RU2796644C1 - Method of parallel-serial switching of unidirectional current sources using bus diodes - Google Patents
Method of parallel-serial switching of unidirectional current sources using bus diodes Download PDFInfo
- Publication number
- RU2796644C1 RU2796644C1 RU2022128484A RU2022128484A RU2796644C1 RU 2796644 C1 RU2796644 C1 RU 2796644C1 RU 2022128484 A RU2022128484 A RU 2022128484A RU 2022128484 A RU2022128484 A RU 2022128484A RU 2796644 C1 RU2796644 C1 RU 2796644C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sources
- circuit
- voltage
- diode
- diodes
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Область техники:Technical field:
Изобретение относится к электротехнике, в частности, к схемам построения источников электропитания и может быть использовано для включения нескольких источников постоянного напряжения, таких как, химические источники постоянного тока, генераторов переменного тока или многообмоточных трансформаторов, обмотки которых подключены к выпрямителям. Изобретение позволяет кратно изменять уровень выходного напряжения, обеспечивая равномерную токовую нагрузку на питающие источники, не требуя при этом сложных схем управления. Изобретение целесообразно использовать с синхронными генераторами, имеющими широкий диапазон изменения скорости и не имеющими возможность регулирования поля ротора, например, с генераторами, имеющими ротор с постоянным магнитным полем. В таком случае, изобретение обеспечивает высокий уровень генерируемого напряжения на малых оборотах, например при оборотах холостого хода приводного двигателя внутреннего сгорания и позволяет избежать перенапряжений при повышенных оборотах двигателя. Так же изобретение может быть применено при создании схем преобразователей систем возбуждения синхронных генераторов. В таком случае, изобретение позволяет реализовывать надежные схемы форсировки генераторов в аварийном режиме с возможностью работы с высоким коэффициентом мощности в нормальном режиме.The invention relates to electrical engineering, in particular, to circuits for constructing power supplies and can be used to turn on several sources of constant voltage, such as chemical sources of direct current, alternators or multi-winding transformers, the windings of which are connected to rectifiers. EFFECT: invention makes it possible to change the output voltage level multiple times, providing a uniform current load on the supply sources, without requiring complex control circuits. It is expedient to use the invention with synchronous generators having a wide range of speed changes and not having the ability to control the rotor field, for example, with generators having a rotor with a constant magnetic field. In this case, the invention provides a high level of generated voltage at low speeds, for example, at idle speed of the driving internal combustion engine and avoids overvoltages at high engine speeds. Also, the invention can be applied in the creation of converter circuits for excitation systems of synchronous generators. In this case, the invention makes it possible to implement reliable schemes for boosting generators in emergency mode with the ability to operate with a high power factor in normal mode.
Уровень техники:State of the art:
Из существующего уровня техники известна схема, используемая в патенте RU 2370875 в которой один источник и несколько индуктивных накопителей позволяют решить задачу расширения диапазона регулирования выходного напряжения за счет накопления энергии на индуктивностях и организации их переключения. Изобретение позволяет получить несколько уровней напряжения от одного источника.The scheme used in patent RU 2370875 is known from the state of the art, in which one source and several inductive storage devices make it possible to solve the problem of expanding the range of output voltage regulation by accumulating energy on inductances and organizing their switching. The invention makes it possible to obtain several voltage levels from a single source.
