SE531676C2 - An energy supplying circuit arrangement with a DC / DC converter - Google Patents
An energy supplying circuit arrangement with a DC / DC converterInfo
- Publication number
- SE531676C2 SE531676C2 SE0601161A SE0601161A SE531676C2 SE 531676 C2 SE531676 C2 SE 531676C2 SE 0601161 A SE0601161 A SE 0601161A SE 0601161 A SE0601161 A SE 0601161A SE 531676 C2 SE531676 C2 SE 531676C2
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- energy
- circuit arrangement
- voltage
- circuit
- network
- Prior art date
Links
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 20
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 claims description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 16
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 14
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
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
- H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
- H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
- H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
- H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
- H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
- H02M3/33538—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only of the forward type
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
- G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
- G05F1/10—Regulating voltage or current
- G05F1/46—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc
- G05F1/56—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
-
- 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
- H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
- H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
- H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
- H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac 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
- H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac 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
- H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac 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 with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
- H02M3/158—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac 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 with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load
- H02M3/1582—Buck-boost converters
-
- 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
- H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
- H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
- H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
- H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
- H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
- H02M3/33561—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having more than one ouput with independent control
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Description
lO 15 20 25 30 E31 675 spänning eller reducerad matningsspänning, fenomen som tyvärr inte är ovanliga vid energiförsörjande AC-nät. 10 15 20 25 30 E31 675 voltage or reduced supply voltage, phenomena which are unfortunately not uncommon in energy supply AC networks.
Inom uppfinningens ram faller även en tillämpning vid sådana kretsarrangemang som är anpassade för att ladda ett eller flera uppsättningar av samordnade batte- rier, där dessa batterier skall kunna tjäna som en ”back-up” funktion för ett utnyttjat energimatande DC-nät.Also within the scope of the invention is an application in such circuit arrangements which are adapted to charge one or more sets of coordinated batteries, where these batteries should be able to serve as a "back-up" function for an utilized energy-supplying DC network.
Kretsarrangemang av hithörande slag kommer att uppvisa ett flertal uppsättnings- relaterade kretsar, där var och en av dessa kretsar skall vara anpassad till ett på förhand valt enregimatande DC-nät.Circuit arrangements of this kind will have a plurality of set-related circuits, each of these circuits being adapted to a preselected one-mode DC network.
Inom uppfinningens ram faller även möjligheten att låta mata ett flertal parallellrela- terade energimatande DC-nät, med eller utan spänningshållande batteriuppsätt- ningar, där resp. DC-nät kan vara tilldelat bl.a. sin tillordnade polspänning, sin till- ordnade kapacitet och/eller sin tillordnade belastningsström och/eller belastnings- struktur och beakta det energimatande DC-nätets struktur, såsom DC-nät med startbatterier för ett fordon, såsom DC-nät med underhållsbatterier för till låg energi anpassade kretsarrangemang.The invention also includes the possibility of having a plurality of parallel-related energy-supplying DC networks supplied, with or without voltage-retaining battery sets, where resp. DC networks can be assigned e.g. its assigned pole voltage, its assigned capacity and / or its assigned load current and / or load structure and consider the structure of the power supply DC network, such as DC networks with starter batteries for a vehicle, such as DC networks with low battery maintenance batteries custom circuit arrangements.
Mera speciellt skall ett kretsarrangemang, i enlighet med föreliggande uppfinning, kunna bygga på att resp. kretsarrangemang kommer att kunna vara tillordnat en växelströmsmatad likriktarbrygga, en efterkopplad sinuspumpenhet (SP-enhet) samt en DC/DC-omvandlare, vilken även kan omfatta en effekt- och/eller energi- reglerande krets, med en strömbegränsande krets för att hålla effekt- och ström- värden inom och under maximerade gränser.More specifically, a circuit arrangement, in accordance with the present invention, may be based on resp. circuit arrangement may be associated with an AC-supplied rectifier bridge, a connected sine pump unit (SP unit) and a DC / DC converter, which may also comprise a power and / or energy regulating circuit, with a current limiting circuit for maintaining power. and current values within and below maximum limits.
Föreliggande uppfinning avser således att utnyttja en s.k. sinuspumpenhet, i det efterföljande förkortat till en SP-enhet.The present invention thus intends to utilize a so-called sine pump unit, hereinafter abbreviated to an SP unit.
Med en sådan SP-enhet avses i första hand ett i princip känt kretsarrangemang, där en kurvform för strömmens variation i tiden avbildas mot en inspännings kurvform och fasläge, så att ett matande AC-nät kan betrakta ett sådant kretsarrangemang och DC-nät som en rent resistiv belastning. 10 15 20 25 30 531 E75 Betraktas det energiförsörjande kretsarrangemanget, enligt föreliggande uppfinning, kan nämnas att kretsarrangemanget avser att erbjuda: A. en DC/DC-omvandlare, strukturerad med få komponenter, och B. en till SP-enheten relaterad energilagrande krets, där föreliggande uppfinning i första hand avser ”B” ovan.By such an SP unit is meant primarily a circuit arrangement known in principle, where a waveform for the variation of the current in time is imaged against a voltage waveform and phase position, so that a supplying AC network can consider such a circuit arrangement and DC network as a pure resistive load. 10 15 20 25 30 531 E75 Considering the energy supply circuit arrangement, according to the present invention, it can be mentioned that the circuit arrangement intends to offer: A. a DC / DC converter, structured with few components, and B. an energy storage circuit related to the SP unit, where the present invention primarily relates to "B" above.
UPPFINNINGENS BAKGRUND Metoder, arrangemang och konstruktioner relaterade till ovan angivet tekniskt om- råde och den ovan angivna beskaffenheten för sådana kretsarrangemang med till- hörande försörjningsnät är tidigare kända i ett flertal olika utföringsformer för att låta skapa ett energimatande DC-nät, där de likströmsmatande kretsarna inte bara skall vara anordnade för att via en DC/DC-omvandlare kunna skapa en konstant likspän- ningsnivå, oberoende av den momentana belastningen, utan jämväl kunna kompen- sera för spänningsvariationer, spänningssänkningar i form av ”dippar” eller korta spänningsbortfall, i det energiförsörjande AC-nätet, med eller utan understödjande batteriuppsättningar.BACKGROUND OF THE INVENTION Methods, arrangements and constructions related to the above-mentioned technical field and the above-mentioned nature of such circuit arrangements with associated supply networks are previously known in a number of different embodiments for creating an energy-supplying DC network, where the DC supply circuits not only must be arranged to be able to create a constant DC voltage level via a DC / DC converter, independent of the instantaneous load, but also to be able to compensate for voltage variations, voltage drops in the form of "dips" or short voltage drops, in that power supply AC mains, with or without supporting battery sets.
En utföringsform, som kommer att betraktas som den mest näraliggande kända tekniken inom detta tekniska område är översiktligt visad och beskriven i den efter- följande figuren 1 och där en tidigare känd matnings- eller laddningskrets är kopp- lingstekniskt visad med en känd DC/DC-omvanldare och en känd SP-enhet matad av ett energiförsörjande AC-nät, där ett utnyttjande av ett AC-nät är det vanligaste förekommande och beskrivet i figuren 2.An embodiment which will be considered as the closest prior art in this technical field is briefly shown and described in the following figure 1 and where a previously known supply or charging circuit is technically shown with a known DC / DC converter and a known SP unit fed by an energy supply AC network, where the utilization of an AC network is the most common and described in fi guren 2.
Figuren 1 låter då i korthet beskriva två eller flera parallellt relaterade energimatan- de DC-nät, med tillhörande energi- eller effektmatande kretsarrangemang.Figure 1 then briefly describes two or fl your parallel related energy-supplying DC networks, with associated energy- or power-supply circuit arrangements.
