BRPI0821849B1 - Aparelho fonte de alimentação elétrica de corrente contínua - Google Patents

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Hirofumi HORINO
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Toshiba Carrier Corporation
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Abstract

aparelho fonte de alimentação elétrica de corrente contínua a presente invenção refere-se aos primeiro e segundo circuitos de retificação que são conectados a uma fonte de alimentação elétrica de ca (11) por um reator (12). uma carga (15) é conectada entre o terminal de saída no lado positivo do primeiro circuito de retificação (13) e o terminal de saída no lado negativo do segundo circuito de retificação (16). enquanto a tensão da fonte de alimentação elétrica de ca (11) permanece no lado positivo, uma corrente passa através de um trajeto constituído por um dos diodos (d1, d2, d3, d4) do primeiro circuito de retificação (13) e um dos diodos (d1, d2, d3, d4) do segundo circuito de retificação (16). enquanto a tensão da fonte de alimentação elétrica de ca (11) comercial permanece no lado negativo, também, uma corrente passa através do trajeto constituído por um dos diodos (d1, d2, d3, d4) do primeiro circuito de retificação (13) e um dos diodos (d1, d2, d3, d4) do segundo circuito de retificação (16).

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para APARELHO FONTE DE ALIMENTAÇÃO ELÉTRICA DE CORRENTE CONTÍNUA.
Campo Técnico [001] A presente invenção refere-se a um aparelho fonte de alimentação elétrica de corrente contínua que aperfeiçoa o fator de potência de uma fonte de alimentação elétrica.
Antecedentes da Invenção [002] Aparelhos fonte de alimentação elétrica são conhecidos, nos quais um circuito de retificação é conectado a uma fonte de alimentação elétrica de corrente alternada por uma fase de reator, por exemplo, Patente Japonesa N° 3.570.835. Em um aparelho fonte de alimentação elétrica de corrente contínua, um trajeto de curto-circuito para alimentação elétrica de corrente alternada é formado através do reator, somente por um curto tempo após a tensão da fonte de alimentação de corrente alternada ter ultrapassado o ponto de cruzamento zero, desse modo aperfeiçoando o fator de potência da fonte de alimentação.
Descrição da Invenção [003] O circuito de retificação acima mencionado tem quatro diodos ligados em ponte e efetua retificação de onda completa da tensão da fonte de alimentação de corrente alternada. Neste circuito de retificação, uma corrente passa através de dois diodos ao mesmo tempo enquanto a fonte de alimentação de energia de CA comercial permanece no nível positivo, e passa através dos outros dois diodos ao mesmo tempo enquanto a fonte de alimentação de energia de CA comercial permanece no nível negativo.
[004] Quando a corrente simultaneamente passa através de dois dos diodos do circuito de retificação, o calor que o circuito de retificação gera aumenta. O circuito de retificação, por conseguinte, requer
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2/16 um grande dispositivo de radiação de calor. Se um grande dispositivo de radiação de calor é previsto, todavia, o aparelho fonte de alimentação de energia de corrente contínua será maior e o seu custo se elevará.
[005] Um dos objetivos da presente invenção é proporcionar um aparelho fonte de alimentação de energia de corrente contínua no qual o calor que o circuito de retificação gera pode ser reduzido e que por conseguinte reduz a dimensão de um dispositivo para radiação de calor ou não requer um dispositivo para radiação de calor do circuito de retificação.
[006] Um aparelho fonte de alimentação de energia de corrente contínua aqui exposto inclui:
- um reator;
- um primeiro circuito de retificação tendo um par de terminais de entrada a ser ligado com uma fonte de alimentação de corrente alternada pelo reator, uma pluralidade de diodos previstos para retificar uma tensão aplicada aos terminais de entrada, e um par de terminais de saída previsto para emitir uma tensão retificada pelos diodos, um dos terminais de saída previsto para ser conectado a uma extremidade de uma carga;
- um segundo circuito de retificação tendo um par de terminais de entrada a ser conectado à fonte de alimentação elétrica de corrente alternada pelo reator, uma pluralidade de diodos prevista para retificar uma tensão aplicada aos terminais de entrada, e um par de terminais de saída previsto para emitir uma tensão retificada pelos diodos, um dos terminais de saída previsto para ser conectado à extremidade oposta da carga;
- um elemento comutador previsto para constituir um trajeto de curto-circuito para a fonte de alimentação de energia de corrente alternada, juntamente com o reator, um dos diodos do primeiro circuito
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3/16 de retificação e dos diodos do segundo circuito de retificação; e
- uma unidade de controle configurada para ativar o elemento comutador por um curto tempo após a tensão da fonte de alimentação de energia de corrente alternada ter passado pelo ponto de cruzamento zero, desse modo formando o trajeto de curto-circuito; e no qual a carga é conectada entre o terminal de saída no lado positivo do primeiro circuito de retificação e o terminal de saída no lado negativo do segundo circuito de retificação.
