RU2588581C1 - Power supply with current input - Google Patents
Power supply with current input Download PDFInfo
- Publication number
- RU2588581C1 RU2588581C1 RU2014154470/07A RU2014154470A RU2588581C1 RU 2588581 C1 RU2588581 C1 RU 2588581C1 RU 2014154470/07 A RU2014154470/07 A RU 2014154470/07A RU 2014154470 A RU2014154470 A RU 2014154470A RU 2588581 C1 RU2588581 C1 RU 2588581C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- current
- power
- wave rectifier
- power supply
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Ac-Ac Conversion (AREA)
- Rectifiers (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электротехнике, в частности к блокам питания микропроцессорных устройств релейной защиты и автоматики, и может найти применение в реализации блоков питания при организации питания устройств от фазных токов.The invention relates to electrical engineering, in particular to power supplies for microprocessor-based devices for relay protection and automation, and can find application in the implementation of power supplies for organizing power supply of devices from phase currents.
Достаточно часто распределительные устройства и трансформаторные подстанции не имеют отдельно выделенной цепи напряжения оперативного питания микропроцессорных устройств релейной защиты и автоматики. В таком случае питание устройств защиты организуется от цепей токовых трансформаторов фаз, обычно для этого используют трансформаторы тока, установленные на шине фазы A и шине фазы C.Quite often, switchgears and transformer substations do not have a separate dedicated supply voltage circuit for microprocessor-based relay protection and automation devices. In this case, the power supply of the protection devices is organized from the circuits of current phase transformers, usually for this they use current transformers installed on the phase A bus and phase C bus.
Известен блок питания, имеющий в том числе токовый вход, содержащий входной трансформатор тока, первичная обмотка которого соединена со вторичной обмоткой фазного трансформатора тока трансформаторной станции (либо распределительного устройства), вторичная - со входом двухтактного выпрямителя, который нагружен через разделительный диод на емкостной фильтр и при этом соединен с параллельно включенным силовым транзистором, силовой транзистор управляется схемой управления, информационный вход которой соединен с емкостным фильтром (Блок питания БПК-001, ОАО "ВНИИР", г. Чебоксары - http://www/naladka.by/?id:=259). Данный блок устанавливается на каждый микропроцессорный терминал релейной защиты, имеет массогабаритные характеристики, схожие с характеристики собственно микропроцессорного терминала.A power supply unit is known, including a current input comprising an input current transformer, the primary winding of which is connected to the secondary winding of a phase current transformer of a transformer station (or switchgear), the secondary one is connected to a push-pull rectifier input, which is loaded through a diode to a capacitive filter and while connected to a parallel-connected power transistor, the power transistor is controlled by a control circuit, the information input of which is connected to a capacitive filter (Block power supply BPK-001, JSC "VNIIR", Cheboksary - http: //www/naladka.by/? id: = 259). This unit is installed on each microprocessor relay protection terminal; it has weight and size characteristics similar to the characteristics of the microprocessor terminal itself.