Dessa två kretsarrangemang är sinsemellan anpassade för att kopplas parallellt och matade parallellt av ett AC-nät för att kunna DC-mata och ladda ett flertal uppsätt- ningar av samordnade energimatande DC-nät, med eller utari batterier, och där nämnda kretsarrangemang uppvisar ett flertal, här illustrerat som två, uppsättnings- relaterade DC-nät eller strömförsörjningskretsar alternativt laddningskretsar, var och lO 15 20 25 30 53% GWS en av dessa kretsar är anpassad till en på förhand vald belastningsstruktur och eventuellt vald batteriuppsättning, med bl.a. sin tillordnade polspänning, sin tillord- nade kapacitet och/eller sin tillordnade belastningsström och där var och en utav dessa matnings- eller laddningskretsar utgöres av en fysiskt separat enhet, inom vilken enhet förefinns en, kretsen tillordnad, växelströmsmatad likriktarbrygga, en efterkopplad SP-enhet samt en DC/DC-omvandlare, för att låta sänka en DC-nivå mot det energimatande DC-nätets polspänning och företrädesvis med en till en maximerad effekt- eller ström begränsande krets.These two circuit arrangements are mutually adapted to be connected in parallel and fed in parallel by an AC network in order to be able to DC supply and charge a plurality of sets of coordinated energy supply DC networks, with or without batteries, and wherein said circuit arrangement has a plurality , illustrated here as two, set-related DC networks or power supply circuits or charging circuits, each 10 15 20 25 30 53% GWS one of these circuits is adapted to a pre-selected load structure and possibly selected battery set, with i.a. its assigned pole voltage, its assigned capacity and / or its assigned load current and where each of these supply or charge circuits consists of a physically separate unit, within which unit there is a circuit-supplied, AC-supplied rectifier bridge, a connected SP unit and a DC / DC converter, for lowering a DC level against the pole voltage of the energy supply DC network and preferably with a circuit limited to a maximized power or current.
Ett flertal sådana fysiskt skilda kretsar kan vara parallellt anslutna till en och samma växelströmsmatning, dock skall var och en av nämnda kretsarrangemang med för- del uppvisa en känd likriktarbrygga med tillhörande AC-matning, företrädesvis över en transformator. l figur 2 illustreras mera i detalj den kopplingstekniska uppbyggnaden av vart och ett av de i figuren 1 angivna och separat matade kretsarrangemangen, Betraktas nu föreliggande uppfinning, i ljuset av kända omständigheter, kan nämnas att ett matande AC-nät till ett kretsarrangemang, av här känd konstruktion, för att låta skapa ett energimatande DC-nät, med en konstanthålleri DC-spänning, stöter på olika olägenheter i beroende av olika omständigheter.A plurality of such physically separated circuits may be connected in parallel to one and the same AC supply, however, each of said circuit arrangements should advantageously have a known rectifier bridge with associated AC supply, preferably over a transformer. Figure 2 illustrates in more detail the connection technical construction of each of the circuit arrangements specified and separately supplied in Figure 1. Considering now the present invention, in the light of known circumstances, it can be mentioned that a supply AC network to a circuit arrangement, of here known construction, to allow the creation of an energy-supplying DC network, with a constant holding DC voltage, encounters different inconveniences depending on different circumstances.
En första utmaning ligger i att tidigare kända kretsarrangemang kräver för sina funk- tioner ett stort antal komponenter, bl.a. i form av programstyrda transistorer, som skall skapa noll-genomgångar för en alstrad DC-ström eller en DC-spänning, för att växelvis kunna kopplas till en erforderlig transformator och efterkopplade likriktaren- heter och fackmän på området har ett utpräglat behov av att skapa samma funktio- ner dock med förhoppningen att kunna utnyttja ett färre antal komponenter.A first challenge is that previously known circuit arrangements require a large number of components for their functions, e.g. in the form of program-controlled transistors, which are to create zero-passages for a generated DC current or a DC voltage, in order to be able to alternately be connected to a required transformer and connected rectifier units and those skilled in the art have a distinct need to create the same functions, however, with the hope of being able to utilize a smaller number of components.
En andra utmaning ligger i att med enkla åtgärder kunna upprätthålla ett konstant energimatande DC-nàt till avnämarkretsen, även om det energiförsörjande AC-nätet utsattes för utpräglade spänningssänkningar (sk. dippar), spänningsökningar och/ eller kortvariga avbrott. 10 15 20 25 30 534 6?S REDoGöRELsE FÖR FöREL/GGANDE uPPFmNlNG TEKNISKT PROBLEM Beaktas den omständigheten att de tekniska överväganden som en fackman inom hithörande tekniskt område måste göra för att kunna erbjuda en lösning på ett eller fler ställda tekniska problem är dels initialt en nödvändig insikt i de åtgärder och/ eller den sekvens av åtgärder som skall vidtagas dels ett nödvändigt val av det eller de medel som erfordras så torde, med anledning härav, de efterföljande tekniska problemen vara relevanta vid frambringandet av föreliggande uppfinningsföremål.A second challenge lies in being able to maintain a constant energy-supplying DC network to the receiver circuit with simple measures, even if the energy-supplying AC network was exposed to pronounced voltage drops (so-called dips), voltage increases and / or short-term interruptions. 10 15 20 25 30 534 6? DESCRIPTION OF THE PRESENT / PROVISIONAL TECHNICAL PROBLEM Considering the fact that the technical considerations that a person skilled in the relevant technical field must make in order to be able to offer a solution to one or more set technical problems are partly initial necessary insight into the measures and / or the sequence of measures to be taken and a necessary choice of the means or means required, the consequent technical problems should therefore be relevant in the creation of the present invention.
Under beaktande av teknikens tidigare ståndpunkt, såsom den beskrivits ovan, och såsom den närmare åskådliggjorts under en hänvisning till figurerna 1 och 2, torde det därför få ses som ett tekniskt problem att kunna inse betydelsen utav, fördelarna förknippade med och/eller de tekniska åtgärder och överväganden som kommer att krävas för att från ett energiförsörjande nät, ett AC-nät eller ett DC-nät, kunna skapa ett energimatande DC-nåt, där långtgående åtgärder vidtagits för att låta undanröja de ovan angivna utmaningarna eller olägenheterna med en DC/DC-omvandling och/eller en varierande DC-spänning inom det energimatande DC-nätet.Taking into account the prior art, as described above, and as illustrated in more detail with reference to Figures 1 and 2, it should therefore be seen as a technical problem to be able to realize the significance of, the advantages associated with and / or the technical measures and considerations that will be required in order to be able to create an energy-supplying DC network from an energy supply network, an AC network or a DC network, where far-reaching measures have been taken to eliminate the above-mentioned challenges or inconveniences with a DC / DC conversion and / or a varying DC voltage within the energy supply DC network.
Det ligger ett tekniskt problem i att kunna inse betydelsen utav, fördelarna förknip- pade med och/eller de tekniska åtgärder och överväganden som kommer att krävas för att låta anvisa sådana kopplingstekniska arrangemang med styrda transistorer att en erforderlig DC/DC-omvandlare kan struktureras med ett fåtal komponenter i relation till känd teknik.There is a technical problem in being able to realize the significance of, the advantages associated with and / or the technical measures and considerations that will be required to assign such coupling technical arrangements with controlled transistors that a required DC / DC converter can be structured with a few components in relation to known technology.
Det ligger ett tekniskt problem i att kunna inse betydelsen utav, fördelarna förknip- pade med och/eller de tekniska åtgärder och överväganden som kommer att krävas för att låta samordna, till en SP-enhet, en eller flera energilagrande kretsar, där energilagringen skall kunna anpassas att täcka ett spänningsbortfall, såsom upp till 200 ms för det energiförsörjande AC-nätet.There is a technical problem in being able to realize the significance of, the benefits associated with and / or the technical measures and considerations that will be required to have coordinated, to an SP unit, one or more energy storage circuits, where the energy storage should be able to adapted to cover a power failure, such as up to 200 ms for the power supply AC network.
Det ligger ett tekniskt problem i att kunna inse betydelsen utav, fördelarna förknip- pade med och/eller de tekniska åtgärder och överväganden som kommer att krävas för att långtgående kunna förenkla kretsen för en DC/DC-omvandling i en kombina- 10 15 20 25 30 531 B75 tion med att låta energikompensera för kortvariga spänningsdippar och/eller kort- variga spänningsbortfall i det energiförsörjande AC-nätet.There is a technical problem in being able to realize the significance of, the benefits associated with and / or the technical measures and considerations that will be required to be able to far simplify the circuit for a DC / DC conversion in a combination. 30 531 B75 with energy compensation for short-term voltage dips and / or short-term voltage drops in the energy supply AC network.
