ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2187879
ИСТОЧНИК СТАБИЛИЗИРОВАННОГО НАПРЯЖЕНИЯ С НИЗКОЧАСТОТНОЙ КОРРЕКЦИЕЙ КОЭФФИЦИЕНТА МОЩНОСТИ
Имя изобретателя: Мишачев А.П.; Романов А.В.; Бардин А.И.; Джаникян А.В.; Никитин С.В.
Имя патентообладателя: Государственное унитарное предприятие Государственный Рязанский приборный завод - дочернее предприятие Государственного унитарного предприятия Военно- промышленного комплекса "МАПО"
Адрес для переписки: 390000, г.Рязань, ул. Каляева, 32, ГУП ГРПЗ, отд.149
Дата начала действия патента: 2000.08.28
Изобретение относится к области преобразовательной техники, в частности к
источникам вторичного электропитания с улучшенным коэффициентом мощности,
потребляемой от сети синусоидального тока. Технический результат заключается в
расширении функциональных возможностей и повышении надежности источника
стабилизированного напряжения с низкочастотной коррекцией коэффициента мощности, а
именно придания источнику функции стабилизации выходного напряжения. Для этого
источник стабилизированного напряжения с низкочастотной коррекцией коэффициента
мощности содержит последовательно соединенные дроссель и выпрямитель, включенные
между источником синусоидального напряжения и выходным емкостным фильтром с
нагрузкой, схему ключа, подсоединенную параллельно входу выпрямителя, обеспечивающую
накопление энергии в индуктивности дросселя и развязку с емкостным фильтром во время
открытого состояния ключа схемы ключа, схему управления ключом схемы ключа,
соединенную с входом и выходом источника стабилизированного напряжения с
низкочастотной коррекцией коэффициента мощности и регулирующую момент включения и
длительность открытого состояния ключа схемы ключа в первой половине каждого
полупериода питающего напряжения, в которой введены подсоединенные к схеме управления
ключом схемы ключа источник стабильного постоянного опорного напряжения и датчик тока,
включенный между выходом выпрямителя и нагрузкой, причем один из силовых выводов ключа
схемы ключа объединен с выводом датчика тока, соединенным с выводом нагрузки.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение относится к области преобразовательной техники, в частности к
источникам вторичного электропитания с улучшенным коэффициентом мощности,
потребляемой от сети синусоидального тока, и может найти широкое применение для
питания различных устройств электротехники, силовой электроники и т.п.
Известны схемы источников вторичного электропитания, обеспечивающие
стабилизацию выходного напряжения и коррекцию коэффициента мощности, выполненные на
основе импульсного повышающего регулятора напряжения, огибающая тока дросселя
которого, т.е. тока, потребляемого от сети, имеет почти синусоидальную форму на отрезке
времени каждого полупериода питающего напряжения [1].
Основными недостатками таких источников являются относительно низкая надежность,
высокая цена и высокий уровень помех, в особенности при больших мощностях, так как
тактовая частота работы регулятора на два-три порядка выше частоты питающей сети.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является
источник вторичного электропитания с низкочастотной коррекцией коэффициента
мощности [2], схема которого содержит последовательно соединенные дроссель и
выпрямитель, включенные между источником входного переменного напряжения и выходным
емкостным фильтром с нагрузкой; схему ключа, обеспечивающую накопление энергии в
индуктивности дросселя и развязку с емкостным фильтром нагрузки на время открытого
состояния ключа. Схема управления ключом обеспечивает его открывание на регулируемый
отрезок времени в первой половине каждого полупериода при фиксированном значении
времени отпирания или запирания, таким образом, что ток, потребляемый от сети на
номинальной нагрузке, имеет форму, близкую к синусоидальной, при этом выходное
напряжение изменяется прямо пропорционально входному.
Основным недостатком прототипа является отсутствие стабилизации выходного
напряжения и низкий коэффициент мощности на малых нагрузках.