Также известна схема высоковольтного источника питания, содержащего трансформаторно-выпрямительные блоки подключенные к понижающему широтно-импульсному регулятору описанные в полезной модели RU 123606. Схема позволяет включить последовательно несколько источников выпрямленного тока и решает задачи регулирования напряжения за счет широтно-импульсного регулирования напряжения одного из выпрямительных модулей. Указанные схемы можно принять в качестве аналогов по совокупности признаков, наиболее близкими к совокупности существенных признаков изобретения. В приведенных аналогах реализуются схемы регулирования напряжения с постоянным динамическим воздействием на переключающие элементы, что требует формирование управляющих воздействий на открытие и закрытие элемента силовой цепи с заданной периодичностью тактового генератора. Помимо этого, указанные прототипы при осуществлении снижения напряжения не позволяют увеличить токовую нагрузку, как это могло бы быть выполнено при переключения источников тока с последовательного включения на параллельное.Also known is a high-voltage power supply circuit containing transformer-rectifier units connected to a step-down pulse-width controller described in utility model RU 123606. The circuit allows you to connect several rectified current sources in series and solves voltage regulation problems due to pulse-width voltage regulation of one of the rectifier modules . These schemes can be taken as analogues in terms of the set of features that are closest to the set of essential features of the invention. In the above analogs, voltage regulation circuits are implemented with a constant dynamic effect on the switching elements, which requires the formation of control actions for opening and closing the power circuit element with a given frequency of the clock generator. In addition, these prototypes in the implementation of the voltage reduction does not allow to increase the current load, as could be done when switching current sources from series to parallel.
Задача изобретения состоит в создании простой схемы соединения нескольких источников постоянного напряжения таким образом, чтобы путем минимальных воздействий на схему, с применением максимально простого управления, можно было бы изменять схему включения источников с параллельного на последовательное и наоборот, сохраняя неизменным мощность преобразователя и обеспечивая равномерную загрузку на источники напряжения.The objective of the invention is to create a simple circuit for connecting several DC voltage sources in such a way that, with minimal impact on the circuit, using the most simple control, it would be possible to change the circuit for switching sources from parallel to serial and vice versa, keeping the converter power unchanged and ensuring uniform loading. to voltage sources.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Предметом изобретения является способ, позволяющий построить схему, в основе своей имеющую источники постоянного напряжения, а также вспомогательные элементы, позволяющих изменить подключение источников напряжения. Вспомогательными элементами схемы являются пассивные элементы - шинные диоды, и активные элементы, осуществляющие переключение схемы - ключевые элементы, которые могут иметь различную физическую основу, но функционально предназначенные для соединения заданных узлов электрической цепи. В зависимости от требований к мощности, ресурсу и быстродействию в качестве ключевых элементов могут применяться запираемые тиристоры, тиристоры, транзисторы, контакторы с электромагнитным или контакторы с механическим приводом. Максимальное количество источников напряжения в изобретении ничем не ограничено и может быть равно n, где n - любое целое положительное число равное или большее двух. Способ, лежащий в основе изобретения, поясняет схема, приведенная на Фиг. 1 и построенная для n источников напряжения 1-1, 1-2, 1-3, … 1-n. Существенным признаком является отсутствие между источниками напряжений прямых электрических связей. Два крайних вывода схемы - крайний левый, от отрицательного вывода источника 1-1, и крайний правый, от положительного вывода источника 1-n предназначены для подключения нагрузки. Между собой, источники соединены ключевыми элементами 2-1, 2-2, …, 2-(n-1), выполненными в виде запираемых тиристоров. Тиристоры включены согласно с источниками так, чтобы в открытом состоянии образовывать цепь из последовательно включенных источников. Описанную цепь можно назвать главной, поскольку именно ее составляющие обеспечивают максимальный уровень выходного напряжения при проводящем состоянии всех ключевых элементов.The subject of the invention is a method that makes it possible to build a circuit that basically has constant voltage sources, as well as auxiliary elements that allow you to change the connection of voltage sources. Auxiliary elements of the circuit are passive elements - bus diodes, and active elements that switch the circuit - key elements that may have a different physical basis, but are functionally designed to connect the specified nodes of the electrical circuit. Depending on the requirements for power, resource and speed, lockable thyristors, thyristors, transistors, electromagnetic or mechanically driven contactors can be used as key elements. The maximum number of voltage sources in the invention is not limited by anything and can be equal to n, where n is any positive integer equal to or greater than two. The method underlying the invention is illustrated by the diagram shown in FIG. 1 and built for n voltage sources 1-1, 1-2, 1-3, ... 1-n. An essential feature is the absence of direct electrical connections between voltage sources. The two extreme outputs of the circuit - the extreme left, from the negative output of the source 1-1, and the extreme right, from the positive output of the source 1-n are designed to connect the load. Between themselves, the sources are connected by key elements 2-1, 2-2, ..., 2-(n-1), made in the form of lockable thyristors. The thyristors are connected according to the sources so that in the open state they form a circuit from the sources connected in series. The described circuit can be called the main one, since it is its components that provide the maximum level of output voltage in the conductive state of all key elements.
