RU89911U1 - Бестрансформаторный регулятор выпрямленного тока ( варианты) - Google Patents
Бестрансформаторный регулятор выпрямленного тока ( варианты) Download PDFInfo
- Publication number
- RU89911U1 RU89911U1 RU2009125772/22U RU2009125772U RU89911U1 RU 89911 U1 RU89911 U1 RU 89911U1 RU 2009125772/22 U RU2009125772/22 U RU 2009125772/22U RU 2009125772 U RU2009125772 U RU 2009125772U RU 89911 U1 RU89911 U1 RU 89911U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- terminals
- output
- control circuit
- diodes
- rectifier
- Prior art date
Links
Landscapes
- Rectifiers (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
Abstract
1. Бестрансформаторный регулятор выпрямленного тока и его варианты, содержащий схему управления электронными ключами с входными датчиками каналов обратных связей, двухполупериодный выпрямитель с импульсным корректором коэффициента мощности и выходной двухконденсаторный фильтр, средний вывод которого соединен с входным выводом выпрямителя для подключения к нейтрали питающей сети и со средним выходным выводом устройства, отличающийся тем, что в него введены двухобмоточный дроссель, два диода и три электронных ключа, первый и второй из которых своими первыми силовыми выводами подключены в проводящем направлении к крайним выводам конденсаторного фильтра соответственно, а вторыми силовыми выводами - к первым выводам соответствующих диодов, а третий электронный ключ своими силовыми выводами шунтирует в проводящем направлении крайние выходные выводы устройства и первые выводы двух соответствующих обмоток дросселя, при этом вторые разноименные выводы диодов, включенных в непроводящем направлении, подключены к среднему выходному выводу устройства, а вторые выводы обмоток дросселя подключены к первым выводам диодов. ! 2. Бестрансформаторный регулятор выпрямленного тока и его варианты по п.1, отличающийся тем, что схема управления электронными ключами своими выводами каналов обратных связей по напряжению, связанных с цепью управления первым и вторым электронными ключами, подключена к выводам датчика напряжения на конденсаторном фильтре, а выводом канала обратной связи по току, связанного с цепью управления третьим электронным ключом, подключена к датчику выходного тока устройства. ! 3. Бестрансформаторн
Description
Полезная модель относится к силовой импульсной электронике и может быть использована при создании вторичных источников питания, работающих в широком диапазоне температур окружающей среды (например, от -60°С до +105°С).
Известен бестрансформаторный регулятор выпрямленного тока (аналог), содержащий схему управления электронными ключами и последовательно-каскадно включенные однофазный мостовой выпрямитель с корректором коэффициента мощности и с выходным конденсаторным фильтром и импульсный модулятор (А.Евстифеев. Особенности построения балластов для ламп высокого давления. Силовая электроника, №3, 2008 г., с.132-136, рис.4, 5, 6, 10, 11).
Недостатком этого устройства (аналога) являются непригодность схемы коррекции мощности для использования с трехфазной питающей сетью, а также низкие надежность и рабочий ресурс из-за наличия электролитического конденсаторного фильтра с относительно большой энегоемкостью, требующего термостабилизации при широком диапазоне температур окружающей среды (например, от -60°С до +105°С, указанных в аналоге, для уличного расположения устройства вблизи разогревающейся нагрузки).
Известен бестрансформаторный регулятор выпрямленного тока, содержащий схему управления, двухполупериодный выпрямитель, в частности - трехфазный, с импульсным корректором коэффициента мощности и выходным двух конденсаторным фильтром, средний вывод которого соединен с входным выводом выпрямителя для подключения к нейтрали питающей сети и со средним выходным выводом устройства. (В.Климов, А.Москалев. Коэффициент мощности и нагрузочная характеристика ШИМ-инвертора в системах бесперебойного питания. Силовая электроника, №3, 2007 г., с.74-76, рис.1).
Недостатком этого устройства (прототипа) также являются низкие надежность и рабочий ресурс из-за наличия электролитического конденсаторного фильтра с относительно большой энегоемкостью, требующего термостабилизации при широком диапазоне температур окружающей среды (например, от -60°С до +105°С).
