 21, output contact to load 20, electronic key 18, shunt diode 16, input contact 2. In the next half-cycle, electronic keys 10, 12, 17 are triggered, while the block of capacitor-diode cells 14 is charged to a specified value by circuits: input contact 2, block of capacitor-diode cells 14, electronic key 10, input contact 1. The measuring element 3 through the installation unit of the standard 5 sets the reference voltage to the measuring element 7, the device receives an uncorrected voltage, the current flows through with of the following circuit: input contact 2, electronic key 12, output contact to load 20, load 21, output contact to load 19, electronic key 17, bypass diode 15, input contact 1. In the next half-cycle, keys 9, 11, 18, block the capacitor-diode cells 13 are charged to a predetermined value, the corrected voltage is applied to the output of the device, i.e. increased voltage, the current flows through the following circuit: input contact 1, electronic key 11, output contact to load 19, load 21, output contact to load 20, electronic key 18, block capacitor-diode cells 14, the input terminal 2, while the input voltage is added to the output with the voltage of the charged block of capacitor-diode cells 14, since the input voltage source and the block of capacitor-diode cells are connected to the output to the load in series. Starting from this half-cycle, all electronic switches work as usual, the blocks of the capacitor-diode cells are charged to the specified values, their voltages are added with the input voltage to the corresponding half-periods of the discharge. Shunt diodes 15 and 16 prevent reverse voltage charging of the blocks of capacitor-diode cells and the possible failure of the capacitors in the event that they remain uncharged or completely discharged. In the event that the capacitors of the blocks of the capacitor-diode cells are charged, their voltage closes the corresponding diodes 15 and 16 and the current flows through the blocks of the capacitor-diode cells. The charge of each of the blocks of capacitor-diode cells occurs in accordance with the peak voltage value in the previous half-cycle, if this value was zero, then the capacitors will be charged to the maximum, which means that when the converter is turned on, a single voltage jump at the device output will be observed. To avoid this, each of the electronic keys of the charge begins to operate normally after a half-period of input voltage is applied to the input of the device, during which a reference correction voltage is set for the measuring element that controls this key, in other words, after the half-cycle that locks this key. Electronic keys, measuring elements and installation blocks of the standard can be implemented by different technical means, which fundamentally does not affect the achievement of the claimed technical result, therefore, their device and circuit diagrams are not objects of patenting.

Claims (1)

Бестрансформаторный стабилизирующий преобразователь переменного напряжения, включающий блок конденсаторно-диодных ячеек, электронный ключ заряда блока конденсаторно-диодных ячеек и два электронных ключа разряда блока конденсаторно-диодных ячеек, отличающийся тем, что содержит две одинаковые группы элементов, каждая из которых включает в себя блок конденсаторно-диодных ячеек, электронный ключ заряда блока конденсаторно-диодных ячеек и два электронных ключа разряда блока конденсаторно-диодных ячеек, кроме того, каждая из групп элементов содержит измерительный элемент входного напряжения, сравнивающий напряжение на входе преобразователя с эталонным значением выходного напряжения, блок установки эталона, задающий эталонное напряжение коррекции, зависящее от полученных измерительным элементом входного напряжения результатов, измерительный элемент корректирующего напряжения, сравнивающий подаваемое на блок конденсаторно-диодных ячеек напряжение с эталонным напряжением коррекции для управления зарядом блока конденсаторно-диодных ячеек посредством контроля работы электронного ключа заряда и шунтирующий диод, предотвращающий заряд блока конденсаторно-диодных ячеек обратным напряжением, в составе каждой из групп элементы соединены следующим образом, измерительный элемент входного напряжения соединен с контактами входа преобразователя и с блоком установки эталона, который, в свою очередь, соединен с измерительным элементом корректирующего напряжения, который, в свою очередь, соединен с положительной точкой блока конденсаторно-диодных ячеек, отрицательной точкой блока конденсаторно-диодных ячеек и управляющим выводом электронного ключа заряда блока конденсаторно-диодных ячеек, один из коммутирующих выводов электронного ключа заряда соединен с отрицательной точкой блока конденсаторно-диодных ячеек, другой коммутирующий вывод электронного ключа заряда соединен с одним из входных контактов преобразователя, преобразователь содержит два входных контакта, другой входной контакт преобразователя соединен с положительной точкой блока конденсаторно-диодных ячеек и с одним из коммутирующих выводов первого электронного ключа разряда блока конденсаторно-диодных ячеек, другой коммутирующий вывод первого электронного ключа разряда соединен с контактом выхода преобразователя на нагрузку и одним из коммутирующих выводов второго электронного ключа разряда блока конденсаторно-диодных ячеек, другой коммутирующий вывод второго электронного ключа разряда соединен с отрицательной точкой блока конденсаторно-диодных ячеек и анодом шунтирующего диода, катод которого соединен с положительной точкой блока конденсаторно-диодных ячеек, группы элементов соединены так, что положительные точки блоков конденсаторно-диодных ячеек одной и другой групп элементов подсоединены к разным входным контактам преобразователя, а соединенные между собой коммутирующие выводы электронных ключей разряда блоков конденсаторно-диодных ячеек одной и другой групп элементов подсоединены к разным контактам выхода преобразователя на нагрузку, при том, что преобразователь содержит два контакта выхода на нагрузку. Transformerless stabilizing AC voltage converter, including a block of capacitor-diode cells, an electronic key of the charge of the block of capacitor-diode cells and two electronic keys of the discharge of the block of capacitor-diode cells, characterized in that it contains two identical groups of elements, each of which includes a capacitor block -diode cells, an electronic key of the charge of the block of capacitor-diode cells and two electronic keys of the discharge of the block of capacitor-diode cells, in addition, each of the groups This product contains an input voltage measuring element that compares the voltage at the converter input with the output voltage reference value, a standard installation unit that sets the correction correction voltage, which depends on the results received by the input voltage measurement element, and a correction voltage element that compares the voltage supplied to the block of capacitor-diode cells with a reference correction voltage for controlling the charge of a block of capacitor-diode cells by controlling the electronic key of the charge and the shunt diode, which prevents the block of capacitor-diode cells from being charged with reverse voltage, the elements in each of the groups are connected as follows, the input voltage measuring element is connected to the input contacts of the converter and to the standard setting unit, which, in turn, is connected with a correction voltage measuring element, which, in turn, is connected to a positive point of the block of capacitor-diode cells, a negative point of the block of capacitor-diode cells and the control output of the electronic key switch of the block of capacitor-diode cells, one of the switching terminals of the electronic key of the charge is connected to the negative point of the block of capacitor-diode cells, the other switching terminal of the electronic key of the charge is connected to one of the input contacts of the converter, the converter contains two input contacts, the other input terminal of the converter is connected to a positive point of the block of capacitor-diode cells and to one of the switching terminals of the first electronic switch a discharge of a block of capacitor-diode cells, another switching output of the first electronic key of the discharge is connected to the output terminal of the converter to the load and one of the switching conclusions of the second electronic key of the discharge of the block of capacitor-diode cells, another switching output of the second electronic key of the discharge is connected to a negative point of the block of the capacitor-diode diode cells and the anode of the shunt diode, the cathode of which is connected to the positive point of the block of capacitor-diode cells, the groups of elements are connected so then the positive points of the blocks of capacitor-diode cells of one and the other groups of elements are connected to different input contacts of the converter, and the interconnected switching outputs of the electronic keys of the discharge of the blocks of capacitor-diode cells of one and the other group of elements are connected to different contacts of the converter output to the load, that the converter contains two output contact pins.
RU2012134017/08A 2012-08-08 2012-08-08 Transformless stabilising alternating-current converter RU2490691C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012134017/08A RU2490691C1 (en) 2012-08-08 2012-08-08 Transformless stabilising alternating-current converter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012134017/08A RU2490691C1 (en) 2012-08-08 2012-08-08 Transformless stabilising alternating-current converter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2490691C1 true RU2490691C1 (en) 2013-08-20