Известно также устройство Орион-БП-2 (Захаров Ο.Γ. Источники питания для схем с цифровыми устройствами релейной защиты, стр. 18-19), представляющее собой источник питания с токовым входом, структура построения которого аналогична блоку питания БПК-001. Это устройство так же, как и вышеуказанное, имеет большие габариты.The Orion-BP-2 device (Zakharov Ο.Γ. Power supplies for circuits with digital relay protection devices, pp. 18-19) is also known. It is a power supply with a current input, the construction structure of which is similar to the BPK-001 power supply. This device, like the above, has large dimensions.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является известный источник питания БПК-4 (Захаров О.Г. Источники питания для схем с цифровыми устройствами релейной защиты, стр. 14-15), выполненный в соответствии с техническим решением по патенту РФ 2216844. Этот источник содержит входной трансформатор тока, соединенный со вторичной обмоткой фазного трансформатора тока, установленного на фазной шине, и являющийся элементом электрооборудования трансформаторной подстанции; двухполупериодный выпрямитель, вход которого соединен со вторичной обмоткой входного трансформатора тока; силовой транзисторный ключ, соединенный своими силовыми выводами параллельно выходу двухполупериодного выпрямителя; схему управления, разделительный диод и емкостной фильтр; разделительный диод, анодом соединенный с плюсовым выходом двухполупериодного выпрямителя, катодом - с конденсатором емкостного фильтра; в котором, кроме того, информационный вход схемы управления соединен с конденсатором емкостного фильтра, а выход управления - с управляющим электродом силового транзистора.Closest to the proposed technical solution is the well-known power source BPK-4 (O.G. Zakharov, Power Supplies for Circuits with Digital Relay Protection Devices, pp. 14-15), made in accordance with the technical solution of RF patent 2216844. This source contains input current transformer connected to the secondary winding of the phase current transformer mounted on the phase bus, and which is an element of the electrical equipment of the transformer substation; a half-wave rectifier, the input of which is connected to the secondary winding of the input current transformer; a power transistor switch connected by its power terminals parallel to the output of a half-wave rectifier; control circuit, isolation diode and capacitive filter; a dividing diode, the anode connected to the positive output of a half-wave rectifier, the cathode with a capacitor of a capacitive filter; in which, in addition, the information input of the control circuit is connected to the capacitor of the capacitive filter, and the control output is connected to the control electrode of the power transistor.
Принцип работы известного блока питания БПК-4 состоит в следующем. Допустим, что в исходном состоянии конденсатор емкостного фильтра разряжен и на нем отсутствует напряжение. В этом случае схема управления не выдает на силовой транзистор управляющее напряжение и транзистор закрыт, т.е. через его силовые выводы не протекает ток. При протекании тока в фазной шине установленный на ней трансформатор тока формирует в своей вторичной обмотке ток, который поступает в первичную обмотку входного трансформатора тока рассматриваемого устройства. Через двухполупериодный выпрямитель, разделительный диод и обкладки конденсатора емкостного фильтра начинает протекать ток заряда конденсатора, напряжение на нем, соответственно, начинает увеличиваться. В некоторый момент времени напряжение на конденсаторе достигает уровня срабатывания схемы управления, которая выдает управляющий сигнал на управляющий электрод силового транзистора, переводя его в открытое состояние, т.е. в состояние, при котором через силовые выводы транзистора протекает ток, и выход двухполупериодного выпрямителя шунтируется силовым транзистором. Это приводит к тому, что прекращается протекание зарядного тока конденсатора, напряжение на нем перестает расти и через некоторое время начинает уменьшаться из-за токов саморазряда конденсатора и тока нагрузки, подключенной параллельно конденсатору емкостного фильтра. Разряду конденсатора при замкнутом силовом транзисторе препятствует разделительный диод.The principle of operation of the known BPK-4 power supply unit is as follows. Assume that in the initial state the capacitor of the capacitive filter is discharged and there is no voltage on it. In this case, the control circuit does not provide a control voltage to the power transistor and the transistor is closed, i.e. no current flows through its power terminals. When current flows in the phase bus, the current transformer installed on it generates a current in its secondary winding, which enters the primary winding of the input current transformer of the device in question. A capacitor charge current flows through a half-wave rectifier, an isolation diode, and the capacitor plate of a capacitive filter, and the voltage across it, accordingly, begins to increase. At some point in time, the voltage across the capacitor reaches the response level of the control circuit, which provides a control signal to the control electrode of the power transistor, turning it into an open state, i.e. in a state in which current flows through the power terminals of the transistor, and the output of the half-wave rectifier is shunted by the power transistor. This leads to the fact that the flow of the charging current of the capacitor stops, the voltage on it ceases to increase and after a while begins to decrease due to the self-discharge currents of the capacitor and the load current connected in parallel to the capacitor of the capacitive filter. A capacitor discharge with a closed power transistor is prevented by an isolation diode.
