UA151493U - A method of powering a high-voltage led using a resonant converter of two inductively coupled circuits - Google Patents

A method of powering a high-voltage led using a resonant converter of two inductively coupled circuits Download PDF

Info

Publication number
UA151493U
UA151493U UAU202107666U UAU202107666U UA151493U UA 151493 U UA151493 U UA 151493U UA U202107666 U UAU202107666 U UA U202107666U UA U202107666 U UAU202107666 U UA U202107666U UA 151493 U UA151493 U UA 151493U
Authority
UA
Ukraine
Prior art keywords
voltage
inductively coupled
circuit
circuits
powering
Prior art date
Application number
UAU202107666U
Other languages
Ukrainian (uk)
Inventor
Юрій Вікторович Батигін
Євген Олександрович Чаплигін
Світлана Олександрівна Шиндерук
Original Assignee
Харківський Національний Автомобільно-Дорожній Університет
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Харківський Національний Автомобільно-Дорожній Університет filed Critical Харківський Національний Автомобільно-Дорожній Університет
Priority to UAU202107666U priority Critical patent/UA151493U/en
Publication of UA151493U publication Critical patent/UA151493U/en

Links

Landscapes

  • Control Of El Displays (AREA)
  • Led Devices (AREA)

Abstract

A method of powering a high-voltage LED using a resonant converter of two inductively coupled circuits, the method being realized by means of two inductively coupled parallel and series circuits, the first of which is connected to a low-voltage power supply, and the latter increases the voltage on the LED due to resonant phenomena.

Description

Корисна модель належить до галузі електротехніки і радіотехніки та може бути використана у всіх галузях, де важливою характеристикою є збільшення вихідної напруги та істотне зниження поточних втрат енергії.The useful model belongs to the field of electrical engineering and radio engineering and can be used in all fields where an important characteristic is an increase in output voltage and a significant reduction in current energy losses.

В основу дієвості запропонованого способу покладено принцип роботи резонансних перетворювачів напруги в електричних пристроях, призначених для генерування великих змінних струмів та напруг. Конструктивно перетворювачі нагадують трансформатори як повітряні, так і з осердям, але їх поєднує загальна ознака: робота в резонансному режимі.The effectiveness of the proposed method is based on the principle of operation of resonant voltage converters in electrical devices designed to generate large alternating currents and voltages. Structurally, converters resemble both air and core transformers, but they are united by a common feature: operation in resonance mode.

Принципово, такі пристрої складаються із двох та більше індуктивно зв'язаних резонансних контурів з відмінною рисою. Вторинна обмотка розімкнута. Тут має місце розподілена ємність, величина якої забезпечується геометрією зовнішнього оточення. Звідси створення резонансних умов досить проблематичне, а вихідний струм зникаюче малий.In principle, such devices consist of two or more inductively coupled resonant circuits with a distinctive feature. The secondary winding is open. Here there is a distributed capacity, the size of which is provided by the geometry of the external environment. Hence, the creation of resonant conditions is rather problematic, and the output current is vanishingly small.

Існують відомі способи та пристрої резонансного перетворення змінної синусоїдальної напруги.There are known methods and devices for resonant conversion of an alternating sinusoidal voltage.

Відомий спосіб "Резонансний підсилювач потужності" (патент Мо 103215 ОА, НОЗН 7/00, опубл. 10.12.20151. Суть цього способу полягає у збудженні підсилених коливань струму та напруги за рахунок використання двох резонансних контурів. Обидва резонансні контури включені послідовно в електричне коло джерела збудження та мають магнітний зв'язок взаємоіндукції. Перша резонансна частота її вибрана меншою за частоту їо сигналу джерела збудження, а друга резонансна частота її вибрана більшою за частоту їю сигналу джерела збудження.The known method "Resonant power amplifier" (patent Mo 103215 OA, NOZN 7/00, publ. 10.12.20151. The essence of this method is the excitation of amplified current and voltage oscillations due to the use of two resonant circuits. Both resonant circuits are included in series in the electric circuit source of excitation and have a magnetic connection of mutual induction.The first resonance frequency is chosen to be lower than the frequency of the signal of the excitation source, and the second resonance frequency is chosen to be greater than the frequency of the signal of the excitation source.