Det ligger ett tekniskt problem i att kunna inse betydelsen utav, fördelarna förknip- pade med och/eller de tekniska åtgärder och överväganden som kommer att krävas för att låta vart och ett av kretsarrangemangen få vara anpassat för att kunna kopp- las parallellt och konstruktivt samordnas för att kunna mata var sitt och/eller sam- ordnade energimatande DC-nät.There is a technical problem in being able to realize the significance of, the benefits associated with and / or the technical measures and considerations that will be required to allow each of the circuit arrangements to be adapted in order to be connected in parallel and constructively coordinated. to be able to supply separate and / or coordinated energy-supplying DC networks.
Det ligger ett tekniskt problem i att kunna inse betydelsen utav, fördelarna förknip- pade med och/eller de tekniska åtgärder och överväganden som kommer att krävas för att låta mata ett enda DC-nät, och där nämnda kretsarrangemang kommer att uppvisa en tillgänglig pluspol, anpassad för var och en utav ett flertal DC-nät och/eller uppsättningar av samordnade batterier, och där nämnda kretsarrangeman- g kan erbjuda ett gemensamt utnyttjande av en systemjordad ledning, vanligtvis uppvisande minuspotential.There is a technical problem in being able to realize the significance of, the benefits associated with and / or the technical measures and considerations that will be required to power a single DC network, and where said circuit arrangement will have an available positive pole, adapted for each of a plurality of DC networks and / or sets of coordinated batteries, and wherein said circuit arrangement may offer a common use of a system-grounded line, usually having negative potential.
Det ligger ett tekniskt problem i att kunna inse betydelsen utav, fördelarna förknip- pade med och/eller de tekniska åtgärder och överväganden som kommer att krävas för att låta resp. kretsarrangemang få utnyttja en SP-krets, där denna SP-krets skall vara anpassad för att omfatta medel för att kunna lagra elektrisk energi i en sådan omfattning att kalkylerade och beräknade uppträdande spänningsdippar, inom det energiförsörjande AC-nätet, och även korta spänningsavbrott, kan kompenseras för omedelbart och därvid bibehålla en konstant DC-spänning för det energimatande DC-nätet.There is a technical problem in being able to realize the significance of, the benefits associated with and / or the technical measures and considerations that will be required to allow resp. circuit arrangements may use an SP circuit, where this SP circuit shall be adapted to include means for storing electrical energy to such an extent that calculated and calculated occurring voltage dips, within the energy supply AC network, and also short voltage outages, may is compensated for immediately while maintaining a constant DC voltage for the energy supply DC network.
Det ligger ett tekniskt problem i att kunna inse betydelsen utav, fördelarna förknip- pade med och/eller de tekniska åtgärder och överväganden som kommer att krävas för att en, för det ena kretsarrangemanget erforderlig, ledning skall kunna vara rela- terad till systemjord och galvaniskt sammankopplad med en, för det andra krets- arrangemanget erforderlig, ledning, relaterad till systemjord, och därigenom kunna skapa förutsättningar för att samordna ett flertal sådana kretsarrangemang, indivi- duellt strukturerade, i en enda fysisk enhet, med en gemensam matning till samtliga eller till utvalda kretsarrangemang och/elter energimatande DC-nät. lO 15 20 25 30 531 5176 Det ligger ett tekniskt problem i att kunna inse betydelsen utav, fördelarna förknip- pade med och/eller de tekniska åtgärder och överväganden som kommer att krävas för att låta nämnda systemjord få vara direktkopplad till en växelströmsmatad likrik- tarbrygga, såsom en sådan brygga för vart kretsarrangemang.There is a technical problem in being able to realize the significance of, the benefits associated with and / or the technical measures and considerations that will be required for a line required for one circuit arrangement to be related to system ground and galvanic. interconnected with a line required for the second circuit arrangement, related to system earth, and thereby be able to create conditions for coordinating a number of such circuit arrangements, individually structured, in a single physical unit, with a common supply to all or to selected circuit arrangements and / or energy supply DC networks. There is a technical problem in being able to realize the significance of, the benefits associated with and / or the technical measures and considerations that will be required to allow said system earth to be directly connected to an AC-supplied rectifier bridge. , as such a bridge for each circuit arrangement.
Det ligger ett tekniskt problem i att kunna inse betydelsen utav, fördelarna förknip- pade med och/eller de tekniska åtgärder och överväganden som kommer att krävas för att låta nämnda kretsarrangemang få vara matat från en och samma växel- strömsmatning, dimensionerad för att mata samtliga inkopplingsbara kretsarrange- mang med sina tillordnade och maximerade belastningar.There is a technical problem in being able to realize the significance of, the benefits associated with and / or the technical measures and considerations that will be required to allow said circuit arrangement to be fed from one and the same AC power supply, dimensioned to supply all of them. connectable circuit arrangements with their assigned and maximized loads.
Det ligger ett tekniskt problem i att kunna inse betydelsen utav, fördelarna förknip- pade med och/eller de tekniska åtgärder och överväganden som kommer att krävas för att låta var och en av, inom en likriktarbrygga för resp.energimatande DC-nät och/eller laddningskrets ingående, likriktarenheterna få vara parallellkopplade.There is a technical problem in being able to realize the significance of, the benefits associated with and / or the technical measures and considerations that will be required to allow each of, within a rectifier bridge for respective energy supply DC networks and / or charging circuit included, the rectifier units may be connected in parallel.
Det ligger ett tekniskt problem i att kunna inse betydelsen utav, fördelarna förknip- pade med och/eller de tekniska åtgärder och överväganden som kommer att krävas för att låta en, inom en SP-enhet ingående, kondensator få vara tilldelad ett lågt ka- pacitansvärde och liten volym och därmed billig i inköp, där värdet för kondensatorn är valt att stå i relation till beräknade kortvariga spänningsdippar och/eller kortvariga spänningsavbrott.There is a technical problem in being able to realize the significance of, the benefits associated with and / or the technical measures and considerations that will be required to allow a capacitor included in an SP unit to be assigned a low capacitance value. and small volume and thus cheap to purchase, where the value of the capacitor is chosen to be in relation to calculated short-term voltage dips and / or short-term voltage outages.
Det ligger ett tekniskt problem i att kunna inse betydelsen utav, fördelarna förknip- pade med och/eller de tekniska åtgärder och överväganden som kommer att krävas för att låta styra endast en MOSFET-transistor, så att den avgivna effekten regleras via en pulsbreddsmodulering av den matade DC-strömmen inom DC-nätet.There is a technical problem in being able to realize the significance of, the benefits associated with and / or the technical measures and considerations that will be required to control only one MOSFET transistor, so that the output power is regulated via a pulse width modulation of the fed the DC current within the DC network.
Det ligger ett tekniskt problem i att kunna inse betydelsen utav, fördelarna förknip- pade med och/eller de tekniska åtgärder och överväganden som kommer att krävas för att låta en anpassad DC/DC-omvandlare få omfatta en, i serie kopplad, från en computer styrd, MOSFET-transistor. 10 15 20 25 30 531 BYE Det ligger ett tekniskt problem i att kunna inse betydelsen utav, fördelarna förknip- pade med och/eller de tekniska åtgärder och överväganden som kommer att krävas för att låta en enda MOSFET-translstor få vara seriekopplad med en induktans, re- laterad till det energlmatande DC-nätet.There is a technical problem in being able to realize the significance of, the benefits associated with and / or the technical measures and considerations that will be required to allow a custom DC / DC converter to include one, connected in series, from a computer. controlled, MOSFET transistor. 10 15 20 25 30 531 BYE There is a technical problem in being able to realize the significance of, the benefits associated with and / or the technical measures and considerations that will be required to allow a single MOSFET translator to be connected in series with an inductance , related to the power supply DC network.
LösN/NGEN Föreliggande uppfinning utgår därvid ifrån den inledningsvis anvisade kända tekni- ken gällande ett, för en parallellkoppling anpassat, strömförsörjande kretsarrange- mang, där detta kretsarrangemang är anpassat för att parallellt kunna strömförsörja ett flertal energlmatande DC-nät, med i tiden varierbara effekter och valbart kunna ladda en eller ett flertal uppsättningar av ett eller flera, vid flera samordnade, DC- nätet tillordnade batterier, batterienheter och/eller batteriuppsättningar enligt patent- kravets l ingress.SOLUTION The present invention is based on the initially known prior art regarding a power supply arrangement adapted for a parallel connection, where this circuit arrangement is adapted to be able to supply a plurality of energy-supplying DC networks in parallel, with time-varying effects. and optionally be able to charge one or a plurality of sets of one or more batteries, battery units and / or battery sets assigned to several coordinated DC networks according to the preamble of the patent claim.