Помимо главной цепи схемы, состоящей из источников и ключевых элементов, схема включает в себя две вспомогательных цепи из последовательно включенных шинных диодов. Цепь диодов 3-1, 3-2, …, 3-(n-1) представляет собой цепь последовательно согласно включенных диодов, у которой анод первого диода подключен к отрицательному выводу первого источника постоянного напряжения, а катод последнего диода цепи подключен к отрицательному выводу последнего источника. Узел соединения предыдущего диода с последующим подключаются к узлу соединения предыдущего ключевого элемента и последующего источника постоянного напряжения. Описанная цепь шинных диодов называется цепью диодов отрицательной шины. Количество диодов такой цепи равно n-1.In addition to the main circuit of the circuit, consisting of sources and key elements, the circuit includes two auxiliary circuits of series-connected bus diodes. The circuit of diodes 3-1, 3-2, ..., 3-(n-1) is a circuit of diodes connected in series, in which the anode of the first diode is connected to the negative terminal of the first constant voltage source, and the cathode of the last diode of the circuit is connected to the negative terminal latest source. The connection node of the previous diode with the next one is connected to the connection node of the previous key element and the subsequent constant voltage source. The circuit of bus diodes described is called the negative bus diode circuit. The number of diodes in such a circuit is n-1.
Вторая вспомогательная цепь - цепь диодов 4-1, 4-2, …, 4-(n-1) представляет собой цепь последовательно согласно включенных диодов у которой анод первого диода подключен к положительному выводу первого источника постоянного напряжения, а катод последнего диода цепи подключен к положительному выводу последнего источника. Узел соединения предыдущего диода с последующим подключаются к узлу соединения предыдущего источника постоянного напряжения и последующего ключевого элемента. Описанная цепь шинных диодов называется цепью диодов положительной шины. Количество диодов такой цепи также равно n-1.The second auxiliary circuit - a circuit of diodes 4-1, 4-2, ..., 4- (n-1) is a circuit in series according to the included diodes in which the anode of the first diode is connected to the positive terminal of the first constant voltage source, and the cathode of the last diode of the circuit is connected to the positive conclusion of the last source. The connection node of the previous diode with the next one is connected to the connection node of the previous constant voltage source and the next key element. The busbar diode circuit described is called the positive busbar diode circuit. The number of diodes in such a circuit is also n-1.
Описанный способ организации главной и вспомогательных цепей позволяет образовать схему их любого числа источников, большего двух, при этом, можно заметить, что за исключением начального и конечного фрагмента, схема будет состоять из схожих повторяющихся фрагментов.The described method of organizing the main and auxiliary circuits allows you to form a circuit of any number of sources, more than two, while you can see that, with the exception of the initial and final fragment, the circuit will consist of similar repeating fragments.
Рассмотрим работу элементов схемы, построенной согласно способу, изложенному выше.Consider the operation of the elements of the circuit, built according to the method described above.