Через некоторое время напряжение на конденсаторе емкостного фильтра снизится настолько, что вновь сработает схема управления и закроет силовой транзистор, восстановив тем самым цепь заряда конденсатора емкостного фильтра. Напряжение на конденсаторе емкостного фильтра вновь начнет увеличиваться, и описанный процесс ограничения напряжения на конденсаторе вновь повторится.After some time, the voltage across the capacitor of the capacitive filter will decrease so much that the control circuit will work again and close the power transistor, thereby restoring the charge circuit of the capacitor of the capacitive filter. The voltage across the capacitor of the capacitive filter will begin to increase again, and the described process of limiting the voltage across the capacitor will be repeated again.
Этому известному источнику питания также свойственны недостатки рассмотренных выше технических решений - применение входных трансформаторов тока приводит к увеличению габаритов, такие блоки питания часто рассчитаны на обслуживание нескольких микропроцессорных устройств релейной защиты и автоматики, что в некоторых случаях является неприемлемым как по экономическим соображениям, так и по условиям размещения и надежности. Обеспечение индивидуальным питанием от токовых цепей подстанций каждого микропроцессорного устройства повышает надежность защиты энергетического распределительного оборудования, однако решение этой задачи известными техническими решениями связано с увеличением затрат.This known power source also has the drawbacks of the technical solutions discussed above - the use of input current transformers leads to an increase in size, such power supplies are often designed to service several microprocessor-based relay protection and automation devices, which in some cases is unacceptable both for economic reasons and for placement conditions and reliability. Providing individual power from the current circuits of substations of each microprocessor device increases the reliability of protection of power distribution equipment, however, the solution of this problem by known technical solutions is associated with increased costs.
Задачей предлагаемого изобретения является удешевление и уменьшение габаритов.The task of the invention is to reduce the cost and reduce the size.
Поставленная задача достигается тем, что в качестве входного трансформатора тока использован фазный трансформатор тока трансформаторной подстанции, при этом силовой ключ включен параллельно входу двухполупериодного выпрямителя, а в качестве силового ключа использован симметричный тиристор, при этом схема управления выполнена в виде цепи из последовательно включенных токоограничивающего резистора и порогового элемента, например симметричного стабилитрона либо симметричного супрессора, соединенной одним концом со входом двухполупериодного выпрямителя, другим - с управляющим электродом тиристора.The task is achieved in that a phase current transformer of a transformer substation is used as an input current transformer, while the power switch is connected parallel to the input of a half-wave rectifier, and a symmetric thyristor is used as a power switch, while the control circuit is made in the form of a circuit of series-connected current-limiting resistor and a threshold element, for example, a symmetrical zener diode or a symmetric suppressor, connected at one end to the input of a half-half a period rectifier, the other with a thyristor control electrode.
На фиг. 1 представлена функциональная схема заявленного блока питания.In FIG. 1 shows a functional diagram of the claimed power supply.
Предлагаемый блок содержит (фиг. 1) силовой ключ 1, в качестве которого использован симметричный тиристор; схему 2 управления в виде цепи из последовательно соединенных токоограничительного резистора 3 и симметричного стабилитрона (либо симметричного супрессора) 4; двухполупериодный выпрямитель 5; емкостной фильтр 6; разделительный диод 7, включенный в прямом направлении между положительным выводом выпрямителя и положительным выводом емкостного фильтра 6. Силовой ключ 1 включен силовыми выводами параллельно входу двухполупериодного выпрямителя 5. Параллельно силовым выводам силового ключа 1 подключена цепь из последовательно соединенных токоограничительного резистора 3 и симметричного стабилитрона (либо супрессора) 4, второй конец которой соединен с управляющим электродом симметричного тиристора силового ключа 1. Выводы силового ключа 1 являются входом предлагаемого блока питания, клеммы емкостного фильтра 6 - выходом блока питания. Для гальванической развязки с нагрузкой могут быть применены известные преобразователи постоянного напряжения в постоянное на основе малогабаритных импульсных трансформаторов (условно не показано).The proposed unit contains (Fig. 1) a
В качестве симметричного тиристора 1 может быть применен серийно выпускаемый симмистор типа ТС132-80-10 Запорожского завода "Преобразователь". В качестве двухполупериодного выпрямителя 5 может быть применена монолитная диодная сборка, выпускаемая серийно, например - KBU10M фирмы CrownpoTechnology; в качестве емкостного фильтра 6 может быть применен, например, серийно выпускаемый электролитический конденсатор типа TKR101M2GL35M фирмы Jamicon; в качестве разделительного диода 7 может быть применен полупроводниковый диод типа BYV26E фирмы Vishay, анод которого соединен с положительным выводом двухполупериодного выпрямителя 4, а катод - с положительным выводом электролитического конденсатора емкостного фильтра 6; в качестве остальных элементов могут применяться серийно выпускаемые элементы по прямому назначению.As a
Предлагаемый блок питания работает следующим образом.The proposed power supply operates as follows.