По технической сущности наиболее близким (прототипом) к предлагаемому является последний из указанных известных бестрансформаторных регуляторов выпрямленного тока.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является исключение нетермостойкого электролитического сглаживающего конденсатора с относительно большой энегоемкостью путем замены его термостойким дроссельным фильтром, совмещенным с дросселем введенного в устройство импульсного модулятора
Техническим результатом предложения является повышение надежности и рабочего ресурса устройства, предназначенного для работы в широком диапазоне температур окружающей среды.
Указанный результат по первому варианту обеспечивается благодаря тому, что в бестрансформаторный регулятор выпрямленного тока, содержащий схему управления электронными ключами с входными датчиками каналов обратных связей, двухполупериодный выпрямитель с импульсным корректором коэффициента мощности и выходной двухконденсаторный фильтр, средний вывод которого соединен с входным выводом выпрямителя для подключения к нейтрали питающей сети и со средним выходным выводом устройства, введены двухобмоточный дроссель, два диода и три электронных ключа, первый и второй из которых своими первыми силовыми выводами подключены в проводящем направлении к крайним выводам конденсаторного фильтра, соответственно, а вторыми силовыми выводами - к первым выводам соответствующих диодов, а третий электронный ключ своими силовыми выводами шунтирует в проводящем направлении крайние выходные выводы устройства и первые выводы двух соответствующих обмоток дросселя, при этом вторые разноименные выводы диодов, включенных в непроводящем направлении, подключены к среднему выходному выводу устройства, а вторые выводы обмоток дросселя подключены к первым выводам диодов, а также тем, что схема управления электронными ключами своими выводами каналов обратных связей по напряжению, связанных с цепью управления первым и вторым электронными ключами, подключена к выводам датчика напряжения на конденсаторном фильтре, а выводом канала обратной связи по току, связанного с цепью управления третьим электронным ключом, подключена к датчику выходного тока устройства.
Указанный результат по второму варианту обеспечивается благодаря тому, что в бестрансформаторный регулятор выпрямленного тока, содержащий схему управления электронными ключами с входными датчиками каналов обратных связей, двухполупериодный выпрямитель с импульсным корректором коэффициента мощности и выходной двухконденсаторный фильтр, средний вывод которого соединен с входным выводом выпрямителя для подключения к нейтрали питающей сети и со средним выходным выводом устройства, введены двухобмоточный дроссель, два диода и три электронных ключа, первый и второй из которых своими первыми силовыми выводами подключены в проводящем направлении к крайним выводам конденсаторного фильтра, соответственно, а вторыми силовыми выводами - к первым выводам соответствующих диодов, а третий электронный ключ своими силовыми выводами шунтирует в проводящем направлении крайние выходные выводы устройства и первые выводы двух соответствующих обмоток дросселя, при этом вторые разноименные выводы диодов, включенных в проводящем направлении, соединены с соответствующими крайними выходными выводами устройства, а вторые выводы обмоток дросселя подключены к среднему выходному выводу устройства, а также тем, что схема управления электронными ключами своими выводами каналов обратных связей по напряжению, связанных с цепью управления первым и вторым электронными ключами, подключена к выводам датчика напряжения на конденсаторном фильтре, а выводом канала обратной связи по току, связанного с цепью управления третьим электронным ключом, подключена к датчику выходного тока устройства.
Дополнительным техническим результатом предложения является исключение генерирования мощного электромагнитного импульса при аварийном замыкании или пробое в цепи, связанной с энергоемким конденсаторным фильтром.
Лабораторные испытания макета устройства и исследования на компьютерной модели подтверждают возможность широкого промышленного использования предложенного бестрансформаторного регулятора выпрямленного тока.
На фиг.1 приведена принципиальная схема предлагаемого бестрансформаторного регулятора выпрямленного тока в первом варианте на базе «понижающего» импульсного модулятора с последовательным дросселем.
На фиг.2 приведена принципиальная схема предлагаемого бестрансформаторного регулятора выпрямленного тока во втором варианте на базе «повышающее-понижающего» (полярно-инвертирующего) импульсного модулятора с параллельным дросселем.