För att kunna lösa ett eller flera av de ovan angivna tekniska problemen anvisar föreliggande uppfinning speciellt att den ovan anvisade kända tekniken skall kunna kompletteras med de kännetecken som anges i patentkravets 1 kännetecknande del.In order to be able to solve one or more of the above-mentioned technical problems, the present invention specifically provides that the above-indicated known technique can be supplemented with the features stated in the characterizing part of claim 1.
FÖRDELAR De fördelar som främst kan få anses vara kännetecknande för föreliggande uppfin- ning och de därigenom anvisade speciella signifikativa kännetecknen är att härige- nom har det skapats förutsättningar för att vid ett energlmatande DC-nät och/eller ett batteriladdande kretsarrangemang, som är anpassbart för att parallellt kunna ladda ett flertal uppsättningar av samordnade energlmatande DC-nät och/eller bat- terier, låta ett flertal uppsättningsrelaterade kretsar, var och en anpassadtill en på förhand vald DC-spänning, få mata ett eller flera samordnade DC-nät och/eller bat- terier, oberoende utav varandra bl. a. genom att en, för den ena kretsen erforderlig, ledning skall vara relaterad till systemjord och galvaniskt sammankopplad med en, den andra kretsen erforderlig, ledning relaterad till systemjord o.s.v. 10 15 20 25 30 531 EJE Vidare anvisar uppfinningen ett förenklat kopplingsschema för ett icke nätisolerande kretsarrangemang, där bl.a. en systemskiljande och isolerande transformatorenhet utgått.ADVANTAGES The advantages which can mainly be considered as characteristic of the present invention and the special significant characteristics indicated thereby are that this has created conditions for an energy-supplying DC network and / or a battery-charging circuit arrangement, which is adaptable to to be able to charge a plurality of sets of coordinated energy supply DC networks and / or batteries in parallel, to allow a plurality of set-related circuits, each adapted to a preselected DC voltage, to be allowed to supply one or more coordinated DC networks and / or batteries, independently of each other, among others. a. in that a line required for one circuit must be related to system earth and galvanically connected to a line required for the other circuit, line related to system earth and so on. 10 15 20 25 30 531 EJE Furthermore, the invention provides a simplified wiring diagram for a non-mains insulating circuit arrangement, where e.g. a system isolating and isolating transformer unit has been discontinued.
Härvid kan systemjord vara direkt kopplad tiil en växelströmsmatande likriktarbryg- ga.In this case, system earth can be directly connected to an alternating current supply rectifier bridge.
Kretsarrangemanget enligt föreliggande uppfinning ger även möjlighet att skapa kretsar för en DC/DC-omvandlare med ett färre antal komponenter än tidigare känd teknik, tillika med att uppfinningen icke kräver en transformatorenhet mellan en DC/DC-omvandlare och en likriktarbrygga, för att bilda eller skapa den för det energimatande DC-nätet och/eller laddningen erforderliga likströmmen rep. likspän- ningen.The circuit arrangement of the present invention also makes it possible to create circuits for a DC / DC converter with a smaller number of components than prior art, as well as the invention does not require a transformer unit between a DC / DC converter and a rectifier bridge, to form or create the direct current rope required for the power supply DC network and / or the charge. the DC voltage.
En laddningskondensator är anpassad att utjämna spänningsdippar eller spän- ningsbortfall för en matande spänning.A charging capacitor is adapted to equalize voltage dips or voltage drop for a supply voltage.
Det som främst kan få anses vara kännetecknande för föreliggande uppfinning anges i det efterföljande patentkravets 1 kännetecknande del.What can primarily be considered as characteristic of the present invention is stated in the characterizing part of the appended claim 1.
KORT FIGURBESKRIVNING Ett tidigare känt energimatande DC-nät och en för närvarande föreslagen utförings- form, uppvisande de med föreliggande uppfinning förknippade signifikativa känne- tecknen, skall nu i ett exemplifierande syfte närmare beskrivas med en hänvisning till bifogad ritning, där; Figur 1 visar ett förenklat kopplingsschema av ett känt energimatande DC-nät med ett strömförsörjande och/eller batteriladdande kretsarrangemang, där de enskilda enheterna är anpassade för att parallellt kunna mata ett flertal uppsättningar av samordnade energimatande DC-nät, med hjälp utav ett flertal uppsättningsrelate- rade och enhetsinterna kompletta kretsar, lO 15 20 25 30 531 B75 Figur 2 visar i kretsschemaform en tidigare känd strömförsörjande krets, ingående i var och en av de två enheterna, illustrerade inom den i figur 1 visade utföringsfor- men, Figur 3 visar ett förenklat kopplingsschema över ett flertal energimatande DC-nät med ett energiförsörjande kretsarrangemang, i enlighet med föreliggande uppfin- ning, och där de enskilda enheterna är anpassade för att parallellt kunna mata ett flertal uppsättningar av samordnade energimatande DC-nät, med en samordning av tillhörande uppsättnlngsrelaterade kretsar, Figur 4 visar ett detaljerat kopplingsschema över en energiförsörjande krets, upp- visande de med föreliggande uppfinning signifikativa kännetecknen och Figur 5 låter visa ett kopplingsschema med en utökad förmåga till en energilagring inom en SP-enhet.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS A prior art energy supply DC network and a presently proposed embodiment, having the significant features associated with the present invention, will now be further described, by way of example, with reference to the accompanying drawings, in which; Figure 1 shows a simplified wiring diagram of a known energy supply DC network with a power supply and / or battery charging circuit arrangement, where the individual units are adapted to be able to supply a plurality of sets of coordinated energy supply DC networks in parallel, by means of a number of set-up relays. Figure 2 shows in circuit diagram form a previously known power supply circuit, included in each of the two units, illustrated within the embodiment shown in Figure 1, Figure 3 shows a simplified circuit and unit internal complete circuits, 10 15 20 25 30 531 B75. wiring diagram of a plurality of energy supply DC networks with an energy supply circuit arrangement, in accordance with the present invention, and wherein the individual units are adapted to be able to supply a plurality of sets of coordinated energy supply DC networks in parallel, with a coordination of associated set-up related circuits , Figure 4 shows a detailed wiring diagram of an energy supply circuit, showing the characteristics characteristic of the present invention and Figure 5 shows a circuit diagram with an increased capacity for an energy storage within an SP unit.
BEsKRrvNrNG ÖVER KÄND TEKNIK.DESCRIPTION OF PRIOR ART.
Med en hänvisning till figur 1 illustreras således där ett kretsarrangemang för att strömförsörja ett eller flera energimatande DC-nät, där resp. DC-nät kan spännings- mässigt understödjas av en batteriuppsättning.With reference to Figure 1, there is thus illustrated a circuit arrangement for supplying power to one or more energy-supplying DC networks, where resp. DC mains can be voltage supported by a battery set.
Här anvisas utnyttjandet av två enheter 2, 2' anpassade för att parallellt kunna strömförsörja var sitt DC-nät "A" resp ”B” och ladda ett flertal uppsättningar av samordnade batterier, där en första grupp har tilldelats hänvisningsbeteckningen ”A” medan en andra grupp har tilldelats hänvisningsbeteckningen där resp. grupp ingår i var sitt energimatande DC-nät (DC). Även en tredje enhet 2" är visad.Here, the use of two units 2, 2 'adapted to be able to supply power to each DC network "A" or "B" in parallel and charge a plurality of sets of coordinated batteries, where a first group has been assigned the reference designation "A" while a second group has been assigned the reference designation where resp. group are each part of their own energy-supplying DC network (DC). A third unit 2 "is also shown.
Nämnda kretsarrangemang uppvisar ett flertal uppsättningsrelaterade matnings- och/eller laddningskretsar (2a), (2a'), var och en relaterad till sin enhet 2, 2'.Said circuit arrangement has a plurality of set-related supply and / or charge circuits (2a), (2a '), each related to its unit 2, 2'.