Descrição Sucinta dos Desenhos [007] A figura 1 é um diagrama em blocos mostrando a configuração de uma primeira modalidade da presente invenção;
[008] A figura 2 é um diagrama em blocos mostrando a configuração de uma segunda modalidade da presente invenção;
[009] A figura 3 é um diagrama em blocos mostrando a configuração de uma terceira modalidade da presente invenção;
[0010] A figura 4 é um diagrama em blocos mostrando a configuração de uma quarta modalidade da presente invenção;
[0011] A figura 5 é um diagrama em blocos mostrando a configuração de uma quinta modalidade da presente invenção;
[0012] A figura 6 é um diagrama em blocos mostrando a configuração de uma sexta modalidade da presente invenção.
Modalidades Ideais de Realização da Invenção (1) Primeira Modalidade [0013] Uma primeira modalidade da presente invenção será descrita.
[0014] Como mostrado na figura 1, um par de terminais de entrada
13a e 13b de um primeiro circuito de retificação 13 é conectado a uma fonte comercial de alimentação de energia de CA 11 através de um reator 12. O primeiro circuito de retificação 13 tem o par de terminais de entrada 13a e 13b, quatro diodos ligados em ponte D1, D2, D3 e
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D4 para realização de retificação de onda completa, um terminal de saída 13c no lado positivo, e um terminal de saída 13d no lado negativo. O primeiro circuito de retificação 13 retifica a entrada de tensão de corrente alternada para os terminais de entrada 13a e 13b e emite a tensão, assim retificada, dos terminais de saída 13c e 13d.
[0015] Um par de terminais de entrada 16a e 16b de um segundo circuito de retificação 16 é conectado à fonte de alimentação de energia de CA comercial 11 através do reator 12. O segundo circuito de retificação 16 tem o par de terminais de entrada 16a e 16b, quatro diodos ligados em ponte D1, D2, D3 e D4 para realização de retificação de onda completa, um terminal de saída 16c no lado positivo, e um terminal de saída 16d no lado negativo. O segundo circuito de retificação 16 retifica a entrada de tensão de corrente alternada para os terminais de entrada 16a e 16b e emite a tensão, assim retificada, dos terminais de saída 16c e 16d.
[0016] Entre o terminal de saída 13c no lado positivo do primeiro circuito de retificação 13 e o terminal de saída 16d no lado negativo do segundo circuito de retificação 16, um capacitor nivelador 14 e uma carga 15 são conectados.
[0017] Enquanto a tensão de corrente alternada da fonte de alimentação de energia de CA comercial 11 permanece no nível positivo, uma corrente passa através do capacitor nivelador 14 e carga 15, através de um trajeto constituído por uma extremidade da fonte de alimentação de energia de CA comercial 11, o reator 12, um terminal de entrada 13a do primeiro circuito de retificação 13, diodo D1 do primeiro circuito de retificação 13 e o terminal de saída 13c no lado positivo do primeiro circuito de retificação 13. Após passar através do capacitor nivelador 14 e da carga 15, a corrente flui para a extremidade oposta da fonte de alimentação de energia de corrente alternada comercial 11 através de um trajeto constituído pelo terminal de saída 16d
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5/16 no lado negativo do segundo circuito de retificação 16, diodo D4 do segundo circuito de retificação e o outro terminal de entrada 16b do segundo circuito de retificação 16.
[0018] Enquanto a tensão de corrente alternada da fonte de alimentação de energia comercial 11 permanece no nível negativo, uma corrente passa através do capacitor nivelador 14 e da carga 15, através de um trajeto constituído pela extremidade oposta da fonte de alimentação de energia comercial de corrente alternada 11, o outro terminal de entrada 13b do primeiro circuito de retificação 13, diodo D2 do primeiro circuito de retificação 13, e o terminal de saída do lado positivo 13c do primeiro circuito de retificação 13. Após passar através do capacitor nivelador 14 e da carga 15, a corrente flui para uma extremidade da fonte de alimentação de energia comercial 11 através de um trajeto constituído pelo terminal de saída 16d no lado negativo do segundo circuito de retificação 16, diodo D3 do segundo circuito de retificação 16, uma extremidade do terminal de entrada 16a do segundo circuito de retificação 16, e o reator 13.
[0019] Com o terminal de saída de lado positivo 16c do segundo circuito de retificação 16, é ligado um elemento comutador. Por exemplo, o eletrodo coletor de um transistor 17 é conectado ao terminal de saída do lado positivo 16c. O eletrodo emissor do transistor 17 é conectado ao terminal de saída 13d no lado negativo do primeiro circuito de retificação 13. O transistor 17 pode ser um transistor bipolar, um IGBT, ou um MOSFET. Uma unidade de controle 20 projetada para ativar e controlar o transistor 17, para desse modo aperfeiçoar o fator de potência, é conectada à fonte de alimentação de CA comercial 11. [0020] O reator 12, o primeiro circuito de retificação 13, o capacitor nivelador 14, o segundo circuito de retificação 16, e a unidade de controle 20 constituem um aparelho alimentador de energia de corrente contínua.