Предлагаемый бестрансформаторный регулятор выпрямленного тока (2 варианта) содержит двухполупериодный выпрямитель 1 с импульсным корректором коэффициента мощности (в однофазном или трехфазном исполнении) и выходным двухконденсаторным фильтром 2, средний вывод которого соединен с входным выводом выпрямителя для подключения к нейтрали питающей сети (обозначена N) и со средним выходным выводом устройства. В устройство введен импульсный модулятор 3, содержащий три электронных ключа 4, 5, 6, двухобмоточный дроссель 7, 8 и два диода 9, 10. Схема управления 11 электронными ключами имеет входные датчики каналов обратных связей. Вход выпрямителя подключен к выходным выводам 12, 13 устройства, а выход импульсного модулятора - к выходным выводам 14, 15, 16 устройства. Первый и второй электронные ключи (4, 5) своими первыми силовыми выводами подключены в проводящем направлении к крайним выводам конденсаторного фильтра (2), соответственно, а вторыми силовыми выводами - к первым выводам соответствующих диодов (9, 10), а третий электронный ключ (6) своими силовыми выводами шунтирует в проводящем направлении крайние выходные выводы (14, 15) устройства и первые выводы двух соответствующих обмоток (7, 8) дросселя. При этом по первому варианту вторые разноименные выводы диодов (9, 10), включенных в непроводящем направлении, подключены к среднему выходному выводу (16) устройства, а вторые выводы обмоток (7, 8) дросселя подключены к первым выводам диодов (9, 10). По второму варианту вторые разноименные выводы диодов (9, 10), включенных в проводящем направлении, соединены с соответствующими крайними выходными выводами (15, 14) устройства, а вторые выводы обмоток (7, 8) дросселя подключены к среднему выходному выводу (16) устройства.
Схема управления (11) электронными ключами своими выводами каналов обратных связей по напряжению, связанных с цепью управления первым (4) и вторым (5) электронными ключами, подключена к выводам датчика напряжения на конденсаторном фильтре (2), а выводом канала обратной связи по току, связанного с цепью управления третьим электронным ключом (6), подключена к датчику выходного тока устройства.
В качестве первого и второго электронных ключей (4, 5), а также третьего ключа (6) в первом варианте (Фиг.1) могут использоваться либо транзисторы, либо запираемые (двухоперационные) тиристоры, а в качестве третьего ключа (6) во втором варианте (Фиг.2) - последовательная транзисторно-диодная пара, либо любой тиристор (одно- или двухоперационный), т.к. его искусственное запирание можно обеспечить кратковременным включением первого и второго ключей (4, 5).
Главные отличия предлагаемого устройства от его аналога и от прототипа заключаются в существенном (многократном) снижении энергоемкости конденсаторного фильтра (2), соответствующем увеличении энергоемкости дросселя (7, 8) и введении трех электронных ключей (4, 5, 6).
Предлагаемый бестрансформаторный регулятор выпрямленного тока работает следующим образом. Входные выводы (12, 13) устройства подключают к питающей сети (однофазной или трехфазной) переменного тока, а выходные (14, 15, 16) - к однополярной емкостной (с предвключенными защитными диодами), резистивной, полупроводниковой, газоразрядной или смешанной нагрузке, например, к светодиодному столбу, аккумуляторной батарее, полумостовому или мостовому инвертору напряжения и др.
Функцией корректора коэффициента мощности являются обеспечение заданного синусоидального тока, потребляемого из каждой фазы сети (А, В, С), а также его синфазная синхронизация с напряжением соответствующей фазы.