Var och en av dessa laddningskretsar (2a), (2a') är direkt anpassad till ett på för- hand valt DC-nät och därmed en vald batteriuppsättning ”A” alternativt lO 15 20 25 30 53"! B75 11 Vart och ett utav DC-näten, med sina tillordnade batteriuppsättningar ”A” och är bl.a. tillordnad sin polspänning, sin tillordnade kapacitet och/eller anpassad till sin tillordnade belastningsström och förväntad tidsfördelning och därigenom kommer det att krävas olika kriteria för kretsen (2a) och kretsen (2a') om batteriuppsätt- ningen ”A” och ”B” och DC-näten tilldelats helt skilda kriteria eller förutsättningar.Each of these charging circuits (2a), (2a ') is directly adapted to a preselected DC network and thus a selected battery set "A" or 10 15 20 25 30 53 "! B75 11 Each of The DC networks, with their assigned battery sets "A" and are, among other things, assigned to their pole voltage, their assigned capacity and / or adapted to their assigned load current and expected time distribution, and thus different criteria will be required for the circuit (2a) and the circuit. (2a ') if the battery set “A” and “B” and the DC networks have been assigned completely different criteria or conditions.
En tidigare känd matnings- eller laddningskrets är närmare visad och beskriven i figuren 2, och där en laddningskrets 2a är identiskt lika med laddningskretsen (2a) eller (2a'), dock har de ingående komponenterna tilldelats olika värden för att därigenom kunna svara upp mot valda kriteria för de valda batteriuppsättningarna ”A” HB!!- l förenklande syfte kommer därför det i figur 2 visade kretsarrangemanget 2a att relateras till kretsen (2a), dock med vetskap om att samma kretsuppbyggnad kan få sin tillämpning vid kretsen (2a').A previously known supply or charging circuit is shown in more detail and described in Figure 2, and where a charging circuit 2a is identical to the charging circuit (2a) or (2a '), however, the constituent components have been assigned different values in order to thereby correspond to selected criteria for the selected battery sets "A" HB !! - l simplifying purpose, the circuit arrangement 2a shown in figure 2 will therefore be related to the circuit (2a), however with the knowledge that the same circuit structure can be applied to the circuit (2a ') .
Laddningskretsen 2a, enligt figur 2, uppvisar då en växelströmsmatad likriktarbryg- ga 21, som är matad av en till jordpotential 28 relaterad växelström, och med ett antal av fyra korskopplade likriktarenheter där två tillordnats hänvisningsbeteck- ningarna 21 a, 21 b.The charging circuit 2a, according to Figure 2, then has an AC-supplied rectifier bridge 21, which is supplied by an alternating current related to earth potential 28, and with a number of four cross-connected rectifier units, two of which are assigned the reference numerals 21a, 21b.
Figur 2 illustrerar vidare en efterkopplad SP-enhet 22, samt en DC/DC-omvandlare 23 med fyra transistorer 23a med en till en maximerad ström begränsande krets, där strömmen är reglerbar via en pulsbreddsmodulation.Figure 2 further illustrates a connected SP unit 22, as well as a DC / DC converter 23 with four transistors 23a with a circuit limited to a maximized current, where the current is controllable via a pulse width modulation.
Figur 2 illustrerar vidare inkopplingen utav en transformator 24, kopplad till en ytter- ligare likriktarbrygga 25 för att bilda en likspänning till ett energimatande DC-nät, vars minuspol 26 är jordad 29 och vars pluspol 27 är avsedd för att mata sitt DC-nät "A" (DC) och sin uppsättning utav ett eller flera samordnade batterier, (ej visade) med 54VDC. 10 15 20 25 30 531 675 BESKRIVNING övER Nu FÖRESLAGEN urFöRiNesForeM Det skall då inledningsvis framhållas atti den efterföljande beskrivningen över en för närvarande föreslagen utföringsform, som uppvisar de me-d uppfinningen för- knippade signifikativa kännetecknen och som tydliggöres genom de i de efterföljan- de ritningarna visade figurerna, har vi låtit välja termer och en speciell terminologi i den avsikten att därvid i första hand låta tydliggöra uppfinningisidén.Figure 2 further illustrates the connection of a transformer 24, connected to a further rectifier bridge 25 to form a direct voltage to an energy supplying DC network, whose negative pole 26 is grounded 29 and whose positive pole 27 is intended to supply its DC network ". A "(DC) and its set of one or more coordinated batteries, (not shown) with 54VDC. 10 15 20 25 30 531 675 DESCRIPTION OF THE PROPOSED PRESENTATION It will then be pointed out at the outset that the following description of a presently proposed embodiment, which exhibits the significant features associated with the invention and which is apparent from the following the drawings showed the figures, we have had terms and a special terminology chosen in order to clarify the idea of the invention in the first place.
Det skall emellertid i detta sammanhang beaktas att här valda uttryck inte skall ses som begränsande enbart till de här utnyttjade och valda termerna utan det skall un- derförstås att varje sålunda vald term skall tolkas så att den därutöver omfattar samtliga tekniska ekvivalenter som fungerar på samma eller väsentligen samma sätt för att därvid kunna uppnå samma eller väsentligen samrna avsikt och/eller tek- niska effekt.In this context, however, it should be borne in mind that the terms chosen here should not be construed as limiting only the terms used and chosen here, but it should be understood that each term thus chosen should be interpreted so as to include all technical equivalents that operate on the same or essentially the same way in order to be able to achieve the same or substantially consistent intention and / or technical effect.
Med en hänvisning till de bilagda figurerna 3, 4 och 5 visas således där schematiskt och i detalj grundförutsättningarna för föreliggande uppfinning och där de med upp- finningen förknippade signifikativa egenheterna konkretiseratss, genom den nu före- slagna och i det efterföljande närmare beskrivna utföringsformen.With reference to the appended figures 3, 4 and 5, the basic preconditions for the present invention and where the significant peculiarities associated with the invention are thus schematically and in detail are thus concretized, through the now proposed and subsequently described in more detail embodiment.
Sålunda låter figuren 3 illustrera, i likhet med figur 1, den principiella parallella sam- mankopplingen utav ett antal kretsarrangemang 2, 2', 2” och/eller laddningskretsar 30. 302 30”, i enlighet med föreliggande uppfinning.Thus, Figure 3 illustrates, like Figure 1, the principal parallel interconnection of a number of circuit arrangements 2, 2 ', 2 "and / or charging circuits 30,302 30", in accordance with the present invention.
Kretsarrangemanget 2, liksom de övriga parallellkopplade kreitsarrangemangen 2' och 2”, kan vara olika, dock blir den principiella uppbyggnaden med olika kompo- nenter detsamma.The circuit arrangement 2, as well as the other parallel-connected circuit arrangements 2 'and 2', may be different, however, the basic structure with different components will be the same.
Sålunda illustrerar figur 3, för det första arrangemanget 2 och med en första krets 30, en första växelströmsmatad AC/DC likriktarbrygga 3a, en efterkopplad SP-enhet 3b och en DC/DC-omvandlare 3c, vilka som enheter visas sinsemellan seriekoppla- de.Thus, Figure 3 illustrates, for the first arrangement 2 and with a first circuit 30, a first AC-supplied AC / DC rectifier bridge 3a, a downstream SP unit 3b and a DC / DC converter 3c, which are shown as units connected to each other in series.
Enligt uppfinningen anvisas nu möjligheten till att utnyttja ett andra kretsarrange- mang 2' med en andra krets 302 även den tilldelad en växelströmsmatad likrik- lO 15 20 25 30 531 82375 tarbrygga 3a', en efterkopplad SP-enhet 3b” och en DC/DC-omvandlare 3c', vilka som enheter visas sinsemellan seriekopplade.According to the invention, there is now provided the possibility of utilizing a second circuit arrangement 2 'with a second circuit 302 also assigned to an AC-supplied rectifier bridge 3a', a reconnected SP unit 3b 'and a DC / DC -converter 3c ', which as units are shown connected to each other in series.
Figurerna 3 och 4 låter illustrera utnyttjandet av ett energlförsörjande nät, betecknat ”Nin", och detta nät kan vara ett AC-nät 31 (eller ett DC-nät, inkopplat istället för lik- riktarenheterna 21a).Figures 3 and 4 illustrate the use of an energy supply network, designated "Nin", and this network may be an AC network 31 (or a DC network, connected instead of the rectifier units 21a).