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6/16 [0021] A unidade de controle 20 ativa o transistor 17 apenas por um curto tempo após a tensão de corrente alternada aplicada pela fonte de alimentação de CA comercial 11 ter passado através do ponto de cruzamento zero. Caso o transistor 17 permaneça condutivo, um trajeto de curto-circuito para a fonte de alimentação de CA comercial 11 é formado. Este trajeto de curto-circuito compreende o reator 12, um dos diodos do circuito de retificação 16, o transistor 17, e um dos diodos do primeiro circuito de retificação 13.
[0022] Isto é, se a tensão de corrente alternada aplicada pela fonte de alimentação de CA comercial 11 baixar do nível positivo para o nível negativo e passar através do ponto de cruzamento zero, o transistor 17 é ativado por um curto tempo após a tensão de corrente alternada ter passado através do ponto de cruzamento zero. Enquanto o transistor 17 permanecer ativo, uma corrente de curto-circuito passa através da seta indicada pela linha traço-pontilhado, de uma extremidade da fonte de alimentação de CA comercial 11 para a extremidade oposta da fonte de alimentação de CA comercial 11, através de um trajeto constituído pelo reator 12, terminal de entrada 16a do segundo circuito de retificação 16, o terminal de saída 16c no lado positivo do segundo circuito de retificação 16, o trajeto coletor-emissor do transistor 17, o terminal de saída 13d no lado negativo do primeiro circuito de retificação 13, diodo D4 do primeiro circuito de retificação 13, e o outro terminal de entrada 13b do primeiro circuito de retificação 13.
[0023] Se a tensão de corrente alternada aplicada pela fonte de alimentação de CA comercial 11 elevar-se do nível negativo para o nível positivo e passar através do ponto de cruzamento zero, o transistor 17 é ativado, também, somente por um curto tempo após a tensão ter passado através do ponto de cruzamento zero. No caso enquanto o transistor 17 permanecer ativado, uma corrente de curto-circuito passa da extremidade oposta da fonte de alimentação comercial 11 para a
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7/16 fonte de alimentação de CA comercial 11 através de um trajeto constituído pelo outro terminal de entrada 16b de um segundo circuito de retificação 16, diodo D2 do segundo circuito de retificação 16, o terminal de saída 16c no lado positivo do segundo circuito de retificação 16, o trajeto coletor-emissor do transistor 17, o terminal de saída 13d no lado negativo do primeiro circuito de retificação 13, diodo D3 do primeiro circuito de retificação 13, o terminal de entrada 13a do primeiro circuito de retificação 13, o reator 12, e uma extremidade da fonte de alimentação de CA comercial 11.
[0024] O trajeto de curto-circuito é assim temporariamente formado, por somente um curto tempo após a tensão de corrente alternada aplicada pela fonte de alimentação de CA comercial 11 ter passado através do ponto de cruzamento zero. Isto aperfeiçoa o fator de potência da fonte de alimentação de energia. O aperfeiçoamento do fator de potência, que resulta da formação de curto-circuito, deixa de ser descrito aqui, devido a ser geralmente conhecido da técnica conforme evidencia-se da publicação acima identificada.
[0025] Conforme acima indicado, enquanto a tensão de corrente alternada da fonte de alimentação comercial permanecer no nível positivo, uma corrente passa através de somente o diodo D1, isto e, um dos quatro diodos do primeiro circuito de retificação 13, e através somente o diodo D4, isto é, um dos quatro diodos do segundo circuito de retificação 16. Enquanto a tensão de corrente alternada da fonte de alimentação de energia de CA 11 permanece no nível positivo, uma corrente passa através de somente um diodo D2, isto é, um dos quatro diodos do primeiro circuito de retificação 13, e através de somente o diodo D3, isto é, um dos quatro diodos do segundo circuito de retificação 16. Se um trajeto de curto-circuito é formado para aperfeiçoar o fator de potência de fonte de alimentação, uma corrente passa através de um dos quatro diodos do segundo circuito de retificação 16, e atraPetição 870180165590, de 20/12/2018, pág. 12/32
8/16 vés de um dos quatro diodos do primeiro circuito de retificação 13. [0026] Uma vez que a corrente passa através de somente um dos quatro diodos do primeiro circuito de retificação 13 e através de somente um dos quatro diodos do segundo circuito de retificação 16, o calor que os circuitos de retificação 13 e 16 geram pode ser reduzido. Por conseguinte, um grande dispositivo de radiação de calor não necessita ser fornecido para os circuitos de retificação 13 e 16.
[0027] Uma vez que um grande dispositivo de radiação de calor não necessita ser previsto para os circuitos de retificação 13 e 16, o aparelho fonte de alimentação de energia de corrente contínua não necessita ser maior bem como prevenida a elevação do seu custo.