При относительно малой электроемкости двухконденсаторного фильтра (2) входные среднеимпульсные ток и напряжение импульсного модулятора (на базе элементов 6, 7, 8, 9, 10) приближаются по форме к пульсирующей - синусоидальной (по абсолютной величине, пропорциональные значениям |sinωt|. Это обеспечивается каналом обратной связи между датчиком напряжения на конденсаторном фильтре (2) и цепью импульсного (например, широтно-импульсного или двухпорогового) управления первым (4) и вторым (5) электронными ключами. Если при этом на выходе устройства требуется регулировать, например - стабилизировать ток нагрузки, то это обеспечивается каналом обратной связи между датчиком среднеимпульсного значения выходного тока устройства и цепью управления третьим электронным ключом (6) (также, например, широтно-импульсного или двухпорогового). Для защиты от сверхотоков и перенапряжений и для коррекции цепей управления может быть использована цепь обратной связи по выходному напряжению или токам обмоток дросселя. В результате указанного управления на входе и выходе устройства, а также на входе импульсного модулятора (6, 7, 8, 9, 10) достигается баланс средних значений мощностей за период питающего (сетевого) напряжения. При этом разница в мгновенных значениях этих мощностей компенсируется за счет относительно большой энергоемкости дросселя (7, 8). Так, например, при синфазно-синхронных токе и напряжении на входе импульсного модулятора (6, 7, 8, 9, 10), пропорциональных закону:
i(t)~u(t)~|sinωt|),
мгновенная мощность, потребляемая его входом, будет изменяться по закону, пропорциональному функции:
P(t)~0,5(1-cos2ωt),
где ω=2π/ТСЕТИ.
Если при этом нагрузкой потребляется постоянная мощность, пропорциональная величине:
PH=PCP~0,5,
то реактивная мощность дросселя будет пропорциональна величине:
Q(t)=ΔP(t)~0,5cos2ωt,
т.е. является гармонической знакопеременной функцией. При этом энергия дросселя пропорциональна величине:
W(t)~∫ΔP(t)dt+W0=sin2ωt+W0,
т.е. будет иметь форму пульсирующей величины с произвольно-заданной (желательно минимальной) постоянной составляющей. Суммарное потокосцепление (суммарный ток) дросселя будет изменяться по закону, пропорциональному:
где L - индуктивность обмотки дросселя.
Таким образом выполняется задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель - исключается нетермостойкий электролитический сглаживающий конденсатор с относительно большой энергоемкостью путем переложения его функции на термостойкий дроссельный фильтр, совмещенный с дросселем импульсного модулятора.
При этом достигается технический результат предложения - повышение надежности и рабочего ресурса устройства, предназначенного для работы в широком диапазоне температур окружающей среды.
Claims (4)
1. Бестрансформаторный регулятор выпрямленного тока и его варианты, содержащий схему управления электронными ключами с входными датчиками каналов обратных связей, двухполупериодный выпрямитель с импульсным корректором коэффициента мощности и выходной двухконденсаторный фильтр, средний вывод которого соединен с входным выводом выпрямителя для подключения к нейтрали питающей сети и со средним выходным выводом устройства, отличающийся тем, что в него введены двухобмоточный дроссель, два диода и три электронных ключа, первый и второй из которых своими первыми силовыми выводами подключены в проводящем направлении к крайним выводам конденсаторного фильтра соответственно, а вторыми силовыми выводами - к первым выводам соответствующих диодов, а третий электронный ключ своими силовыми выводами шунтирует в проводящем направлении крайние выходные выводы устройства и первые выводы двух соответствующих обмоток дросселя, при этом вторые разноименные выводы диодов, включенных в непроводящем направлении, подключены к среднему выходному выводу устройства, а вторые выводы обмоток дросселя подключены к первым выводам диодов.
2. Бестрансформаторный регулятор выпрямленного тока и его варианты по п.1, отличающийся тем, что схема управления электронными ключами своими выводами каналов обратных связей по напряжению, связанных с цепью управления первым и вторым электронными ключами, подключена к выводам датчика напряжения на конденсаторном фильтре, а выводом канала обратной связи по току, связанного с цепью управления третьим электронным ключом, подключена к датчику выходного тока устройства.
3. Бестрансформаторный регулятор выпрямленного тока и его варианты, содержащий схему управления электронными ключами с входными датчиками каналов обратных связей, двухполупериодный выпрямитель с импульсным корректором коэффициента мощности и выходной двухконденсаторный фильтр, средний вывод которого соединен с входным выводом выпрямителя для подключения к нейтрали питающей сети и со средним выходным выводом устройства, отличающийся тем, что в него введены двухобмоточный дроссель, два диода и три электронных ключа, первый и второй из которых своими первыми силовыми выводами подключены в проводящем направлении к крайним выводам конденсаторного фильтра соответственно, а вторыми силовыми выводами - к первым выводам соответствующих диодов, а третий электронный ключ своими силовыми выводами шунтирует в проводящем направлении крайние выходные выводы устройства и первые выводы двух соответствующих обмоток дросселя, при этом вторые разноименные выводы диодов, включенных в проводящем направлении, соединены с соответствующими крайними выходными выводами устройства, а вторые выводы обмоток дросселя подключены к среднему выходному выводу устройства.