Недоліком такого способу досягнення підсилених амплітуд струму та потужності є значна складність настройки резонансних частот першого та другого контуру внаслідок нелінійних процесів за рахунок застосування феромагнітного осердя.The disadvantage of this method of achieving enhanced current and power amplitudes is the significant complexity of setting the resonant frequencies of the first and second circuit due to nonlinear processes due to the use of a ferromagnetic core.

Відомий спосіб "Резонансний трансформатор" (патент ВО Мо 2418333С1, опубл. 10.05.20111.The known method "Resonant transformer" (patent VO Mo 2418333С1, publ. 10.05.20111.

Винахід належить до електротехніки і призначений, зокрема, для перетворення однієї системи змінного струму в іншу. Технічний результат полягає в зменшенні впливу вторинної обмотки на первинну. Резонансний трансформатор містить магнітопровід, первинну обмотку, вторинну обмотку і конденсатор. Магнітопровід має подовжені стрижні і ярма. Вторинна обмотка симетрично віддалена, і разом з первинної розташована навколо одного стрижня. ПервиннийThe invention belongs to electrical engineering and is intended, in particular, to convert one alternating current system into another. The technical result consists in reducing the influence of the secondary winding on the primary. A resonant transformer contains a magnet wire, a primary winding, a secondary winding and a capacitor. The magnetic wire has elongated rods and a yoke. The secondary winding is symmetrically spaced, and together with the primary winding is located around one rod. Primary

Зо ланцюг трансформатора введена в режим резонансу струмів шляхом паралельного з'єднання конденсатора і первинної обмотки.The transformer circuit is introduced into the current resonance mode by parallel connection of the capacitor and the primary winding.

Недоліком цього способу є високі втрати енергії за рахунок того, що трансформатор з осердям хоч і є достатньо якісним, з точки зору передавання енергії, але йому властиві втрати, пов'язані з розсіюванням магнітного поля.The disadvantage of this method is high energy losses due to the fact that the transformer with a core, although it is of sufficient quality from the point of view of energy transmission, is characterized by losses associated with the dissipation of the magnetic field.

Найбільш близьким за своє суттю до запропонованого є "Спосіб резонансного посилення електричної потужності за допомогою двох активно-реактивних послідовних контурів із загальним ємнісним накопичувачем енергії" (Мо 148827, ОА НОЗН 7/00, опубл. 22.09.20211.The closest in essence to the proposed one is "Method of resonant amplification of electric power using two active-reactive sequential circuits with a common capacitive energy storage" (Mo 148827, OA NOZN 7/00, publ. 09/22/20211.

Використання цього способу приводить до перетворення збільшеної реактивної потужності у першому резонансному контурі в активну потужність, яка знімається на навантаженні другого контуру, за рахунок використання додаткової схеми перетворювача, що складається з двох індуктивно зв'язаних паралельного і послідовного контурів, перший з яких підключають до джерела реактивної потужності, а останній містить навантаження для зняття активної потужності.The use of this method leads to the conversion of increased reactive power in the first resonant circuit into active power, which is removed from the load of the second circuit, due to the use of an additional converter circuit consisting of two inductively connected parallel and series circuits, the first of which is connected to the source reactive power, and the latter contains a load for removing active power.

Недоліком цього способу є відсутність корисної роботи. Нагрівання активного опору не має суттєвого практичного застосування.The disadvantage of this method is the lack of useful work. The heating of active resistance has no significant practical application.

В основу корисної моделі поставлено задачу підвищення низької вхідної напруги на значно більшу вихідну для живлення світлодіода за допомогою перетворювача з двох індуктивно зв'язаних контурів.The useful model is based on the task of increasing the low input voltage to a much higher output voltage for powering the LED using a converter from two inductively coupled circuits.