(2) Segunda Modalidade [0028] Uma segunda modalidade da presente invenção passa ser a descrita com referência à figura 2. Componentes idênticos aqueles mostrados na figura 1 são designados por numerais de referência iguais e deixarão de ser descritos em detalhe.
[0029] Como mostrado na figura 2, o primeiro circuito de retificação 13 não tem elementos equivalentes aos diodos D3 e D4. Em outras palavras, o primeiro circuito de retificação 13 é composto de somente dois diodos D1 e D2. Uma corrente passa através do diodo D1 do terminal de 13a entrada para o terminal de saída 13c no lado positivo; enquanto a tensão de CA de entrada permanece no nível positivo. Uma corrente passa através do diodo D2 do outro terminal de entrada 13b para o terminal de saída 13c no lado positivo, enquanto a tensão de CA de entrada permanece no nível negativo.
[0030] Como resultado, o terminal de saída 16c no lado positivo do segundo circuito de retificação 16 é conectado ao coletor do transistor
17. O emissor do transistor 17, por conseguinte, é conectado ao terminal de saída no lado negativo do segundo circuito de retificação 16.
[0031] Quando a unidade de controle 20 ativa o transistor 17, um
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9/16 trajeto de curto-circuito é formado para a fonte de alimentação de energia de CA comercial 11. Este trajeto de curto-circuito é constituído pelo reator 12, um dos diodos do segundo circuito de retificação 16, o transistor 17, e outro diodo do segundo circuito de retificação 16.
[0032] Por conseguinte, se a tensão de corrente alternada da fonte de alimentação de CA comercial 11 elevar-se do nível negativo para o nível positivo e ultrapassar o ponto de cruzamento zero, o transistor 17 é ativado por somente um curto tempo após a tensão ter passado através do ponto de cruzamento zero. Quando transistor 17 é assim ativado, a corrente de curto-circuito passa conforme indicado pela linha traço pontilhada, de uma extremidade da fonte de alimentação de CA comercial 11 para a extremidade oposta da fonte de alimentação de CA comercial 11, através de um trajeto constituído pelo reator 12, um terminal de entrada 16a do segundo circuito de retificação 16, diodo D1 do segundo circuito de retificação 16, o terminal de saída 16c no lado positivo do segundo circuito de retificação 16, o trajeto emissorcoletor do transistor 17, o terminal de saída 16d no lado negativo do segundo circuito de retificação 16, diodo d4 do segundo circuito de retificação 16, e o outro terminal de entrada 16b do segundo circuito de retificação 16.
[0033] Quando a tensão de corrente alternada da fonte de alimentação CA comercial 11 declina do nível positivo para o nível negativo e passa através do ponto de cruzamento zero, o transistor 17 é ativado por somente um curto tempo após a tensão ter atravessado o ponto de cruzamento zero. Enquanto o transistor 17 permanece condutivo, uma corrente de curto-circuito passa da extremidade oposta da fonte de alimentação de CA comercial 11 para uma extremidade da fonte de alimentação de CA comercial 11, através de um trajeto constituído pelo outro terminal de entrada 16b do segundo circuito de retificação 16, diodo D2 do segundo circuito de retificação 16, o terminal de saída 16c
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10/16 no lado positivo do segundo circuito de retificação 16, o terminal de saída 16d no lado negativo do segundo de retificação 16, diodo D3 do segundo circuito de retificação 16, um terminal de entrada 16a do segundo circuito de retificação 16, e o reator 12.
[0034] Assim, somente por um curto tempo após a tensão de corrente alternada da fonte de alimentação de CA comercial 11 ter passado através do ponto de cruzamento zero, um trajeto de curto-circuito é temporariamente formado para a fonte de alimentação de CA comercial 11.
[0035] Como descrito acima, enquanto a corrente alternada da fonte de alimentação de CA comercial 11 permanece no nível positivo, uma corrente passa através de somente o diodo D1, isto é, um dos dois diodos do primeiro circuito de retificação 13, e através de somente o diodo D4, isto é, um dos quatro diodos do segundo circuito de retificação 16. Enquanto a corrente alternada da fonte de alimentação de CA comercial 11 permanece no nível negativo, uma corrente passa através de somente o diodo D2, isto é, um dos dois diodos do primeiro circuito de retificação 13, e através de somente o diodo D3, isto é, um dos quatro diodos do segundo circuito de retificação 16.
[0036] Uma vez que uma corrente passa através de somente um diodo do primeiro circuito de retificação 13 e uma corrente passa através de somente um diodo do segundo circuito de retificação 16, o calor que cada um dos circuitos de retificação 13 e 16 gera pode ser reduzido.