Figurerna 3 och 4 låter också illustrera utnyttjandet av ett energlmatande nät ”Nout“, vilket utgöres av ett DC-nät ”A” (DC), med en spänning av 35OVDC. l enlighet med föreliggande uppfinning illustreras att en växelström 31 från ett ener- giförsörjande AC-nät ”AC", matas till kretsarrangemangen 2, 22' och 2" och från figur 3 framgår att en växelströmsbärande ledare 32' är ansluten parallellt till enheterna l form av likriktarbryggor 3a, 3a', 3a" o.s.v. för vart och ett utav de uppsättningsrelate- rade kretsarna 30, 30', 30”.Figures 3 and 4 also illustrate the use of an energy supply network "Nout", which consists of a DC network "A" (DC), with a voltage of 35OVDC. In accordance with the present invention, it is illustrated that an alternating current 31 from an energy supply AC network "AC" is supplied to the circuit arrangements 2, 22 'and 2 "and from Figure 3 it can be seen that an alternating current conductor 32' is connected in parallel to the units 1 of rectifier bridges 3a, 3a ', 3a ", etc. for each of the set-up circuits 30, 30', 30 '.
Figur 3 illustrerar vidare, med en ledare 33 och en ledare 33a, att samtliga llkriktar- bryggor eller laddningsenheter 3a, 3a' och 3a" är förenade med varandra och kopp- lade till en ledare 34, utgörande systemjord (-potential), som har tilldelats hänvis- ningsbeteckningen 35.Figure 3 further illustrates, with a conductor 33 and a conductor 33a, that all the rectifier bridges or charging units 3a, 3a 'and 3a "are connected to each other and connected to a conductor 34, constituting system ground (potential), which has assigned the reference number 35.
Enligt uppfinningen anvisas nu att en för den ena kretsen 30, med enheterna 3a, 3b, 3c, erforderlig ledning 34, relaterad till systemjord 35, är glalvanlskt samman- kopplad med en för den andra kretsen 30', med enheterna 3al', 3b' och 3c', erfor- derlig ledning 34a, ävenledes relaterad till systemjord 35.According to the invention, it is now indicated that a line 34 required for one circuit 30, with the units 3a, 3b, 3c, related to system ground 35, is galvanically connected to one for the other circuit 30 ', with the units 3al', 3b '. and 3c ', required line 34a, also related to system ground 35.
Enligt uppfinningen kan nämnda systemjord (35) även vara ellektriskt kopplad till de växelströmsmatade likrlktarbryggorna eller enheterna 3a, 3a“, vilken koppling även- ledes tydliggöres i figur 4.According to the invention, said system earth (35) can also be electrically connected to the AC-supplied rectifier bridges or units 3a, 3a ', which connection is also clarified in Figure 4.
I enlighet med föreliggande uppfinning anvisas att samtliga av nämnda krets- arrangemang 2, 2' och 2” med sina kretsar skall vara matade från en och samma växelströmsmatning 31 och därigenom kommer alla kretsar 2, 2' och 2”, med sina 10 1.5 20 25 30 531 6?6 växelströmsmatade likriktarbryggor 3a, 3a', 3a”, att med nödvändighet inkopplas samtidigt.In accordance with the present invention it is provided that all of said circuit arrangements 2, 2 'and 2 "with their circuits shall be supplied from one and the same alternating current supply 31 and thereby all circuits 2, 2' and 2", with their 1.5 1.5 6 30 531 6? 6 AC-fed rectifier bridges 3a, 3a ', 3a', to be necessarily connected at the same time.
Figur 3 och 4 låter också indikera att var och en av, i likriktarbryggorna eller enhe- terna 3a, 3a' för resp. krets 30, 30* ingående, likriktarenheterna är parallellkopplade.Figures 3 and 4 also indicate that each of, in the rectifier bridges or units 3a, 3a 'for resp. circuit 30, 30 * included, the rectifier units are connected in parallel.
För att kunna klara av en energiförsörjning till det energimatande DC-nätet "A" (DC), under de tidsavsnitt en spänningssänkning och/eller ett spänningsavbrott uppträder i det energiförsörjande AC-nätet 31, krävs en energilagring av i vart fall den energi som ett maximalt belastat energimatande DC-nät ”A” (DC) kräver under deSSa |<0ffa tidsförhålianden.In order to be able to supply an energy supply to the energy supply DC network "A" (DC), during which time periods a voltage reduction and / or a voltage interruption occurs in the energy supply AC network 31, an energy storage of at least the energy required by a maximum load energy supply DC network "A" (DC) requires under deSSa | <0ffa time conditions.
Det är då känt att med olika medel låta uppfylla kravet på att en energimatande DC- nätstation skall kunna generera en konstant spänning till sin avnämarkrets eller sina kunder.It is then known to use various means to fulfill the requirement that an energy-supplying DC power station must be able to generate a constant voltage to its consumer circuit or its customers.
Ett energimatande DC-nät ”A” (DC) med en energimatande konstanthàllen DC- spänning är också betydelsefullt vid varje spänningsmatning av känsliga utrust- ningar, såsom datorer, robotstyrningar och liknande och eventuell parallell laddning av batterier, om man vill skydda sig mot bristeri energimatningen under längre elavbrott.An energy supply DC network "A" (DC) with an energy supply constant DC voltage is also important in any voltage supply of sensitive equipment, such as computers, robot controllers and the like and any parallel charging of batteries, if you want to protect yourself from shortages energy supply during longer power outages.
Spänningsdippar inom ett energiförsörjande AC-nät 31 kan t.ex. reducera energi- försörjande spänningsvärdena ned mot halva toppspänningen och under en tids- varaktighet av t.ex. 10 ms.Voltage dips within an energy supply AC network 31 can e.g. reduce the energy supply voltage values down to half the peak voltage and for a time duration of e.g. 10 ms.
Uppfinningen erbjuder en nätisolerande, sinuspumpande, konstantspänningsregle- rande och parallellkopplingsbart, kretsarrangemang 2, 2", 2", SOM är Opfimefat fÖf att kunna ingå i en energimatande DC-nätstation för tex. publik eldistribution av likström.The invention offers a mains insulating, sine-pumping, constant voltage regulating and parallel-connectable, circuit arrangement 2, 2 ", 2", which is capable of being included in an energy-supplying DC mains station for e.g. public electricity distribution of direct current.
Spänningsdippar och mycket korta avbrott i elnätsmatningen 31 har visat sig vara mycket störande för bl.a. kontor och processindustrier med moderna elektroniska installationer. 10 15 20 25 30 531 BYE Praktiska erfarenheter talar för att spänningsdippar och korta avbrott förekommer förhållandevis ofta, under det att längre avbrott förekommer sällan.Voltage dips and very short interruptions in the mains supply 31 have proved to be very disturbing for e.g. offices and process industries with modern electronic installations. 10 15 20 25 30 531 BYE Practical experience suggests that voltage dips and short interruptions occur relatively often, while longer interruptions occur infrequently.
Det är således mycket önskvärt att kunna leverera en konstant DC-spänning (Nout) och överbrygga verkan av spänningsdippar inom AC-eldistributionen 31.Thus, it is highly desirable to be able to supply a constant DC voltage (Nout) and bridge the effect of voltage dips within the AC power distribution 31.
Av ekonomiska skäl har det visat sig vara intressant att kunna bygga DC-nätstatio- ner utan batteriuppsättningar, men ändå kunna erbjuda vissa överbryggningstider för t.ex. kortvariga spänningsdippar.For financial reasons, it has proved interesting to be able to build DC network stations without battery sets, but still be able to offer certain bridging times for e.g. short-term voltage dips.
Det är för en fackman uppenbart att en anpassad kondensator vid många tillämp- ningar erbjuder en betydligt billigare lösning än att låta använda batterier för detta speciella energiförsörjande behov.It is obvious to a person skilled in the art that an adapted capacitor in many applications offers a much cheaper solution than having batteries used for this special energy supply need.
Det föreligger ett framträdande behov bland fackmän på detta område att låta konstruera ett kretsarrangemang 2, 2', 2" som är universellt användbart inom en energimatande DC-nätstation och som skall kunna parallellkopplas till större eller mindre distributionssystem och vid behov inom systemet kunna ladda batterier.There is a prominent need among those skilled in the art to have a circuit arrangement 2, 2 ', 2 "constructed which is universally useful within an energy supply DC power station and which should be able to be connected in parallel to larger or smaller distribution systems and, if necessary within the system, charge batteries .