Поставлена задача вирішується тим, що перетворювач низької напруги у високу складається з двох контурів, зв'язаних індуктивно через погоджувальний трансформатор. В першому контурі підвищується реактивна потужність за рахунок резонансу струмів на елементах, що складають цей контур, а в другому контурі має місце резонанс напруги, за рахунок якого відбувається значне збільшення активної потужності на навантаженні контуру.The problem is solved by the fact that the low-voltage to high-voltage converter consists of two circuits connected inductively through a matching transformer. In the first circuit, the reactive power increases due to the resonance of the currents on the elements that make up this circuit, and in the second circuit there is a voltage resonance, due to which there is a significant increase in the active power on the load of the circuit.

На кресленні зображена схема реалізації запропонованого способу, де позначено: 1, 2- резонансні контури; щої, Щог, 911, 912, д2 - струми в контурах; Оо - напруга на низьковольтному джерелі живлення; Сі, Сг - ємності; Ії, І 2» - індуктивності погоджувального трансформатора; В: - активний опір першого контуру, Н2 - активне навантаження другого контуру, МО; - світлодіод.The drawing shows the implementation scheme of the proposed method, where the following are marked: 1, 2 - resonance contours; Shchoi, Shchog, 911, 912, d2 - currents in the circuits; Oo - voltage on a low-voltage power source; Si, Sg - capacities; Ii, I 2" - inductances of the matching transformer; B: - active resistance of the first circuit, H2 - active load of the second circuit, MO; - LED.

Запропонований спосіб реалізується наступним чином. Параметри першого контуру, а саме ємності Сі, індуктивність Її та частота вхідного сигналу підбираються таким чином, щоб у бо контурі виникли резонансні явища, за рахунок яких підвищується реактивна потужність за рахунок резонансу струмів на вище перерахованих елементах, що складають цей контур.The proposed method is implemented as follows. The parameters of the first circuit, namely, the capacitance C, the inductance I, and the frequency of the input signal are selected in such a way that resonant phenomena occur in the second circuit, due to which the reactive power increases due to the resonance of the currents on the above-mentioned elements that make up this circuit.

Перший та другий контури зв'язаний між собою індуктивністю погоджувального трансформатора, що складається з двох плоских обмоток І: та І 2 з регульованим коефіцієнтом зв'язку між ними. Параметри другого контуру, а саме 12 та Сг, мають відповідати резонансним умовам першого контуру. За рахунок цього виникає явище резонансу напруги у другому контурі, за рахунок якого відбувається значне збільшення напруги на світлодіоді МО.The first and second circuits are interconnected by the inductance of the matching transformer, which consists of two flat windings I: and I 2 with an adjustable coupling coefficient between them. The parameters of the second circuit, namely 12 and Сg, must correspond to the resonance conditions of the first circuit. Due to this, the phenomenon of voltage resonance occurs in the second circuit, due to which there is a significant increase in the voltage on the MO LED.

Використання цього способу призводить до перетворення збільшеної реактивної потужності у першому резонансному контурі в активну потужність, яка знімається на світлодіоді в другому контурі, за рахунок використання додаткової схеми перетворювача, що складається з двох індуктивно зв'язаних паралельного і послідовного контурів, перший з яких підключають до джерела живлення змінного струму, а останній містить навантаження у вигляді світлодіода з напругою живлення вище, ніж вхідна.The use of this method leads to the conversion of increased reactive power in the first resonant circuit into active power, which is removed from the LED in the second circuit, due to the use of an additional converter circuit consisting of two inductively connected parallel and series circuits, the first of which is connected to AC power supply, and the latter contains a load in the form of an LED with a supply voltage higher than the input.