Перевод в проводящее состояние ключевых элементов главной цепи приводит к последовательному включению источников постоянного напряжения. Элементы вспомогательных цепей - шинные диоды положительной и отрицательной шины, хотя и имеют соединение с главной цепью, в работе ее в таком случае не принимают участие, поскольку диоды находятся в запертом состоянии. Так, шинный диод отрицательной шины будет находится под суммарным напряжением напряжения предыдущего источника напряжения и напряжения прямого падения на последующем ключевом элементе, приложенного к диоду в обратном направлении. Одновременно с этим, шинный диод положительной шины будет находится под суммарным напряжением напряжения последующего источника и напряжения прямого падения на предыдущем ключевом элементе, приложенного к диоду в обратном направлении.The transfer of the key elements of the main circuit to the conductive state leads to the sequential connection of DC voltage sources. The elements of the auxiliary circuits - bus diodes of the positive and negative bus, although they are connected to the main circuit, in this case do not take part in its operation, since the diodes are in the locked state. So, the bus diode of the negative bus will be under the total voltage of the voltage of the previous voltage source and the forward drop voltage on the next key element applied to the diode in the opposite direction. At the same time, the bus diode of the positive bus will be under the total voltage of the subsequent source voltage and the forward drop voltage on the previous key element applied to the diode in the opposite direction.
Рассмотрим вариант, когда один из ключевых элементов переведен в непроводящее состояние. В таком случае, источники постоянного напряжения, предшествующие такому ключевому элементу, не имеют возможности передавать ток в нагрузку через последующие источники и становятся подключенными к нагрузке через последовательно включенные шинные диоды положительной шины. Соответственно, источники постоянного напряжения, следующие за ключевым элементом, теряют возможность быть подключенными к нагрузке через предшествующие источники и становятся подключенными к нагрузке через последовательно включенные шинные диоды отрицательной шины. Можно констатировать, что схема обладает следующим свойством -перевод в проводящее состояние ключевого элемента главной цепи приводит к запиранию обратным напряжением диодов вспомогательных цепей и наоборот, перевод ключевого элемента в непроводящее состояние приводит к включению в работу диодов вспомогательных цепей. Используя данное свойство схемы и выбирая определенные сочетания включения ключевых элементов, можно достигнуть одновременного параллельного включения нескольких источников при последовательном включении отдельных источников или групп источников. Ток каждого источника протекает через включенные ключевые элементы и источники, следующие за ними, до тех пор, пока в схеме не встретится ключевой элемент, находящийся в непроводящем состоянии. Начиная с этого узла ток начинает течь через шинные диоды до тех пор, пока на его пути не встретится узел схемы с проводящим ключевым элементом.Consider the option when one of the key elements is transferred to a non-conductive state. In such a case, DC voltage sources preceding such a key element do not have the ability to transmit current to the load through subsequent sources and become connected to the load through positive bus diodes connected in series. Accordingly, the DC voltage sources following the key element lose the ability to be connected to the load through the previous sources and become connected to the load through the negative bus diodes connected in series. It can be stated that the circuit has the following property - the transfer of the key element of the main circuit to the conductive state leads to blocking the auxiliary circuit diodes with reverse voltage and vice versa, the transfer of the key element to the non-conductive state leads to the activation of the auxiliary circuit diodes. Using this property of the circuit and choosing certain combinations of the inclusion of key elements, it is possible to achieve the simultaneous parallel connection of several sources with the serial connection of individual sources or groups of sources. The current of each source flows through the switched on key elements and the sources following them until the circuit encounters a key element that is in a non-conducting state. Starting from this node, the current begins to flow through the bus diodes until it meets a circuit node with a conductive key element on its way.
Особенностью схемы является то, что в случае параллельной работы нескольких источников ток каждого источника встречает одинаковое число обходных диодов. В зависимости от положения источника в своей группе количество шинных диодов отрицательной и положительной шины будет разниться, однако, суммарное число последовательно включенных диодов в цепи каждого источника будет постоянно. Эта особенность схемы позволяет обеспечить равномерную загрузку источников при прочих равных обстоятельствах.A feature of the circuit is that in the case of parallel operation of several sources, the current of each source encounters the same number of bypass diodes. Depending on the position of the source in its group, the number of bus diodes of the negative and positive bus will vary, however, the total number of series-connected diodes in the circuit of each source will be constant. This feature of the scheme makes it possible to ensure uniform loading of sources, all other things being equal.