Kretsarrangemangen 2, 2', 2" måste då vara reglerbara under en konstanthållen DC-spänning upp till en maximal ström och effekt och skyddas mot en överbelast- ning.The circuit arrangements 2, 2 ', 2 "must then be controllable under a constant DC voltage up to a maximum current and power and protected against an overload.
En i SP-enheten 3b ingående kondensator 40 kan vara tillordnad ett lågt kapaci- tansvärde, för att därigenom kunna skapa förutsättningar för en lägre inrusnings- eller uppladdningsström och en liten volymstorlek. Denna dimensionering kräver dock ett DC-nät med en inkopplad batteriuppsättning som back-up-funktion.A capacitor 40 included in the SP unit 3b can be assigned a low capacitance value, in order thereby to be able to create conditions for a lower induction or charging current and a small volume size. However, this dimensioning requires a DC network with a connected battery set as a back-up function.
Vid DC-nät utan batteriuppsättning krävs betydligt större (och flera enligt figur 5) kondensatorer med anpassat högre kapacitansvärde eller kapacitansvärden och då också med större volymer.For DC networks without a battery set, significantly larger (and more according to Figure 5) capacitors with an adapted higher capacitance value or capacitance values and then also with larger volumes are required.
I enlighet med föreliggande uppfinning anvisas nu att kapacitansvärdet för nämnda kapacitans 40 skall vara speciellt anpassat. 10 15 20 25 30 Kondensatorns 40 kapacitansvärde skall i denna tillämpning, enligt figur 4, väljas högt och därmed skapas förutsättningar för en högre uppladdningsström och ener- gimagasineringen blir högre.In accordance with the present invention, it is now directed that the capacitance value of said capacitance 40 should be specially adapted. 10 15 20 25 30 The capacitance value of the capacitor 40 must in this application, according to figure 4, be chosen high and thus conditions are created for a higher charging current and the energy storage will be higher.
Väljes värdet än högre skapas förutsättningar för en än högre uppladdningsström och en högre anpassad energimagasinering.If the value is chosen even higher, conditions are created for an even higher charging current and a higher adapted energy storage.
Vidare anvisar föreliggande uppfinning att energimagasineringen skall vara så hög att det energimatande DC-nätet ”A” (DC) ger en konstant spänning även vid spän- ningsdippar i det matande AC-nätet 31 under en beräknad tid.Furthermore, the present invention indicates that the energy storage should be so high that the energy supply DC network "A" (DC) provides a constant voltage even at voltage dips in the supply AC network 31 for a calculated time.
Den valda energimagasineringen i kondensatorn 40 blir således kritisk för uppfin- ningen. Å ena sidan ger en högre energimagasinering förutsättningar för att kunna accepte- ra djupare och tidsmässigt längre spänningsdippar inom det energiförsörjande AC- nätet "Nin" utan att variera DC-nätets ”Nout” DC-spänning. Å andra sidan ger en lägre energimagasinering förutsättningar för att enbart kunna acceptera smärre och tidsmässigt kortare spänningsdippar inom det energiförsörj- ande AC-nätet ”Nin” för att inte variera DC-nätets ”Nout” DC-spänning.The selected energy storage in the capacitor 40 thus becomes critical to the invention. On the one hand, a higher energy storage provides conditions for being able to accept deeper and longer voltage dips in time within the energy supply AC network "Nin" without varying the DC network's "Nout" DC voltage. On the other hand, a lower energy storage provides the conditions for only being able to accept smaller and temporally shorter voltage dips within the energy supply AC network "Nin" in order not to vary the DC network's "Nout" DC voltage.
Vidare påverkar kondensatorns 40 värde alstrat rippel från den likriktade AC-spän- ningen 31.Furthermore, the value of the capacitor 40 affects the ripple generated from the rectified AC voltage 31.
En MOSFET-transistor 50 inom SP-enheten 3b är styrd för en pulsbreddsmodule- ring, via en krets 51 av i och för sig känd struktur och med transistorn 50 kopplad mellan en induktans 46 och en diod 45.A MOSFET transistor 50 within the SP unit 3b is controlled for a pulse width modulation, via a circuit 51 of a structure known per se and with the transistor 50 connected between an inductor 46 and a diode 45.
SP-enheten 3b avger en DC-spänning av 420VDC, med ett rippel av storleksord- ningen 100 kHz.The SP unit 3b emits a DC voltage of 420VDC, with a ripple of the order of 100 kHz.
Denna DC-spänning sänks till 350VDC i en DClDC-omvandlare 3c. lO 15 20 25 30 533 ETFS 17 l enlighet med föreliggande uppfinning enligt figur 4 skall DC/DC-omvandlaren 41 (3c i figur 3, 23 i figur 2) omfatta en seriekoppling utav en, av en computer, via en ledning 42, styrd MOSFET-transistor 43, för att därigenom kunna skapa en för den matade DC-strömmen vald strömbegränsning. Mellan ledningarna 34 och 36 är en diod 46 inkopplad.This DC voltage is lowered to 350VDC in a DClDC converter 3c. In accordance with the present invention according to Figure 4, the DC / DC converter 41 (3c in Figure 3, 23 in Figure 2) should comprise a series connection of one, controlled by a computer, via a line 42, MOSFET transistor 43, in order thereby to create a current limitation selected for the supplied DC current. Between the wires 34 and 36 a diode 46 is connected.
Vidare visar utförlngsformen, enligt figur 4, att en enda MOSFET-transistor 43 är se- riekopplad med en induktans 44, och att en kondensator 47 är inkopplad mellan po- lerna för DC-nätet "A(DC)”.Furthermore, the embodiment shows, according to Figure 4, that a single MOSFET transistor 43 is connected in series with an inductor 44, and that a capacitor 47 is connected between the poles of the DC network "A (DC)".
Vid en jämförelse mellan utföringsformen i figuren 2 och utföringsformen i figuren 4 framstår det klart att de två tidigare i figuren 2 erforderliga jordningspunkten 28, 29 skall, enligt utföringsformen visad i figur 4, kompletteras så att jordningspunkten 28 utgår under det att jordningspunkten 29 krävs som en jordning, här tilldelad hänvis- ningsbeteckningen 35.When comparing the embodiment in Figure 2 with the embodiment in Figure 4, it is clear that the two previously required earthing points 28, 29 in Figure 2 must, according to the embodiment shown in Figure 4, be supplemented so that earthing point 28 is deleted while earthing point 29 is required as a ground, here assigned the reference numeral 35.
Vidare framgår vid en jämförelse mellan kopplingsschemat i figuren 2 och kopp- lingsschemat i figuren 4 att transformatorn 24 tillika med likriktarbryggan 25 elimi- nerats tillsammans med ett antal av fyra computerstyrda MOSFET-transistorer 23a, ingående i DC/DC-omvandlaren 23.Furthermore, a comparison between the wiring diagram in Figure 2 and the wiring diagram in Figure 4 shows that the transformer 24 together with the rectifier bridge 25 has been eliminated together with a number of four computer-controlled MOSFET transistors 23a, included in the DC / DC converter 23.
Vidare anvisas att när SP-enheten 3b ska ha en utökad förmåga, t.ex. i system utan batterier, att leverera en konstant DC-spänning och effekt under spänningsdippar eller mycket korta strömavbrott kan den i figuren 4 ingående kondensatorer 40 vara tillordnade en högre spänning och ett högre kapacitansvärde, för att kunna över- brygga för kondensatorer rimliga spänningsdippar eller mycket korta nätavbrott 31.It is further indicated that when the SP unit 3b is to have an increased capacity, e.g. in systems without batteries, to supply a constant DC voltage and power during voltage dips or very short power outages, the capacitors 40 included in Figure 4 can be assigned a higher voltage and a higher capacitance value, in order to be able to bridge reasonable voltage dips for capacitors or much short network outages 31.