Технический результат, на достижение которого направлено заявляемое изобретение,
заключается в расширении функциональных возможностей и повышении надежности
источника стабилизированного напряжения с низкочастотной коррекцией коэффициента
мощности, а именно придания источнику функции стабилизации выходного напряжения с
помощью формирования сигнала управления ключом.
Указанная цель достигается тем, что в источник стабилизированного напряжения с
низкочастотной коррекцией коэффициента мощности введены источник стабильного
постоянного опорного напряжения, присоединенный к схеме управления ключом схемы ключа,
регулирующей момент начала и время накопления энергии в индуктивности дросселя и
ограничивающей максимальную длительность открытого состояния ключа схемы ключа, и
датчик тока, включенный между выходом выпрямителя и нагрузкой, причем один из силовых
выводов ключа схемы ключа объединен с выводом датчика тока, соединенным с выводом
нагрузки.
|
Заявляемый источник представлен вариантом схемы на чертеже, где изображены
последовательно соединенные дроссель L и выпрямитель V, включенные между источником
синусоидального напряжения Uвх и выходным емкостным фильтром C с нагрузкой Rн.
Параллельно входу выпрямителя подсоединена схема ключа СК, обеспечивающая накопление
энергии в индуктивности дросселя и развязку с емкостным фильтром нагрузки во время
открытого состояния ключа схемы ключа.
|
Схема управления ключом СУ связана со входом и выходом источника стабилизированного
напряжения с низкочастотной коррекцией коэффициента мощности; с выводами датчика тока
Дт, включенного между выходом выпрямителя V и нагрузкой Rн, а также с
выводами ключа СК и источником стабильного постоянного опорного напряжения Uопор.
По результатам сравнения опорного и выходного напряжений и сигналу, снимаемому с
датчика тока, вырабатываются сигналы для регулирования момента включения и
длительности открытого состояния ключа схемы ключа, чем обеспечивается минимальный
фазовый сдвиг между синусоидой входного напряжения и первой гармоникой тока,
потребляемого от сети, а также стабилизация выходного напряжения на уровне, равном или
большем значения максимальной амплитуды входного напряжения. Таким образом, схема
управления обеспечивает оптимальную работу ключа схемы ключа в широком диапазоне
изменения напряжения питания и сопротивления нагрузки, что позволяет достичь высоких
значений коэффициента мощности.
Датчик тока Дт обеспечивает контроль формы тока, потребляемого от сети, запрет на
открывание ключа схемы ключа при токе, неравном нулю и ограничение максимальной
длительности открытого состояния при коммутациях нагрузки, что гарантирует надежную
работу ключа и всей схемы в целом.
Схема источника реализуется на элементарной базе широкого применения, не требует
уникальных технологий и поэтому промышленно применима.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Крючков В.В. Источники питания с коррекцией коэффициента мощности. - В сб.:
Электропитание. НТС. М., вып. 1.
2. Патент США 4831508, НКИ 363/44 / Система источника питания с улучшенным коэффициентом
мощности".
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Источник стабилизированного напряжения с низкочастотной коррекцией
коэффициента мощности, содержащий последовательно соединенные дроссель и
выпрямитель, включенные между источником синусоидального напряжения и выходным
емкостным фильтром с нагрузкой, схему ключа, подсоединенную параллельно входу
выпрямителя, обеспечивающую накопление энергии в индуктивности дросселя и развязку
с емкостным фильтром во время открытого состояния ключа схемы ключа, схему
управления ключом схемы ключа, соединенную с входом и выходом источника
стабилизированного напряжения с низкочастотной коррекцией коэффициента мощности и
регулирующую момент включения и длительность открытого состояния ключа схемы ключа
в первой половине каждого полупериода питающего напряжения, в который введены
подсоединенные к схеме управления ключом схемы ключа источник стабильного
постоянного опорного напряжения и датчик тока, включенный между выходом выпрямителя
и нагрузкой, причем один из силовых выводов ключа схемы ключа объединен с выводом
датчика тока, соединенным с выводом нагрузки.
Версия для печати
Дата публикации 15.02.2007гг
вверх
|