Число вариантов получаемых напряжений на выходе схемы зависит от числа источников, взятых для ее построения. Минимально возможное число вариантов напряжения на выходе - два, возможно получить построив схему согласно заявленного способа с двумя источниками однонаправленного тока, одним ключевым элементом и с использованием одного шинного диода отрицательной шины и одного шинного диода положительной шины. Для такой схемы, в случае находящегося в проводящем состоянии ключевого элемента, напряжение на нагрузке будет равно:The number of variants of the resulting voltages at the output of the circuit depends on the number of sources taken for its construction. The minimum possible number of output voltage options is two, it is possible to obtain by building a circuit according to the claimed method with two unidirectional current sources, one key element and using one negative bus bus diode and one positive bus bus diode. For such a circuit, in the case of a key element in a conductive state, the voltage across the load will be:
Uвых.=2×E-Uk3, гдеUout.=2×E-Uk3, where
Uвых - выходное напряжение схемы,Uout - output voltage of the circuit,
Е - напряжение источника;E - source voltage;
Uкэ - падение напряжения на ключевом элементе при протекании тока через него.Uke - voltage drop across the key element when current flows through it.
Если в такой схеме ключевой элемент будет находиться в непроводящем состоянии, то выходное напряжение схемы составит Uвых.=Е-Uшд, гдеIf in such a circuit the key element is in a non-conducting state, then the output voltage of the circuit will be Uout.=E-Ushd, where
Uшд - прямое падение напряжения на шинном диоде при протекании через него тока источника.Ushd - direct voltage drop across the bus diode when the source current flows through it.
В таком случае, ток источника подключенного к нагрузке отрицательным выводом будет протекать через шинный диод положительной шины к нагрузке, а ток источника, подключенного положительным выводом к нагрузке, будет протекать через шинный диод отрицательной шины к отрицательному выводу нагрузки.In this case, the source current connected to the load at the negative terminal will flow through the positive bus diode to the load, and the source current connected at the positive terminal to the load will flow through the negative bus diode to the negative load terminal.
В общем случае, при построении схемы согласно способа с использованием n источников, выходное напряжение схемы при всех проводящих ключевых элементах составит Uвых=n×Е-(n-1)×Uкэ.In general, when constructing a circuit according to the method using n sources, the output voltage of the circuit for all conductive key elements will be Uout=n×E-(n-1)×Uke.
Если пренебречь падением напряжения на ключевом элементе, то приближенно можно считать, что выходное напряжение равняется напряжению одного источника умноженному на количество источников.If we neglect the voltage drop across the key element, then we can approximately assume that the output voltage is equal to the voltage of one source multiplied by the number of sources.
При отключении всех ключевых элементов, все n источников будут включены параллельно. Разные шинные диоды будут иметь разную токовую нагрузку, но поскольку падение напряжения на полупроводниковом диоде незначительно зависит от токовой нагрузки, будем считать, что падение напряжения на всех диодах одинаково. В таком случае, выходное напряжение будет равно Uвых=Е-(n-1)×UшдWhen all key elements are turned off, all n sources will be turned on in parallel. Different bus diodes will have a different current load, but since the voltage drop across a semiconductor diode is slightly dependent on the current load, we will assume that the voltage drop across all diodes is the same. In this case, the output voltage will be equal to Uout \u003d E-(n-1) × Ushd
Помимо вариантов управления ключевыми элементами с максимальным и минимальным напряжением на выходе схемы возможны также варианты, в которых схема представляет собой некоторое количество последовательно включенных групп, состоящих из источников включенных параллельно.In addition to control options for key elements with maximum and minimum voltage at the output of the circuit, there are also options in which the circuit is a number of series-connected groups consisting of sources connected in parallel.
