RU2601419C1 - Secondary power supply - Google Patents
Secondary power supply Download PDFInfo
- Publication number
- RU2601419C1 RU2601419C1 RU2015151219/07A RU2015151219A RU2601419C1 RU 2601419 C1 RU2601419 C1 RU 2601419C1 RU 2015151219/07 A RU2015151219/07 A RU 2015151219/07A RU 2015151219 A RU2015151219 A RU 2015151219A RU 2601419 C1 RU2601419 C1 RU 2601419C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- current transformer
- output
- load
- secondary winding
- smoothing capacitor
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
- H02M7/02—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
- H02M7/04—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters
- H02M7/12—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M7/21—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M7/217—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
- H02M7/219—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only in a bridge configuration
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области электротехники и электроники, в частности к вторичным преобразователям переменного тока в постоянное напряжение.The invention relates to the field of electrical engineering and electronics, in particular to secondary converters of alternating current to direct voltage.
Известен вторичный источник бесперебойного питания с отбором мощности от тока фазного провода, содержащий трансформатор тока, первичной обмоткой которого служит фазный провод, трансформатор напряжения, первичная обмотка которого подключена к вторичной обмотке трансформатора тока, а вторичная обмотка подключена к входу выпрямительного диодного моста с сглаживающей емкостью. Выходные зажимы выпрямительного диодного моста подключены к входным зажимам стабилизатора напряжения, выполненного по схеме DC-DC конвертора. Выходные зажимы DC-DC конвертора подключены к включенным параллельно нагрузке источника питания и аккумуляторной батарее (Бунин А.В., Вишняков С.В., Геворкян В.М., Казанцев Ю.А. и др. Проблема создания источника питания автономного комплексного измерительного устройства высокого напряжения. Тезисы доклада. Труды. XXII Международная конференция «Электромеханика, электротехнологии, электротехнические материалы и компоненты» МКЭЭЭ-2008, Крым, Алушта, 24 сентября - 4 октября 2008 г. Секция 2 - Электромеханика, с. 297-298).Known is a secondary uninterruptible power supply with power take-off from a phase wire current, comprising a current transformer whose primary winding is a phase wire, a voltage transformer whose primary winding is connected to the secondary winding of the current transformer, and the secondary winding is connected to the input of the rectifier diode bridge with a smoothing capacitance. The output terminals of the rectifier diode bridge are connected to the input terminals of a voltage stabilizer made according to the DC-DC converter circuit. The output terminals of the DC-DC converter are connected to the load of the power source and the battery connected in parallel (Bunin A.V., Vishnyakov S.V., Gevorkyan V.M., Kazantsev Yu.A. et al. The problem of creating an autonomous integrated measurement power supply high voltage devices. Abstracts. Proceedings. XXII International Conference "Electromechanics, Electrotechnologies, Electrotechnical Materials and Components" FEEEE-2008, Crimea, Alushta, September 24 - October 4, 2008 Section 2 - Electromechanics, pp. 297-298).
Недостатком известного вторичного источника отбора мощности является сложность конструкции в сочетании с неустойчивостью работы в широком диапазоне изменения фазного тока в проводе линии передачи.A disadvantage of the known secondary power take-off source is the design complexity combined with instability in a wide range of phase current changes in the wire of the transmission line.