4. Бестрансформаторный регулятор выпрямленного тока и его варианты по п.3, отличающийся тем, что схема управления электронными ключами своими выводами каналов обратных связей по напряжению, связанных с цепью управления первым и вторым электронными ключами, подключена к выводам датчика напряжения на конденсаторном фильтре, а выводом канала обратной связи по току, связанного с цепью управления третьим электронным ключом, подключена к датчику выходного тока устройства.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009125772/22U RU89911U1 (ru) | 2009-07-06 | 2009-07-06 | Бестрансформаторный регулятор выпрямленного тока ( варианты) |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009125772/22U RU89911U1 (ru) | 2009-07-06 | 2009-07-06 | Бестрансформаторный регулятор выпрямленного тока ( варианты) |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU89911U1 true RU89911U1 (ru) | 2009-12-20 |
Family
ID=41625957
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009125772/22U RU89911U1 (ru) | 2009-07-06 | 2009-07-06 | Бестрансформаторный регулятор выпрямленного тока ( варианты) |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU89911U1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2526036C2 (ru) * | 2011-10-19 | 2014-08-20 | Юрий Николаевич Самойленко | Способ компенсации реактивной мощности в питающей сети переменного тока |
RU2658905C1 (ru) * | 2017-06-07 | 2018-06-26 | Илья Николаевич Джус | Синфазный фильтр импульсного преобразователя |
-
2009
- 2009-07-06 RU RU2009125772/22U patent/RU89911U1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2526036C2 (ru) * | 2011-10-19 | 2014-08-20 | Юрий Николаевич Самойленко | Способ компенсации реактивной мощности в питающей сети переменного тока |
RU2658905C1 (ru) * | 2017-06-07 | 2018-06-26 | Илья Николаевич Джус | Синфазный фильтр импульсного преобразователя |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2646449A1 (en) | Improved single stage power factor corrected power converter with reduced ac inrush | |
Luo et al. | An LED driver with dynamic high-frequency sinusoidal bus voltage regulation for multistring applications | |
RU2012139826A (ru) | Система электропитания с пониженными потерями мощности, электронное устройство и контроллер | |
CN107690834B (zh) | 用于led组件的高效照明电路 | |
TW201029294A (en) | Charge device | |
RU89911U1 (ru) | Бестрансформаторный регулятор выпрямленного тока ( варианты) | |
TW201328118A (zh) | 不間斷電源系統 | |
TWI551024B (zh) | 交流-直流電力轉換裝置及其控制方法 | |
RU2633966C1 (ru) | Источник питания от многофазной сети переменного тока с коррекцией гармонических колебаний | |
CN202750021U (zh) | 一种将交流电转换成直流电的转换器 | |
CN110959309A (zh) | 无源三相发光二极管驱动器 | |
CN103368374A (zh) | 电源装置 | |
CN103326650A (zh) | 一种发电机的自并励励磁系统 | |
RU103427U1 (ru) | Зарядно-разрядное устройство для аккумуляторных батарей | |
KR100420964B1 (ko) | 역률보상 단일단 컨버터 | |
JP2016123148A (ja) | スイッチング電源装置 | |
RU99667U1 (ru) | Преобразователь переменного напряжения в постоянное | |
RU88876U1 (ru) | Регулятор выпрямленного тока (варианты) | |
RU175438U1 (ru) | Стабилизированный источник питания светодиодных систем освещения | |
CN105471266B (zh) | 具有至少一个功率件和至少一个辅助电源的开关电源 | |
RU89910U1 (ru) | Преобразователь переменного тока | |
Sousa et al. | Unified architecture of single-phase active power filter with battery interface for UPS operation | |
RU107013U1 (ru) | Преобразователь переменного тока | |
CN109104109A (zh) | 一种高效率逆变技术保护电路 | |
RU185192U1 (ru) | Корректор коэффициента мощности |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20150707 |