Количество возможных вариантов получаемого напряжения зависит от математических свойств числа источников n. Так, если n является числом четным, то для него возможны еще два варианта выходного напряжения. Вариант с величиной выходного напряжения приближенно равного 2×Е возможно получить, переведя все ключевые элементы в непроводящее состояние за исключением ключевого элемента с индексом n/2. В таком случае образуются две группы параллельно включенных источников соединенных одним ключевым элементом. Вариант с величиной выходного напряжения близкого к 0,5×n×Е возможно получить переведя все ключевые элементы с четным индексом в проводящее состояние, а ключевые элементы с нечетным индексом в непроводящее состояние. Формирование такого управляющего воздействия приведет к тому, что все задействованные в схеме источники напряжения образуют пары, в которых будет параллельное включение источников, но эти пары будут соединены последовательно ключевыми элементами, что позволит получить напряжение приближенное по величине к половине от максимально возможного.The number of possible variants of the resulting voltage depends on the mathematical properties of the number of sources n. So, if n is an even number, then two more options for the output voltage are possible for it. A variant with an output voltage value approximately equal to 2 × E can be obtained by transferring all key elements to a non-conductive state, with the exception of a key element with an index of n/2. In this case, two groups of parallel-connected sources connected by one key element are formed. An option with an output voltage value close to 0.5 × n × E can be obtained by transferring all key elements with an even index to a conductive state, and key elements with an odd index into a non-conductive state. The formation of such a control action will lead to the fact that all the voltage sources involved in the circuit form pairs in which the sources will be connected in parallel, but these pairs will be connected in series by key elements, which will make it possible to obtain a voltage close to half of the maximum possible.
Для числа источников n кратного трем возможен вариант с величиной выходного напряжения 3×Е. Для реализации такого варианта необходимо все ключевые элементы перевести в непроводящее состояние за исключением ключевых элементов с индексами n/3 и 2/3 n. Формирование такого управляющего воздействия приведет к тому, что все задействованные в схеме источники напряжения образуют группы числом n/3, в которых будет параллельное включение, а эти группы будут соединены последовательно двумя ключевыми элементами, что позволит получить напряжение приближенное по величине к трем величинам напряжения одного источника. Также, при n кратным трем возможна такая организация управления, когда все источники будут разбиты на тройки, в которых источники будут работать параллельно. Сами же тройки будут включены последовательно, что позволит получить выходное напряжение близкое к одной трети от максимально возможного для данной схемы.For the number of sources n multiple of three, a variant with an output voltage value of 3 × E is possible. To implement this option, it is necessary to transfer all key elements to a non-conducting state, with the exception of key elements with indices n/3 and 2/3 n. The formation of such a control action will lead to the fact that all the voltage sources involved in the circuit form groups of n/3 in which there will be a parallel connection, and these groups will be connected in series by two key elements, which will make it possible to obtain a voltage close to three voltage values of one source. Also, when n is a multiple of three, such a control organization is possible when all sources are divided into triplets, in which the sources will work in parallel. The triples themselves will be connected in series, which will make it possible to obtain an output voltage close to one third of the maximum possible for this circuit.
Руководствуясь признаками делимости чисел, для каждого числа n можно подобрать варианты управления, дополнительные к описанным выше, позволяющие получить новые уровни выходного напряжения. Следует также учитывать, что описанные выше варианты обеспечивают равномерную загрузку источников и являются наиболее предпочтительными. Помимо описанных выше вариантов возможны также варианты управления с неравномерной нагрузкой источников. Они также могут быть реализованы при переводе какой-то части ключевых элементов в проводящее состояние, но представляют практический интерес только в каких-то специфичных случаях, выходящих из общепринятой практики, поэтому не описываются здесь.Guided by the signs of divisibility of numbers, for each number n, you can choose control options that are additional to those described above, allowing you to get new levels of output voltage. It should also be taken into account that the options described above ensure uniform loading of sources and are the most preferable. In addition to the options described above, control options with an uneven load of sources are also possible. They can also be implemented when transferring some part of the key elements to a conducting state, but they are of practical interest only in some specific cases that go beyond the generally accepted practice, therefore they are not described here.