En SP-enhet 3b med tillhörande kretsarrangemang 2 försöker alltid att generera en konstant utspänning. Vid spänningsdippar och sjunkande inspänning 31 (Nin) följer den med spänningen ner och strävar att eliminera spänningsdipparna. Beroende på dimensionering och belastningsfall kan arrangemanget 2, genom sin dynamik, elimi- nera nästan alla spänningsdippar i eldistributionssystemet 31, dock fallande inom en vald tidsvaraktighet. lO 15 20 25 30 531 S76 18 Uppfinningen kräver ingen speciell isolering enär en AC-matad transformator 37 skapar en sådan erforderlig isolering.An SP unit 3b with associated circuit arrangement 2 always tries to generate a constant output voltage. At voltage dips and decreasing input voltage 31 (Nin), it follows the voltage down and strives to eliminate the voltage dips. Depending on the dimensioning and load drop, the arrangement 2 can, due to its dynamics, eliminate almost all voltage dips in the electricity distribution system 31, however, falling within a selected time duration. The invention does not require any special insulation since an AC-supplied transformer 37 creates such a required insulation.
Den utnyttjade enkla likriktaren kräver inte heller någon säkerhetsklassning och där- med reduceras kostnaderna samtidigt som antalet komponenter minskat.The simple rectifier used also does not require any safety classification and thus reduces costs while reducing the number of components.
Enligt uppfinningen, enligt figuren 4, skall nämnda kondensator 40 vara tilldelad ett kapacitansvärde och en spänning där energiinnehållet (halva kapacitansvärdet mul- tiplicerat med spänningens kvadrat) är anpassat för att helt kunna kompensera för DC-nätets "A" DC; (Nout) energibehov under en på förhand vald bestämd tid.According to the invention, according to Fig. 4, said capacitor 40 should be assigned a capacitance value and a voltage where the energy content (half the capacitance value multiplied by the square of the voltage) is adapted to be able to fully compensate for the DC network "A" DC; (Nout) energy needs for a predetermined time.
Denna tid behöveri normalfallet inte överstiga 200ms, men bör nog överstiga 50- 100 ms.This time does not normally need to exceed 200ms, but should probably exceed 50-100ms.
Speciellt anvisar uppfinningen att åtgärder bör vidtagas för att arbeta med en hög spänning över kondensatorn 40, då energiinnehållet är beroende av spänningen i kvadrat.In particular, the invention indicates that measures should be taken to operate with a high voltage across the capacitor 40, as the energy content is dependent on the voltage squared.
Figuren 5 låter illustrera inkopplingen av ett ytterligare energilagrande kretsarrange- mang, med en kondensator 40a och en diod D3, där det är fråga om att utöka ener- gilagringen.Figure 5 illustrates the connection of a further energy storage circuit arrangement, with a capacitor 40a and a diode D3, where it is a question of expanding the energy storage.
Vidare anvisar figur 5 en ledning 5a, vilken kan tjäna som en tillförsel av en extern ytterligare energilagring via ett kretsarrangemang 15, genom att ledningen 5a kan vara ansluten till ett back-up-batteri (ej visat) med ett energiinnehåll tillräckligt stort för att kompensera för ett större energibortfall än det ovan angivna.Furthermore, Figure 5 indicates a line 5a, which can serve as a supply of an external additional energy storage via a circuit arrangement 15, in that the line 5a can be connected to a back-up battery (not shown) with an energy content large enough to compensate for a greater energy loss than the above.
Till ledningen 5a kan således kopplas en kondensator 40a, ett batteri eller ett sepa- rat DC-nät.A capacitor 40a, a battery or a separate DC network can thus be connected to the line 5a.
Ledningen Sa möjliggör att själva SP-enheten 3b kan kvarhållas på en låg inbygg- nadsvolym och att ytterligare energibehov kan kretsmässigt läggas utanför SP-en- heten. 10 15 531 675 Detta kan ge plats för mindre komponenter inom SP-enheten 3b och yttre plats för energimatande enheter.The line Sa enables the SP unit 3b itself to be retained at a low installation volume and that additional energy requirements can be placed outside the SP unit in a circular manner. 10 15 531 675 This can provide space for smaller components within the SP unit 3b and external space for energy supply units.
Härvid erbjuds, vid behov, en enkel uppgradering av kretsarrangemalwget 2 via ett SP-enheten 3b fristående kretsarrangemang, där ett temporärt spännlingsbortfall 31 för det energiförsörjande AC-nätet kan accepteras långt utöver det tidsintervall av 200ms, som angivits ovan.If necessary, a simple upgrade of the circuit arrangement template 2 via an independent circuit arrangement of the SP unit 3b is offered, where a temporary voltage drop 31 for the energy supply AC network can be accepted far beyond the time interval of 200ms, stated above.
Uppfinningen är givetvis inte begränsad till den ovan såsom exempel angivna ut- föringsformen utan kan genomgå modifikationer inom ramen för uppflnningstanken illustrerad i efterföljande patentkrav.The invention is of course not limited to the embodiment given above as an example, but may undergo modifications within the scope of the inventive concept illustrated in the appended claims.
Speciellt bör beaktas att varje visad enhet och/eller krets kan kombineras med varje annan visad enhet och/eller krets inom ramen för att kunna ernå önskad teknisk funktion.Special consideration should be given to the fact that each displayed unit and / or circuit can be combined with any other displayed unit and / or circuit within the framework in order to be able to achieve the desired technical function.
Claims (6)
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE0601161A SE531676C2 (en) | 2006-05-24 | 2006-05-24 | An energy supplying circuit arrangement with a DC / DC converter |
US12/301,310 US8213202B2 (en) | 2006-05-24 | 2007-05-22 | Energy distributing circuit arrangement, including a DC/DC-converter |
EP07748504.3A EP2022156A4 (en) | 2006-05-24 | 2007-05-22 | An energy distributing circuit arrangement, including a dc/dc-converter |
PCT/SE2007/050343 WO2007136345A1 (en) | 2006-05-24 | 2007-05-22 | An energy distributing circuit arrangement, including a dc/dc-converter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE0601161A SE531676C2 (en) | 2006-05-24 | 2006-05-24 | An energy supplying circuit arrangement with a DC / DC converter |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SE0601161L SE0601161L (en) | 2007-11-25 |
SE531676C2 true SE531676C2 (en) | 2009-06-30 |
Family
ID=38829533
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SE0601161A SE531676C2 (en) | 2006-05-24 | 2006-05-24 | An energy supplying circuit arrangement with a DC / DC converter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SE (1) | SE531676C2 (en) |
-
2006
- 2006-05-24 SE SE0601161A patent/SE531676C2/en unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
SE0601161L (en) | 2007-11-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2663184C2 (en) | Bidirectional battery converter and balancer for electric energy storage of a power supply system | |
US8922054B2 (en) | Distributed DC energy storage for supplying an intermittent subsea load | |
US20150180233A1 (en) | Uninterruptible power supply apparatus | |
EP2966754B1 (en) | Uninterruptible power supply and method of operation | |
JP2013543193A5 (en) | ||
US20160006276A1 (en) | Apparatus and method for state of charge compensation of an energy storage system | |
US20150349687A1 (en) | Electric Power Generation and Distribution for Islanded or Weakly-Connected Systems | |
JP2013543193A (en) | How to connect solar power generation equipment to the power grid | |
US10193446B2 (en) | Multi-module DC-to-DC power transformation system | |
US10199859B2 (en) | Uninterruptible power supply system with precharge converter | |
RU2014101243A (en) | DEVICE AND METHOD FOR CONNECTING ELECTRIC ON-BOARD NETWORKS WITH DIFFERENT VOLTAGE Voltages | |
KR20070073819A (en) | Static energising system for a generator and method for operation of such an energising system | |
JP2015023766A (en) | Power supply switching circuit | |
CN102428635A (en) | Method for discharging a filter capacitor at the output of an inverter device and inverter device | |
EP3065260A1 (en) | Ground power unit with lower noise and pollution emission | |
JP2019092333A (en) | Power converter | |
US8213202B2 (en) | Energy distributing circuit arrangement, including a DC/DC-converter | |
JP4119985B2 (en) | Series electric double layer capacitor device | |
CN103368248A (en) | Back-up power system with low power consumption | |
SE531676C2 (en) | An energy supplying circuit arrangement with a DC / DC converter | |
KR20170094316A (en) | Controllable three-phase dump-load and storage combination for power balancing | |
KR20150050540A (en) | Charge pump apparatus for weak power recycling based on connection range control of series capacitor | |
KR101064086B1 (en) | Method and system for independantly supplying electric power source using wind power and solar power generation | |
SE531675C2 (en) | An energy supply circuit arrangement with SP-unit related energy storage circuit | |
CA2963150A1 (en) | Arrangement for and method of dynamically managing electrical power between an electrical power source and an electrical load |