[0037] Se um trajeto de curto-circuito é formado para aumentar o fator de potência da fonte de alimentação de energia, correntes efetivamente passam através de dois dos quatro diodos do segundo circuito de retificação 16 ao mesmo tempo. Não obstante, este trajeto de curto-circuito formado para aumentar o fator de potência da fonte de alimentação de energia existe por um curto tempo após a tensão de
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11/16 corrente alternada ter passado pelo ponto de cruzamento zero. A quantidade de calor gerada enquanto correntes passam através de ambos os diodos é por conseguinte pequena.
[0038] Assim, um dispositivo de radiação de calor de grande porte não necessita ser fornecido sobre o circuito de retificação 13 do circuito de retificação 16. Isto pode prevenir que o aparelho fonte de alimentação de energia de corrente contínua torne-se maior e o seu custo eleve-se.
(3) Terceira Modalidade [0039] Uma terceira modalidade da presente invenção passa a ser descrita.
[0040] A terceira modalidade é uma modificação da segunda modalidade.
[0041] Como mostrado na figura 3, o primeiro circuito de retificação 13 compreende quatro diodos D1, D2, D3 e D4 como na primeira modalidade. Em todos os outros aspectos estruturais e em funcionamento a terceira modalidade é idêntica à segunda modalidade. Por conseguinte, a terceira modalidade deixará de ser descrita em maior detalhe.
(4) Quarta Modalidade [0042] Uma quarta modalidade da presente invenção será descrita com referência à figura 4. Componentes idênticos aqueles mostrados na figura 1 são designados pelos mesmos numerais de referência e deixarão de ser descritos em detalhe.
[0043] Como mostrado na figura 4, o segundo circuito de retificação 16 não possui dois diodos D1 e D2. Isto é, o segundo circuito de retificação 16 compreende apenas dois diodos D3 e D4. Enquanto a tensão de corrente alternada aplicada ao mesmo permanece no nível negativo, o diodo D3 efetua uma passagem de corrente do terminal de entrada negativo 16d para o terminal de entrada 16aa. Enquanto a
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12/16 tensão de corrente alternada aplicada ao mesmo permanece no nível positivo, o diodo D4 efetua uma passagem de corrente do terminal de entrada negativo para o outro terminal de entrada 16b.
[0044] O coletor do transistor 17 é conectado ao terminal de saída 13c no lado positivo do primeiro circuito de retificação 13. O emissor do transistor 17 é conectado ao terminal de saída 13d no lado negativo do primeiro circuito de retificação 13.
[0045] Quando a unidade de controle 20 ativa este transistor 17, o reator 12 e um dos diodos do primeiro circuito de retificação 13, o transistor 17 e outro diodo do primeiro circuito de retificação 13 estabelecem um trajeto de curto-circuito com a fonte de alimentação de energia comercial 11.
[0046] Isto é, a tensão de CA da fonte de alimentação de energia comercial 11 eleva-se do nível negativo para o nível positivo e passa pelo ponto de cruzamento zero e o transistor 18 é ativado por um curto período após a tensão de corrente alternada ter ultrapassado o ponto de cruzamento zero. Enquanto o transistor 17 permanece ativado, uma corrente de curto-circuito passa de uma extremidade da fonte de alimentação comercial 11 para a extremidade oposta da fonte de alimentação comercial 11 conforme indicado pela seta de linha traçopontilhada na figura 4, através de um trajeto constituído pelo reator 12, o terminal de entrada 12a do primeiro circuito de retificação 13, diodo D1 do primeiro circuito de retificação 13, o terminal de saída 13c no lado positivo do primeiro circuito de retificação 13, o trajeto emissorcoletor do transistor 17, o terminal de saída 13d no lado negativo do primeiro circuito de retificação 13, diodo D4 do primeiro circuito de retificação 13 e o outro terminal de entrada 13b do primeiro circuito de retificação 13.
[0047] Quando a tensão de corrente alternada da fonte de alimentação de energia de CA comercial 11 declina do nível positivo para o
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13/16 nível negativo e passa o ponto de cruzamento zero, o transistor 17 permanece ativo por um curto tempo após a tensão de corrente alternada ter passado pelo ponto de cruzamento zero. Neste caso, também, uma corrente de curto-circuito passa da extremidade da fonte de alimentação comercial 11 para a extremidade primeiramente mencionada da fonte de alimentação comercial 11, através de um trajeto constituído pelo outro terminal de entrada 13b do primeiro circuito de retificação 13, diodo D2 do primeiro circuito de retificação 13, o terminal de saída 13c no lado positivo do primeiro circuito de retificação 13, o trajeto emissor-coletor do transistor 17, o terminal de saída 13d no lado negativo do primeiro circuito de retificação 13, diodo D3 do primeiro circuito de retificação 13, o terminal de entrada 13aa do primeiro circuito de retificação 13 e o reator 12.
[0048] Assim, um trajeto de curto-circuito é temporariamente formado para a fonte de alimentação de energia de CA 11, somente por um curto tempo após a tensão de CA ter passado pelo ponto de cruzamento zero. Isto aumenta o fator de potência da fonte de alimentação.