Приведенная на фиг. 1 схема, выполненная согласно изобретению, использует в качестве ключевого элемента запираемый тиристор, как устройство наиболее простое в реализации функции управления, имеющее значительный ресурс и невысокую стоимость.Shown in FIG. 1, the circuit, made according to the invention, uses a lockable thyristor as a key element, as the simplest device in the implementation of the control function, which has a significant resource and low cost.
Помимо реализации ключевого элемента на запираемом тиристоре изобретение имеет варианты реализации с ключевыми элементами другого типа. Так, возможен вариант реализации изобретения с ключевым элементом, выполненным на транзисторе. В случае если предъявляются не высокие требования к ресурсу и частоте переключений, в качестве ключевых элементов могут быть применены контакты с электромагнитным приводом. Также возможен вариант реализации изобретения с использованием контактов с механическим приводом, например от центробежного регулятора скорости вращения генератора. Такой вариант реализации изобретения позволяет весьма простым способом компенсировать изменение напряжения генератора от скорости, не прибегая к организации сложных схем управления.In addition to implementing a key element on a gated thyristor, the invention has implementation options with key elements of a different type. So, it is possible to implement the invention with a key element made on a transistor. If not high requirements are imposed on the resource and frequency of switching, contacts with an electromagnetic drive can be used as key elements. It is also possible to implement the invention using mechanically driven contacts, for example, from a centrifugal generator speed controller. This embodiment of the invention makes it possible to compensate for the change in the generator voltage with speed in a very simple way, without resorting to the organization of complex control circuits.
Краткое описание чертежейBrief description of the drawings
На Фиг. 1 представлена схема, поясняющая способ соединения элементов согласно предлагаемого изобретения.On FIG. 1 is a diagram illustrating the method of connecting elements according to the present invention.
На чертеже представлено:The drawing shows:
1-1, 1-2, 1-3, 1-(n-1), 1-n - источники постоянного напряжения;1-1, 1-2, 1-3, 1-(n-1), 1-n - constant voltage sources;
2-1, 2-2, 2-3, 2-(n-1) - ключевые элементы;2-1, 2-2, 2-3, 2-(n-1) - key elements;
3-1, 3-2, 3-3, 3-(n-1) - шинные диоды отрицательной шины;3-1, 3-2, 3-3, 3-(n-1) - negative bus bus diodes;
4-1, 4-2, 4-3, 4-(n-1) - шинные диоды положительной шины.4-1, 4-2, 4-3, 4-(n-1) - bus positive bus diodes.
Осуществление изобретенияImplementation of the invention
Изобретение может быть реализовано с использованием компонентов, серийно выпускаемых промышленностью. Для подтверждения изобретения была подготовлена схема с использованием четырех литий-ионных батарей и трех тиристоров в качестве ключевых элементов. Были подтверждены все режимы переключения источников и проверено соответствие уровней напряжений расчетным.The invention can be implemented using commercially available components. To confirm the invention, a circuit was prepared using four lithium-ion batteries and three thyristors as key elements. All modes of switching sources were confirmed and the compliance of voltage levels with the calculated ones was checked.
Источники информацииInformation sources
1. Патент на изобретение RU 2370875 «ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ».1. Patent for invention RU 2370875 "DC VOLTAGE CONVERTER".
2. Патент на полезную модель RU 123606 «ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ».2. Patent for utility model RU 123606 "HIGH-VOLTAGE POWER SUPPLY".