Claims (1)

ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІUSEFUL MODEL FORMULA Спосіб живлення високовольтного світлодіода за допомогою резонансного перетворювача з двох індуктивно зв'язаних контурів, який відрізняється тим, що реалізується за допомогою двох індуктивно зв'язаних паралельного і послідовного контурів, перший з яких підключають до низьковольтного джерела живлення, а останній підвищує напругу на світлодіоді за рахунок резонансних явищ.The method of powering a high-voltage LED using a resonant converter from two inductively coupled circuits, which differs in that it is implemented using two inductively coupled parallel and series circuits, the first of which is connected to a low-voltage power source, and the latter increases the voltage on the LED by account of resonance phenomena. ЗвЯ те нин Ж ож КЕ ре ши ше й Соню ЗЕ, ах Ж Ж я Ки НН се КУ а (З ши лшшь я у кв, Бей х ах с ши ше Е Кей ! т оZvya te nin Zh ozh KE reshi she and Sonya ZE, ah Zh J ja Ky NN se KU a (Z shi lshshsh i u kv, Bei h ah s shi she E Kei ! t o
UAU202107666U 2021-12-28 2021-12-28 A method of powering a high-voltage led using a resonant converter of two inductively coupled circuits UA151493U (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UAU202107666U UA151493U (en) 2021-12-28 2021-12-28 A method of powering a high-voltage led using a resonant converter of two inductively coupled circuits

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UAU202107666U UA151493U (en) 2021-12-28 2021-12-28 A method of powering a high-voltage led using a resonant converter of two inductively coupled circuits

Publications (1)

Publication Number Publication Date
UA151493U true UA151493U (en) 2022-08-03

Family

ID=89903013

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
UAU202107666U UA151493U (en) 2021-12-28 2021-12-28 A method of powering a high-voltage led using a resonant converter of two inductively coupled circuits

Country Status (1)

Country Link
UA (1) UA151493U (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ayachit et al. Zero-voltage switching operation of transformer class-E inverter at any coupling coefficient
TW200637125A (en) Switching power supply circuit
CN105186720B (en) A kind of transmitting coil structure and apply its radio energy transmitting terminal
Hu et al. Magnetic coupler design procedure for IPT system and its application to EVs' wireless charging
Kumar Design of high frequency power transformer for switched mode power supplies
UA151493U (en) A method of powering a high-voltage led using a resonant converter of two inductively coupled circuits
US10985574B2 (en) Resonant power transfer
UA148828U (en) METHOD OF RESONANCE CONVERSION OF REACTIVE POWER INTO ACTIVE USING A CONVERTER FROM TWO INDUCTIVELY CONNECTED CIRCUITS
RU2622844C1 (en) Resonant parametric oscillator and method of electrical excitation of oscillations in parametric resonance generator
KR101989658B1 (en) Magnetoelectric device capable of damping power amplification
CN104851575B (en) A kind of pulse transformer
RU2015146669A (en) Device and method for amplifying electrical signals (options)
Chen et al. Near field wireless power transfer for multiple receivers by using a novel magnetic core structure
RU128000U1 (en) TRANSFORMER
UA148826U (en) DEVICE OF RESONANCE AMPLIFYMENT OF ELECTRICAL POWER ON THE BASIS OF TWO ACTIVE-REACTIVE SEQUENTIAL CIRCUITS WITH TOTAL CAPACITY ACCUMULATION
Seltzman et al. Design and modeling of nanocrystalline iron core resonant transformers for pulsed power applications
Belloumi et al. Self-oscillating half bridge series resonant converter at high efficiency
Vukosavić et al. Design and testing of high voltage high frequency transformer 0.6 kV/60kV for power of 60kW
RU120519U1 (en) SECONDARY POWER SUPPLY WITH POWER TAKE-OFF FROM PHASE WIRE OF HIGH-VOLTAGE INDUSTRIAL FREQUENCY LINE
RU2015146668A (en) DEVICE AND METHOD FOR STRENGTH AMPLIFICATION OF ELECTRICAL SIGNALS (OPTIONS)
Orikawa et al. A Frequency Multiplying Circuit Containing a High-frequency Output Inverter and an Impedance Matching Transformer
RU2400928C1 (en) Generator of high-voltage pulses
CN216356111U (en) Energy output device based on mutual inductance principle
CN113162452B (en) Current phase-shifting parallel circuit
Bhambri et al. Design Methodology of Single and Multi-Winding Coupled Inductor in Switching Converters