Допустим, что вход устройства подключен ко вторичной обмотке фазного трансформатора тока и что ток в нем отсутствует. Тогда в исходном состоянии в устройстве не протекают токи и отсутствуют напряжения на выводах компонентов. В этом случае зарядный ток конденсатора емкостного фильтра 6 отсутствует, напряжение на конденсаторе фильтра практически равно нулю, схема управления 2 не пропускает ток в управляющий электрод симмистора 1, он находится в закрытом состоянии, т.е. ток через него не протекает. Напряжение на выходе устройства равно нулю.Suppose that the input of the device is connected to the secondary winding of a phase current transformer and that there is no current in it. Then, in the initial state, no currents flow in the device and there are no voltages at the terminals of the components. In this case, the charging current of the capacitor of the
Пусть в некоторый момент времени во вторичной обмотке фазного трансформатора тока появился ток. Так как силовой ключ 1 симметричного тиристора закрыт, этот ток пройдет через двуполупериодный выпрямитель 5, разделительный диод 7 в конденсатор емкостного фильтра 6, напряжение на котором начнет увеличиваться. Одновременно начнет увеличиваться напряжение и на силовых электродах ключа 1 и в цепи управления 2. В некоторый момент времени напряжение на цепи 2 управления достигнет уровня пробоя симметричного стабилитрона (либо симметричного супрессора), в результате чего в управляющий электрод симметричного тиристора 1 начнет протекать ток управления и он перейдет в открытое состояние, напряжение на его выводах упадет до малого уровня (от 2,2 до 2,5 B в зависимости от типа тиристора), симметричный стабилитрон (симметричный супрессор) прекратит пропускать ток в цепи 2 управления. Зарядный ток емкостного фильтра 6 прервется. Разделительный диод 7 предотвратит разряд емкостного фильтра 6 через цепь заряда. При смене полярности тока фазного трансформатора тока описанные процессы формирования зарядного тока емкостного фильтра 6 вновь повторятся.Let a current appear at a certain moment in the secondary winding of the phase current transformer. Since the
Таким образом осуществляется непрерывное протекание тока фазного трансформатора, внешнего по отношению к предлагаемому устройству, с периодическим его переключением в цепь заряда емкостного фильтра 6, напряжение на котором будет поддерживаться и значение его будет определяться напряжением пробоя симметричного стабилитрона (симметричного супрессора).Thus, a continuous flow of current of the phase transformer external to the proposed device is carried out with its periodic switching to the charge circuit of the
Источники информацииInformation sources
1. http://www/naladka.by/?id=2591.http: //www/naladka.by/? Id = 259
2. Захаров О.Г. Источники питания для схем с цифровыми устройствами релейной защиты. - М.: НПФ "Энергопрогресс", 2011. - С. 14-15.2. Zakharov O.G. Power supplies for circuits with digital relay protection devices. - M .: NPF Energoprogress, 2011. - P. 14-15.