Claims (4)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2796644C1 true RU2796644C1 (en) | 2023-05-29 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3808512A (en) * | 1972-04-07 | 1974-04-30 | T Sakka | Transformerless power supply |
| SU839770A1 (en) * | 1979-11-23 | 1981-06-23 | Всесоюзный Научно-Исследовательскийинститут Вагоностроения | Device for stepped-pulsed control of voltage across traction motors |
| SU1718331A1 (en) * | 1990-03-05 | 1992-03-07 | Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт автоматизированных систем управления транспортом газа | Device for power supply of loads |
| US6094365A (en) * | 1999-10-20 | 2000-07-25 | Chiao; Po-Lun | Power supply device of switching mode with leakage current protection circuit |
| RU2658326C1 (en) * | 2017-01-27 | 2018-06-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пензенский государственный университет" (ФГБОУ ВО "Пензенский государственный университет") | Universal power source |
| RU2717966C1 (en) * | 2019-11-19 | 2020-03-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Горизонт" | Static voltage converter |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3808512A (en) * | 1972-04-07 | 1974-04-30 | T Sakka | Transformerless power supply |
| SU839770A1 (en) * | 1979-11-23 | 1981-06-23 | Всесоюзный Научно-Исследовательскийинститут Вагоностроения | Device for stepped-pulsed control of voltage across traction motors |
| SU1718331A1 (en) * | 1990-03-05 | 1992-03-07 | Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт автоматизированных систем управления транспортом газа | Device for power supply of loads |
| US6094365A (en) * | 1999-10-20 | 2000-07-25 | Chiao; Po-Lun | Power supply device of switching mode with leakage current protection circuit |
| RU2658326C1 (en) * | 2017-01-27 | 2018-06-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пензенский государственный университет" (ФГБОУ ВО "Пензенский государственный университет") | Universal power source |
| RU2717966C1 (en) * | 2019-11-19 | 2020-03-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Горизонт" | Static voltage converter |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Ferrera et al. | A converter for bipolar DC link based on SEPIC-Cuk combination | |
| US10790743B2 (en) | Individual module, electrical converter system, and battery system | |
| JP4691171B2 (en) | Charge / discharge device | |
| Khan et al. | A multilevel modular capacitor-clamped DC–DC converter | |
| US7336059B2 (en) | System and method for charging and discharging a superconducting coil | |
| Khan et al. | Hybrid electric vehicle power management solutions based on isolated and nonisolated configurations of multilevel modular capacitor-clamped converter | |
| Alassi et al. | Assessment of isolated and non-isolated DC-DC converters for medium-voltage PV applications | |
| Peng et al. | A compact nX DC-DC converter for photovoltaic power systems | |
| Elserougi et al. | A unipolar/bipolar high-voltage pulse generator based on positive and negative buck–boost DC–DC converters operating in discontinuous conduction mode | |
| Alcazar et al. | High voltage gain boost converter based on three-state switching cell and voltage multipliers | |
| RU2454779C1 (en) | Two-directional down converter of constant voltage | |
| RU2796644C1 (en) | Method of parallel-serial switching of unidirectional current sources using bus diodes | |
| Eitzen et al. | Bidirectional power electronics for driving dielectric elastomer transducers | |
| CN113557658A (en) | Power conversion system and virtual DC voltage generator circuit | |
| AboReada et al. | Analysis and control of multi-input, single-output, non-isolated DC/DC converter for effective renewable energy management | |
| Feretti et al. | Family of non-isolated high step-up dc–dc converters based on the multi-state switching cell | |
| Stewart et al. | Design and evaluation of hybrid switched capacitor converters for high voltage, high power density applications | |
| JP2019531047A (en) | DC voltage converter and method of operating DC voltage converter | |
| Zamiri et al. | A hybrid switched-capacitor multilevel inverter with self charge balancing and less number of switches | |
| Gautam et al. | A novel single capacitor-based t-type bidirectional converter with buck-boost capabilities | |
| Dusmez et al. | A new multi-input three-level integrated DC/DC converter for renewable energy systems | |
| Elsayad et al. | A Study on a Three-Level Flying Capacitor Boost Converter with an Integrated LC 2 D Output Network for Universal Input Voltage Applications | |
| Webb et al. | A12 switch zero-inductor voltage converter topology for next generation datacenters | |
| Chen et al. | Split Switched-Capacitor Cell-Coupled-Inductor Based DC-DC Converter with Ultra-High DC Gain and Very Low Voltage Stress for Renewable Energy Applications | |
| Pandey et al. | Self-balanced modular multilevel DC-DC converter for high conversion ratio |