Наиболее близким по технической сущности к изобретению является вторичный источник бесперебойного питания с отбором мощности от фазного тока, содержащий трансформатор тока, первичная обмотка которого включена в цепь фазного провода, трансформатор напряжения, первичная обмотка которого подключена к вторичной обмотке трансформатора тока, а вторичная обмотка соединена с входом выпрямительного диодного моста с сглаживающим конденсатором, выходные зажимы выпрямительного диодного моста подключены к входным зажимам стабилизатора напряжения, выполненного по схеме DC-DC конвертора, а выходные зажимы DC-DC конвертора подключены к включенным параллельно нагрузке источника питания, аккумуляторной батарее и шунтирующим ветвям, управляемым делителями напряжения. Шунтирующие ветви включены параллельно входным зажимам стабилизатора напряжения и образованы последовательно соединенными транзистором и балластной нагрузкой, включенной в цепь коллектора транзистора, база которого подключена к выходу делителя напряжения, выполненного в виде последовательно соединенных резисторов, включенных параллельно входным зажимам стабилизатора напряжения (Патент РФ №2379742 от 25.12.08 г., G05F 1/618, БИ №2 от 20.01.10 г.).The closest in technical essence to the invention is a secondary uninterruptible power supply with power take-off from a phase current, comprising a current transformer whose primary winding is included in the phase wire circuit, a voltage transformer whose primary winding is connected to the secondary winding of the current transformer, and the secondary winding is connected to the input of the rectifier diode bridge with a smoothing capacitor, the output terminals of the rectifier diode bridge are connected to the input terminals of the voltage regulator a circuit made according to the DC-DC converter circuit, and the output terminals of the DC-DC converter are connected to the load of the power supply, the battery and the shunt branches controlled by voltage dividers connected in parallel. The shunt branches are connected in parallel with the input terminals of the voltage stabilizer and are formed by serially connected transistor and ballast load included in the collector circuit of the transistor, the base of which is connected to the output of the voltage divider made in the form of series-connected resistors connected in parallel with the input terminals of the voltage stabilizer (RF Patent No. 2379742 from 12/25/08,
Недостатком такого вторичного источника отбора мощности является сложность конструкции, определяемая трансформатором напряжения, в сочетании с большой мощностью, рассеиваемой в балластных нагрузках при работе в широком диапазоне изменения фазного тока в проводе линии передачи.The disadvantage of such a secondary power take-off source is the design complexity determined by the voltage transformer, combined with the high power dissipated in ballast loads when operating in a wide range of phase current changes in the transmission line wire.
Техническим результатом изобретения является упрощение конструкции и одновременно увеличение коэффициента полезного действия с увеличением надежности работы устройства в широком диапазоне изменения тока в цепи отбора мощности.The technical result of the invention is to simplify the design and at the same time increase the efficiency with increasing reliability of the device in a wide range of current changes in the power take-off circuit.
Технический результат достигается тем, что вторичный источник питания, содержащий трансформатор тока со вторичной обмоткой, первичная обмотка которого включена в цепь отбора мощности, транзисторы с включенными резисторами в цепи затворов, а истоки транзисторов соединены вместе и подключены к выводу нагрузки и первому выводу сглаживающего конденсатора, а второй вывод нагрузки соединен с вторым выводом сглаживающего конденсатора, он снабжен двумя диода, катоды которых соединены и подключены к второму выводу нагрузки и сглаживающего конденсатора, систему управления, подключенную параллельно нагрузке и сглаживающему конденсатору, один из выходов которой подключен к первому выходу вторичной обмотки трансформатора тока и к резистору, включенному в цепь затвора одного из транзисторов, сток которого подключен к аноду одного из диодов и второму выходу вторичной обмотки трансформатора тока, который подключен к другому выходу системы управления и к резистору, включенному в цепь затвора другого транзистора, сток которого подключен к первому выходу вторичной обмотки трансформатора тока и к аноду второго диода.The technical result is achieved in that a secondary power source containing a current transformer with a secondary winding, the primary winding of which is included in the power take-off circuit, transistors with resistors turned on in the gate circuit, and the sources of the transistors are connected together and connected to the load terminal and the first terminal of the smoothing capacitor, and the second terminal of the load is connected to the second terminal of the smoothing capacitor, it is equipped with two diodes, the cathodes of which are connected and connected to the second terminal of the load and the smoothing a capacitor, a control system connected in parallel with the load and the smoothing capacitor, one of the outputs of which is connected to the first output of the secondary winding of the current transformer and to a resistor included in the gate circuit of one of the transistors, the drain of which is connected to the anode of one of the diodes and the second output of the secondary transformer current, which is connected to another output of the control system and to a resistor included in the gate circuit of another transistor, the drain of which is connected to the first output of the secondary transformer winding Matora current and to the anode of the second diode.