3. Патент RU 2216844, H02M 7/12. Источник питания комбинированный / Езерский С.В., Миров А.В., Потапенко В.И., Алексеев Ю.А. - Опубл.: 20.11.2003. Бюл. №32.3. Patent RU 2216844,
Claims (1)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
UAA201411045 | 2014-10-09 | ||
UAA201411045A UA112681C2 (en) | 2014-10-09 | 2014-10-09 | POWER SUPPLY WITH CURRENT INPUT |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2588581C1 true RU2588581C1 (en) | 2016-07-10 |
Family
ID=56370581
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014154470/07A RU2588581C1 (en) | 2014-10-09 | 2014-12-30 | Power supply with current input |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2588581C1 (en) |
UA (1) | UA112681C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2771461C1 (en) * | 2021-01-18 | 2022-05-04 | Общество с ограниченной ответственностью "Надежные технические решения" (ООО "НТР") | Power supply unit with a current input |
RU220217U1 (en) * | 2023-04-24 | 2023-09-04 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В.И. Ульянова (Ленина)" | Power supply with current input |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU138995A1 (en) * | 1960-11-17 | 1960-11-30 | А.А. Воскресенский | Device for supplying operational protection circuits with rectified alternating current |
US5913136A (en) * | 1996-08-21 | 1999-06-15 | Commissariat A L'energie Atomique | Process for making a transistor with self-aligned source and drain contacts |
RU2496204C1 (en) * | 2012-05-03 | 2013-10-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" | Secondary uninterrupted power supply with power takeoff from phase conductor current |
-
2014
- 2014-10-09 UA UAA201411045A patent/UA112681C2/en unknown
- 2014-12-30 RU RU2014154470/07A patent/RU2588581C1/en active IP Right Revival
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU138995A1 (en) * | 1960-11-17 | 1960-11-30 | А.А. Воскресенский | Device for supplying operational protection circuits with rectified alternating current |
US5913136A (en) * | 1996-08-21 | 1999-06-15 | Commissariat A L'energie Atomique | Process for making a transistor with self-aligned source and drain contacts |
RU2496204C1 (en) * | 2012-05-03 | 2013-10-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" | Secondary uninterrupted power supply with power takeoff from phase conductor current |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2771461C1 (en) * | 2021-01-18 | 2022-05-04 | Общество с ограниченной ответственностью "Надежные технические решения" (ООО "НТР") | Power supply unit with a current input |
RU220217U1 (en) * | 2023-04-24 | 2023-09-04 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В.И. Ульянова (Ленина)" | Power supply with current input |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
UA112681C2 (en) | 2016-10-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10680428B2 (en) | Energy supply | |
US20120146592A1 (en) | Method for discharging an intermediate circuit capacitor of an intermediate voltage circuit converter | |
MX354807B (en) | Resonant step-down dc-dc power converters. | |
US10944333B2 (en) | Power supply unit for a self-powered intelligent electronic device | |
US20140015322A1 (en) | Circuit and method for providing hold-up time in a dc-dc converter | |
Miao et al. | A self-powered bidirectional DC solid state circuit breaker using two normally-on SiC JFETs | |
US20170093185A1 (en) | Circuit for balancing capacitor voltages at capacitors in a dc circuit | |
US20210091561A1 (en) | Electronic switch with overvoltage limiter | |
JP2017118754A (en) | DCDC converter | |
GB915853A (en) | Inverter network utilising controlled semi-conductor devices | |
RU2588581C1 (en) | Power supply with current input | |
US3961204A (en) | Firing circuit for an electric valve | |
EP2945246A1 (en) | Voltage adjusting apparatus | |
WO2020136017A8 (en) | Pulse circuit for providing a fault current in a dc voltage power supply grid | |
RU115132U1 (en) | AUTONOMOUS INVERTER VOLTAGE CONVERTER | |
US20170346409A1 (en) | Dc-dc converter | |
US9600012B2 (en) | Internal power supply of a device | |
RU2771461C1 (en) | Power supply unit with a current input | |
RU139329U1 (en) | REVERSIBLE PULSE CONVERTER WITH REVERSABLE MODULATORS | |
RU149858U1 (en) | VOLTAGE RETURN CONVERTER WITH PROTECTIVE CIRCUIT DURING INPUT VOLTAGE | |
EP3346802B1 (en) | Apparatus for operating one or more lighting devices | |
JP6875253B2 (en) | DC power supply | |
RU181460U1 (en) | A device for balancing voltage in a four-wire high-voltage network | |
SU440753A1 (en) | AC to DC transformerless converter | |
SU574832A1 (en) | Dc-to-dc converter |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20191231 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20201123 |