[0049] Conforme descrito acima, enquanto a tensão de corrente alternada 11 permanece no nível positivo, uma corrente passa através do diodo D1, isto é, um dos quatro diodos do primeiro circuito de retificação 13, e uma corrente passa através do diodo D4, isto é, um dos dois diodos do segundo circuito de retificação 16. Enquanto a tensão de CA da fonte de alimentação de energia de CA comercial 11 permanece no nível negativo, uma corrente passa através do diodo D2, isto é, um dos quatro diodos do primeiro circuito de retificação 13, e uma corrente passa através do diodo D3, isto é, o outro dos dois diodos do segundo circuito de retificação 16.
[0050] Uma vez que a corrente passa através de somente um diodo do primeiro circuito de retificação 13 e a corrente passa através de
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14/16 somente um diodo do segundo circuito de retificação 16, o calor que cada circuito de retificação gera pode ser reduzido.
[0051] Se um trajeto de curto-circuito é formado para aumentar o fator de potência da fonte de alimentação, correntes efetivamente passam através de dois dos quatro diodos do segundo circuito de retificação 16 ao mesmo tempo. Não obstante, este trajeto de curto-circuito formado para aumentar o fator de potência da fonte de alimentação existe por um curto tempo após a tensão da corrente alternada ter passado o ponto de cruzamento zero. A quantidade de calor gerada enquanto a corrente passa através de ambos os diodos é, por conseguinte, pequena.
[0052] Assim um grande dispositivo radiador de calor não necessita ser previsto no circuito de retificação 13 do circuito de retificação 16. Isto pode prevenir que o aparelho fonte de alimentação de corrente contínua torne-se maior e que seu custo se eleve.
(5) Quinta Modalidade [0053] Uma quinta modalidade da presente invenção será descrita. [0054] A quinta modalidade constitui uma modificação da quarta modalidade.
[0055] Como mostrado na figura 6: o segundo circuito de retificação 16 compreende quatro diodos D1, D2. D3 e D4 como na primeira modalidade. Em todos os outros aspectos estruturais e em operação, a quinta modalidade é idêntica a quarta modalidade. Por conseguinte, a quinta modalidade deixará de ser descrita em detalhe.
(6) Sexta Modalidade [0056] Uma sexta modalidade da presente invenção será descrita.
[0057] Como mostrada na figura 6, um circuito serial composto de dois capacitores niveladores 14 e 16 é conectado entre o terminal de saída 13c no lado positivo do primeiro circuito de retificação 13 e o terminal de saída 16d no lado negativo do segundo circuito de retificaPetição 870180165590, de 20/12/2018, pág. 19/32
15/16 ção 16. O ponto de conexão dos capacitores niveladores 14 e 16 é conectado a um dos terminais de uma fonte de alimentação de energia CA comercial 11.
[0058] O primeiro circuito de retificação 13, segundo circuito de retificação 16 e diodos niveladores 14 e 18 constituem um circuito de retificação de tensão dupla.
[0059] Enquanto a tensão de corrente alternada da fonte de alimentação de CA comercial 11 permanece no nível positivo, uma corrente passa de uma extremidade da fonte de alimentação de energia disponível de CA 11 para o capacitor nivelador 14 como mostrado pela seta em linha cheia na figura 6, através de um trajeto constituído pelo reator 12, um terminal de entrada 13a do primeiro circuito de retificação 13, diodo D1 do primeiro circuito de retificação 13 e o terminal de saída 13c no lado positivo do primeiro circuito de retificação 13. Após passar através do capacitor nivelador 14, a corrente passa para a outra extremidade da fonte de alimentação de CA comercial 11 através do ponto conectado dos capacitores niveladores 14 e 18. O capacitor nivelador 14 é dessa forma carregado.
[0060] Enquanto a tensão de corrente alternada da fonte de alimentação de energia de CA comercial 11 permanece no nível negativo, uma corrente passa da outra extremidade da fonte de alimentação de CA comercial 11 para o capacitor nivelador 18, através de um ponto conectado dos capacitores niveladores 14 e 18. Após passar através do capacitor nivelador 18, a corrente passa para uma extremidade da fonte de alimentação de energia de CA comercial 11 através do terminal de saída do segundo circuito de retificação 16, diodo D3 do segundo circuito de retificação 16, um terminal de entrada 16a do segundo de retificação 16 e o reator 12. O capacitor nivelador 18 é desse modo carregado.
[0061] Assim, os capacitores niveladores 14 e 18 são alternadaPetição 870180165590, de 20/12/2018, pág. 20/32
16/16 mente carregados. Uma tensão de corrente contínua praticamente duas vezes a tensão da fonte alimentação de energia de CA comercial 11 é, por conseguinte aplicada à carga 15.