Family

ID=49162970

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012134017/08A RU2490691C1 (en) 2012-08-08 2012-08-08 Transformless stabilising alternating-current converter

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2490691C1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU559229A1 (en) * 1975-02-03 1977-05-25 Киевский технологический институт легкой промышленности AC Stabilized Power Supply
RU2239225C2 (en) * 2003-01-08 2004-10-27 Государственное учреждение Научно-исследовательский институт информатики и процессов управления Красноярского государственного технического университета Method for control of impulse voltage regulator
US20070262763A1 (en) * 2006-05-15 2007-11-15 Sharp Kabushiki Kaisha Power supply circuit device and electronic apparatus provided therewith

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU559229A1 (en) * 1975-02-03 1977-05-25 Киевский технологический институт легкой промышленности AC Stabilized Power Supply
RU2239225C2 (en) * 2003-01-08 2004-10-27 Государственное учреждение Научно-исследовательский институт информатики и процессов управления Красноярского государственного технического университета Method for control of impulse voltage regulator
US20070262763A1 (en) * 2006-05-15 2007-11-15 Sharp Kabushiki Kaisha Power supply circuit device and electronic apparatus provided therewith

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
БРАСЛАВСКИЙ Л.М. и др. Бестрансформаторный преобразователь с комбинированной стабилизацией напряжения. Полупроводниковая электроника в технике связи: Сборник статей, Выпуск 20. - М.: Связь, 1980, с.194-200. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2018218181B2 (en) Battery system
US9698690B2 (en) Control method and control circuit for four-switch buck-boost converter
US9806618B2 (en) Power converting device and power conditioner using the same
US20170149336A1 (en) Power-converting device and power conditioner using the same
US9399401B2 (en) Battery charging apparatus for electric vehicle
US20160105096A1 (en) Power factor correction controller and power supply apparatus using the same
KR101637650B1 (en) Dc-dc converter
US20190115779A1 (en) On-Board Charging System
US20150115875A1 (en) Charging circuit
KR20120007224A (en) Energy storage system
US20230016562A1 (en) Controlling on-time of energy modules of an energy storage
EP3576271A1 (en) Dc charging system for storage battery of electric vehicle
CN111064356A (en) Power supply circuit capable of improving power factor
US20230074022A1 (en) Power converter topologies with power factor correction circuits controlled using adjustable deadtime
KR101220910B1 (en) Zero voltage discharge circuit having active switching elements of parallel type
CN108521848B (en) Network feedback unit and electric drive system
US20210066924A1 (en) Operation voltage control circuit device for solar cells connected in series or other power supplies
JP2016073121A (en) Switching power supply
RU2490691C1 (en) Transformless stabilising alternating-current converter
KR101197078B1 (en) Zero voltage discharge circuit with active switching elements
US20230071003A1 (en) Power factor correction circuits controlled using adjustable deadtime
US11539223B2 (en) Charging/discharging apparatus
TWI550377B (en) Swtiching power voltage regulator
KR101239628B1 (en) Dc-dc converter
JP6949632B2 (en) Power supply and voltage adjustment circuit

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170809