Сущность технического решения поясняется чертежом, на котором показана эквивалентная схема вторичного источника питания.The essence of the technical solution is illustrated by the drawing, which shows an equivalent circuit of a secondary power source.
Вторичный источник питания, содержащий трансформатор тока 1 со вторичной обмоткой 2, первичная обмотка которого включена в цепь отбора мощности 3, транзисторы 4 и 5 с включенными резисторами 6 и 7 в цепи затворов, а истоки транзисторов 4, 5 соединены вместе и подключены к выводу нагрузки 8 и первому выводу сглаживающего конденсатора 9, а второй вывод нагрузки 8 соединен с вторым выводом сглаживающего конденсатора 9, два диода 10 и 11, катоды которых соединены, подключены ко второму выводу нагрузки 8 и сглаживающего конденсатора 9, система управления 12 подключена параллельно нагрузке 8 и сглаживающему конденсатору 9, один из выходов которой подключен к первому выходу вторичной обмотки 2 трансформатора тока 1 и к резистору 6, включенному в цепь затвора транзистора 4, сток которого подключен к аноду одного диода 11 и второму выходу вторичной обмотки 2 трансформатора тока 1, который подключен к другому выходу системы управления 12 и к резистору 7, включенному в цепь затвора другого транзистора 5, сток которого подключен к первому выходу вторичной обмотки 2 трансформатора тока 1 и к аноду другого диода 10.A secondary power supply containing a
Вторичный источник питания работает следующим образомThe secondary power source operates as follows
Трансформатор тока 1 трансформирует переменный ток, протекающий по первичной обмотке, включенной в цепь отбора мощности 3, с коэффициентом трансформации, равным отношению витков первичной обмотки к количеству витков вторичной обмотки 2.The
В первые моменты времени после начала протекания тока в первичной обмотке трансформатора тока положительная полуволна тока вторичной обмотки 2 трансформатора тока 1 замыкается по контуру, содержащему вторичную обмотку 2 трансформатора тока 1, диод 10, параллельное соединение сглаживающего конденсатора 9 и нагрузки 8 и внутренний диод, являющийся частью структуры транзистора 4.In the first moments of time after the beginning of the flow of current in the primary winding of the current transformer, the positive half-wave of the current of the
Отрицательная полуволна тока вторичной обмотки 2 трансформатора 1 замыкается по контуру, содержащему вторичную обмотку 2 трансформатора тока 1, диод 10, параллельное соединение сглаживающего конденсатора 9 и нагрузки 8, внутренний диод, входящий в структуру транзистора 5.The negative half-wave of the current of the
Для уменьшения потерь в транзисторах 4 и 5 в цепь затвора включены резисторы 6 и 7, обеспечивающие режим активного выпрямления для транзисторов 4 и 5. Режим активного выпрямления обеспечивается за счет того, что при протекании положительной полуволны тока вторичной обмотки 2 потенциал затвора транзистора 4 становится отпирающем, поскольку резистор 6, включенный в его затвор, подключен к выводу вторичной обмотки 2 трансформатора тока 1, находящимся под положительным потенциалом относительно истока транзистора 4, что обеспечивает его открытие. При протекании отрицательной полуволны тока вторичной обмотки 2 трансформатора тока 1, за счет включения резистора 7, обеспечивается режим активного выпрямления транзистора 5.To reduce losses in
Основной функцией системы управления 12 (СУ) является функция регулирования выходного напряжения. В случае если необходимо уменьшить напряжение на нагрузке 8 и сглаживающем конденсаторе 9, система управления 12 принудительно включает оба транзистора: 4 и 5. В таком случае, ток вторичной обмотки 2 трансформатора тока 1 замыкается по контуру, содержащему транзистор 4, транзистор 5 и вторичную обмотку 2 трансформатора тока 1. Данный режим называется режимом «байпас» и характеризуется формированием короткого замыкания вторичной обмотки 2 трансформатора тока 1.The main function of the control system 12 (SU) is the function of regulating the output voltage. If it is necessary to reduce the voltage at the