[0062] Sob todos outros aspetos estruturais e em operação, a sexta modalidade é idêntica à primeira modalidade. Por conseguinte, a sexta modalidade deixará de ser descrita em maior detalhe. Aplicabilidade Industrial [0063] Qualquer aparelho fonte de alimentação de energia de corrente contínua de acordo com a presente invenção pode ser usado em vários aparelhos elétricos que requeiram uma tensão de corrente contínua.

Claims (8)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. Aparelho fonte de alimentação elétrica de corrente contínua caracterizado pelo fato de que compreende:
    um reator (12);
    um primeiro circuito de retificação (13) incluindo primeiros terminais de entrada (13a, 13b) a serem conectados a uma fonte de alimentação de energia elétrica de corrente alternada (11) através do reator (12), quatro primeiros diodos (D1, D2, D3, D4) a serem ligados em ponte uns com os outros para retificar uma tensão aplicada aos primeiros terminais de entrada (13a, 13b), e primeiros terminais de saída de lado positivo e negativo (13c, 13d) configurados para emitir uma tensão retificada pelos primeiros diodos (D1, D2, D3, D4), o primeiro terminal de saída de lado positivo (13c) sendo conectado com uma extremidade de uma carga (15);
    um segundo circuito de retificação (16) incluindo segundos terminais de entrada (16a, 16b) a serem conectados à fonte de alimentação de energia elétrica de corrente-alternada (11) através do reator (12), quatro segundos diodos (D1, D2, D3, D4) a serem ligados em ponte uns com os outros para retificar uma tensão aplicada aos segundos terminais de entrada (16a, 16b), e segundos terminais de saída de lado positivo e negativo (16c, 16d) configurados para emitir uma tensão retificada pelos segundos diodos (D1, D2, D3, D4), o segundo terminal de saída de lado negativo (16d) sendo conectado com a extremidade oposta da carga (15);
    um elemento comutador (17) a ser conectado entre o segundo terminal de saída de lado positivo (16c) do segundo circuito de retificação (16) e o primeiro terminal de saída de lado negativo (13d) do primeiro circuito de retificação (13); e uma unidade de controle (20) configurada para ativar temporariamente o elemento comutador (17) após a tensão da fonte de
    Petição 870180165590, de 20/12/2018, pág. 22/32
  2. 2/6 alimentação de energia elétrica de corrente alternada (11) ter passado o ponto de cruzamento zero, desse modo formando um trajeto de curto-circuito para aperfeiçoar o fator de potência.
    2. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ainda compreende uma capacitor nivelador (14) configurado para ser conectado entre o primeiro terminal de saída de lado positivo (13c) do primeiro circuito de retificação (13) e ao segundo terminal de saída de lado negativo (16d) do segundo circuito de retificação (16).
  3. 3. Aparelho, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o elemento comutador (17) constitui um primeiro trajeto de curto-circuito para a fonte de alimentação de energia elétrica de corrente alternada (11), junto com o reator (12), o segundo diodo (D1) do segundo circuito de retificação (16) e o primeiro diodo (D4) do primeiro circuito de retificação (13) quando o elemento comutador (17) é ativado enquanto a tensão da fonte de alimentação de energia elétrica de corrente alternada (11) permanece em um nível positivo, e constitui um segundo trajeto de curto-circuito para a fonte de alimentação de energia elétrica de corrente alternada (11), junto com o reator (12), o segundo diodo (D2) do segundo circuito de retificação (16) e o primeiro diodo (D3) do primeiro circuito de retificação (13) quando o elemento comutador (17) é ativado enquanto a tensão da fonte de alimentação de energia elétrica de corrente alternada (11) permanece em um nível negativo.
  4. 4. Aparelho fonte de alimentação elétrica de corrente contínua caracterizado pelo fato de que compreende:
    um reator (12);
    um primeiro circuito de retificação (13) incluindo primeiros terminais de entrada (13a, 13b) a serem conectados a uma fonte de alimentação de energia elétrica de corrente alternada (11) através do
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    3/6 reator (12), quatro primeiros diodos (D1, D2, D3, D4) a serem ligados em ponte uns com os outros para retificar uma tensão aplicada aos primeiros terminais de entrada (13a, 13b), e primeiros terminais de saída de lado positivo e negativo (13c, 13d) configurados para emitir uma tensão retificada pelos primeiros diodos (D1, D2, D3, D4), o primeiro terminal de saída de lado positivo (13c) sendo conectado com uma extremidade de uma carga (15);
    um segundo circuito de retificação (16) incluindo segundos terminais de entrada (16a, 16b) a serem conectados à fonte de alimentação de energia elétrica de corrente-alternada (11) através do reator (12), quatro segundos diodos (D1, D2, D3, D4) a serem ligados em ponte uns com os outros para retificar uma tensão aplicada aos segundos terminais de entrada (16a, 16b), e segundos terminais de saída de lado positivo e negativo (16c, 16d) configurados para emitir uma tensão retificada pelos segundos diodos (D1, D2, D3, D4), o segundo terminal de saída de lado negativo (16d) sendo conectado com a extremidade oposta da carga (15);
    um elemento comutador (17) a ser conectado entre os segundos terminais de saída de lado positivo e negativo (16c, 16d) do segundo circuito de retificação (16); e uma unidade de controle (20) configurada para ativar temporariamente o elemento comutador (17) após a tensão da fonte de alimentação de energia elétrica de corrente alternada (11) ter passado o ponto de cruzamento zero, desse modo formando um trajeto de curto-circuito para aperfeiçoar o fator de potência.
  5. 5. Aparelho, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o elemento comutador (17) constitui um primeiro trajeto de curto-circuito para a fonte de alimentação de energia elétrica de corrente alternada (11), junto com o reator (12) e os segundos diodos (D1, D4) do segundo circuito de retificação (16) quando o elemenPetição 870180165590, de 20/12/2018, pág. 24/32
    4/6 to comutador (17) é ativado enquanto a tensão da fonte de alimentação de energia elétrica de corrente alternada (11) permanece em um nível positivo, e constitui um segundo trajeto de curto-circuito para a fonte de alimentação de energia elétrica de corrente alternada (11), junto com o reator (12) e os segundos diodos (D2, D3) do segundo circuito de retificação (16) quando o elemento comutador (17) é ativado enquanto a tensão da fonte de alimentação de energia elétrica de corrente alternada (11) permanece em um nível negativo.
  6. 6. Aparelho fonte de alimentação elétrica de corrente contínua caracterizado pelo fato de que compreende:
    um reator (12);
    um primeiro circuito de retificação (13) incluindo primeiros terminais de entrada (13a, 13b) a serem conectados a uma fonte de alimentação de energia elétrica de corrente alternada (11) através do reator (12), quatro primeiros diodos (D1, D2, D3, D4) a serem ligados em ponte uns com os outros para retificar uma tensão aplicada aos primeiros terminais de entrada (13a, 13b), e primeiros terminais de saída de lado positivo e negativo (13c, 13d) configurados para emitir uma tensão retificada pelos primeiros diodos (D1, D2, D3, D4), o primeiro terminal de saída de lado positivo (13c) sendo conectado com uma extremidade de uma carga (15);
    um segundo circuito de retificação (16) incluindo segundos terminais de entrada (16a, 16b) a serem conectados à fonte de alimentação de energia elétrica de corrente-alternada (11) através do reator (12), quatro segundos diodos (D1, D2, D3, D4) a serem ligados em ponte uns com os outros para retificar uma tensão aplicada aos segundos terminais de entrada (16a, 16b), e segundos terminais de saída de lado positivo e negativo (16c, 16d) configurados para emitir uma tensão retificada pelos segundos diodos (D1, D2, D3, D4), o segundo terminal de saída de lado negativo (16d) sendo conectado com a exPetição 870180165590, de 20/12/2018, pág. 25/32
    5/6 tremidade oposta da carga (15);
    um elemento comutador (17) a ser conectado entre os primeiros terminais de saída de lado positivo e negativo (13c, 13d) do primeiro circuito de retificação (13); e uma unidade de controle (20) configurada para ativar temporariamente o elemento comutador (17) após a tensão da fonte de alimentação de energia elétrica de corrente alternada (11) ter passado o ponto de cruzamento zero, desse modo formando um trajeto de curto-circuito para aperfeiçoar o fator de potência.
  7. 7. Aparelho, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o elemento comutador (17) constitui um primeiro trajeto de curto-circuito para a fonte de alimentação de energia elétrica de corrente alternada (11), junto com o reator (12) e os primeiros diodos (D1, D4) do primeiro circuito de retificação (13) quando o elemento comutador (17) é ativado enquanto a tensão da fonte de alimentação de energia elétrica de corrente alternada (11) permanece em um nível positivo, e constitui um segundo trajeto de curto-circuito para a fonte de alimentação de energia elétrica de corrente alternada (11), junto com o reator (12) e os primeiros diodos (D2, D3) do primeiro circuito de retificação (13) quando o elemento comutador (17) é ativado enquanto a tensão da fonte de alimentação de energia elétrica de corrente alternada (11) permanece em um nível negativo.
  8. 8. Aparelho, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 3 a 7, caracterizado pelo fato de que ainda compreende um circuito serial composto de dois capacitores niveladores (14, 18), conectados entre o primeiro terminal de saída de lado positivo (13c) do primeiro circuito de retificação (13) e ao segundo terminal de saída de lado negativo (16d) do segundo circuito de retificação (16), incluindo um ponto conectado com um terminal da fonte de alimentação de energia elétrica de corrente alternada (11), e formando um circuito de
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    6/6 retificação de tensão dupla, juntamente com os primeiro e segundo circuitos de retificação (13, 16).
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