Для увеличения напряжение на нагрузке, система управления 12 снимает импульсы управления с затворов транзисторов 4 и 5, что приводит к тому, что напряжение нагрузки 8 и фильтрующем конденсаторе 9 возрастает по способу, описанному выше. Данный режим работы устройства называется режимом «инжекции» и характеризуется передачей энергии от трансформатора тока 1 к нагрузке 8.To increase the voltage at the load, the
Алгоритм работы СУ 12 может быть построен на любом принципе регулирования: например фазовое управление, релейное и т.д. Но в любом случае работа схемы может быть описана описанными выше режимами: байпас и инжекции.The
Обеспечение безотказной работы предлагаемого устройства при многократном превышении тока первичной обмотки трансформатора тока 1 его номинального значения происходит за счет вывода трансформатора тока 1 в режим насыщения. При работе трансформатора в режиме насыщения ток вторичной обмотки 2 будет определяться соотношением индуктивности рассеяния вторичной обмотки 2 и индуктивности намагничивания трансформатора тока 1 в режиме насыщения.Ensuring the trouble-free operation of the proposed device when the current of the primary winding of the
Обеспечение ограничения тока через транзисторы 4 и 5 при увеличенных токах в вторичной обмотке 2 трансформатора тока 1 и работе трансформатора тока 1 в режиме глубокого насыщения, на допустимом для силовых ключей уровне, возможно путем формирования вторичной обмотки 2 трансформатора тока 1 с заданным значением индуктивности рассеяния или добавлением дополнительной внешней индуктивности.The limitation of the current through
Поскольку, по принципу работы системы управления 12, при больших значениях токов вторичной обмотки 2 трансформатора тока 1, транзисторы 4 и 5 схемы будут находиться преимущественно в режиме активного выпрямления, мощность потерь устройства будет определяться мощностью потерь в трансформаторе тока 1 и мощности, выделяемой на транзисторах 4 и 5. Мощность, выделяемая на транзисторах в режиме сверхтоков, в основном определяется статическими потерями, описываемыми выражениемSince, according to the principle of operation of the
Pνtmax=Ivtmax 2·Rds_on Pνt max = Ivt max 2 · R ds_on
Где Ivtmax - максимальное действующее значение тока транзисторов 4, 5 в открытом состоянии;Where Ivt max is the maximum current value of the current of
Rds_on - активное сопротивление канала открытых транзисторов 4, 5.R ds_on is the active resistance of the channel of the
Предложенное устройство обладает высоким уровнем коэффициента полезного действия, а также высокой надежностью в широком диапазоне изменения токов цепей отбора мощности в результате создания режима активного выпрямления.The proposed device has a high level of efficiency, as well as high reliability in a wide range of changes in the currents of the power take-off circuits as a result of the creation of an active rectification mode.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015151219/07A RU2601419C1 (en) | 2015-12-01 | 2015-12-01 | Secondary power supply |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015151219/07A RU2601419C1 (en) | 2015-12-01 | 2015-12-01 | Secondary power supply |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2601419C1 true RU2601419C1 (en) | 2016-11-10 |
Family
ID=57277864
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015151219/07A RU2601419C1 (en) | 2015-12-01 | 2015-12-01 | Secondary power supply |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2601419C1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU178370U1 (en) * | 2017-10-05 | 2018-04-02 | Акционерное общество "Научно-производственная фирма "Микран" | DC / DC MINIATURE POWER MODULE |
RU2687302C1 (en) * | 2018-09-18 | 2019-05-13 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Method of controlling parameters of a secondary uninterruptible power supply |
RU193360U1 (en) * | 2019-05-07 | 2019-10-28 | Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Новосибирский Государственный Технический Университет" | PWM Up / Down Rectifier |
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 |
---|---|---|---|---|
GB1187312A (en) * | 1968-01-12 | 1970-04-08 | Harmer & Simmons Ltd | Improvements relating to the Stabilisation of Electrical Power-Supply Systems |
RU2054194C1 (en) * | 1992-06-24 | 1996-02-10 | Объединенный Институт Ядерных Исследований | Dc stabilizer |
RU2379742C1 (en) * | 2008-12-25 | 2010-01-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский энергетический институт (технический университет)" (ГОУВПО "МЭИ (ТУ)") | Secondary source of uninterrupted power supply |
-
2015
- 2015-12-01 RU RU2015151219/07A patent/RU2601419C1/en active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1187312A (en) * | 1968-01-12 | 1970-04-08 | Harmer & Simmons Ltd | Improvements relating to the Stabilisation of Electrical Power-Supply Systems |
RU2054194C1 (en) * | 1992-06-24 | 1996-02-10 | Объединенный Институт Ядерных Исследований | Dc stabilizer |
RU2379742C1 (en) * | 2008-12-25 | 2010-01-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский энергетический институт (технический университет)" (ГОУВПО "МЭИ (ТУ)") | Secondary source of uninterrupted power supply |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU178370U1 (en) * | 2017-10-05 | 2018-04-02 | Акционерное общество "Научно-производственная фирма "Микран" | DC / DC MINIATURE POWER MODULE |
RU2687302C1 (en) * | 2018-09-18 | 2019-05-13 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Method of controlling parameters of a secondary uninterruptible power supply |
RU193360U1 (en) * | 2019-05-07 | 2019-10-28 | Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Новосибирский Государственный Технический Университет" | PWM Up / Down Rectifier |
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 |
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 | |
US9438108B2 (en) | Bias voltage generating circuit and switching power supply thereof | |
RU2642839C2 (en) | High-voltage dc-to-dc converter | |
EP2662965A2 (en) | LLC resonant power converter with current-circulating circuit for enabling light-load regulation | |
US7535733B2 (en) | Method of controlling DC-to-DC converter whereby switching control sequence applied to switching elements suppresses voltage surges at timings of switch-off of switching elements | |
US10361624B2 (en) | Multi-cell power converter with improved start-up routine | |
RU2601419C1 (en) | Secondary power supply | |
Tibola et al. | Multi-cell DC-DC converter with high step-down voltage ratio | |
JP2017184598A (en) | Switching power supply device | |
US11323024B2 (en) | AC-DC converter | |
RU2676678C1 (en) | Energy conversion equipment for dc power supply systems | |
Cosp-Vilella et al. | Design of an on-chip linear-assisted DC-DC voltage regulator | |
RU2672669C2 (en) | Device for obtaining direct current in load supply circuit (versions) | |
US9195251B2 (en) | Controlled power factor correction circuit | |
Wickramasinghe et al. | An extra-low-frequency RS-SCALDO technique: A new approach to design voltage regulator modules | |
RU2677629C1 (en) | Energy-conversion equipment for power supply systems for aerospace devices | |
RU114182U1 (en) | LINEAR DC VOLTAGE STABILIZER ON A FIELD TRANSISTOR | |
RU2563976C1 (en) | Single-step dc voltage converter | |
KR20190068600A (en) | DC-DC converter, and method for operating a DC-DC converter | |
CN106899218A (en) | For the accessory power supply of the switch mode power controller using relay system rule | |
Al Hassan | Power Efficient Battery Charger by Using Constant Current/Constant Voltage Controller | |
RU117744U1 (en) | CONVERTER | |
RU2417510C1 (en) | Stabilised quasi-resonent converter | |
Xiao et al. | A switched-capacitor DC-DC converter with embedded fast NMOS-LDOs achieving low noise, low output voltage ripple and fast response | |
RU2541519C1 (en) | Stabilised dc voltage converter |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20170417 |