RU2292627C1 - Secondary power supply incorporating provision for correcting supply mains distortions - Google Patents
Secondary power supply incorporating provision for correcting supply mains distortions Download PDFInfo
- Publication number
- RU2292627C1 RU2292627C1 RU2005120473/09A RU2005120473A RU2292627C1 RU 2292627 C1 RU2292627 C1 RU 2292627C1 RU 2005120473/09 A RU2005120473/09 A RU 2005120473/09A RU 2005120473 A RU2005120473 A RU 2005120473A RU 2292627 C1 RU2292627 C1 RU 2292627C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- voltage
- power
- control system
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Rectifiers (AREA)
Abstract
Description
Предполагаемое изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при построении источников вторичного электропитания, работающих в сетях питающего переменного напряжения при мощностях нагрузки, соизмеримых с мощностью питающего силового трансформатора, или автономных системах электроснабжения ограниченной мощности.The alleged invention relates to electrical engineering and can be used in the construction of secondary power sources operating in AC supply networks at load capacities commensurate with the power of the power transformer, or autonomous power supply systems of limited power.
Известно устройство "Источник стабилизированного напряжения с низкочастотной коррекцией коэффициента мощности" [патент РФ 2187879, МПК7 Н 02 М 7/12, опубликован 20.08.2002]. Устройство содержит (фиг.1) источник синусоидального напряжения; последовательно соединенные выпрямитель V и дроссель L, включенные между источником синусоидального напряжения и выходным емкостным фильтром С с нагрузкой Rн; схему ключа СК, подсоединенную параллельно входу выпрямителя, обеспечивающую накопление энергии в индуктивности дросселя и развязку с емкостным фильтром во время открытого состояния ключа; схему управления СУ ключом, соединенную с входом и выходом источника стабилизированного напряжения и регулирующую момент включения и длительность открытого состояния ключа в первой половине каждого полупериода питающего напряжения; подсоединенные к схеме управления ключом источник стабильного постоянного опорного напряжения Uопор и датчик тока Дт, включенный между выходом выпрямителя и нагрузкой, причем один из силовых выводов ключа объединен с выводом датчика тока, соединенным с выводом нагрузки. Технический результат заключается в придании источнику функции стабилизации выходного напряжения.A device is known "Source of stabilized voltage with low-frequency correction of the power factor" [RF patent 2187879, IPC7 N 02 M 7/12, published on 08/20/2002]. The device contains (Fig. 1) a sinusoidal voltage source; the rectifier V and the inductor L connected in series between the sinusoidal voltage source and the output capacitive filter C with a load R n ; the key circuit of the SC connected in parallel with the input of the rectifier, providing energy storage in the inductance of the inductor and decoupling with a capacitive filter during the open state of the key; the control circuit of the SU key connected to the input and output of the stabilized voltage source and regulating the moment of switching on and the duration of the open state of the key in the first half of each half-cycle of the supply voltage; connected to the key management circuit, a source of stable constant reference voltage U supports and a current sensor Dt connected between the output of the rectifier and the load, and one of the power terminals of the switch is combined with the output of the current sensor connected to the load terminal. The technical result is to give the source the function of stabilizing the output voltage.
Недостатки такого устройства: возможность применения для коррекции коэффициента мощности только на низких частотах и только при фиксированных нагрузках.The disadvantages of this device: the ability to use for power factor correction only at low frequencies and only at fixed loads.
Причиной, препятствующей достижению технического результата, является отсутствие управления с учетом сигнала о напряжении в нагрузке.The reason that impedes the achievement of the technical result is the lack of control taking into account the voltage signal in the load.
Признаки аналога, совпадающие с существенными признаками заявляемого изобретения: устройство содержит однофазный мостовой диодный выпрямитель, систему управления, дроссель; параллельно нагрузке включен сглаживающий конденсатор, а последовательно нагрузке - датчик тока.Signs of an analogue that coincide with the essential features of the claimed invention: the device comprises a single-phase bridge diode rectifier, a control system, an inductor; a smoothing capacitor is connected in parallel with the load, and a current sensor in series with the load.
Известно устройство "Электронный пускорегулирующий аппарат" [Березин М.Ю., Ковалев Ю.И., Ремнев А.М. Методы улучшения коэффициента мощности пускорегулирующего аппарата. - Светотехника, 1997, №2, С.6...8]. Устройство содержит (фиг.2) двухкаскадный однофазный корректор коэффициента мощности и систему управления. Первый каскад образует однофазный мостовой выпрямитель, второй каскад - импульсный преобразователь постоянного напряжения повышающего типа, выход которого соединен с нагрузкой. В состав импульсного преобразователя постоянного напряжения повышающего типа входят последовательно соединенные дроссель Lдр и отсекающий диод VD, к точке соединения дросселя и диода подключен силовой транзистор VT. Параллельно нагрузке включен сглаживающий конденсатор С. В состав системы управления входят датчик входного напряжения ДН, датчик тока ДТ, компаратор К. Согласование системы управления и второго каскада корректора коэффициента мощности (затворной цепи силового транзистора VT) осуществляется с помощью драйверного устройства Др, входящего в состав второго каскада. Формирование синфазной кривой тока iн осуществляется посредством сравнения сигнала uдт с датчиков тока ДТ и сигнала uдн с датчика напряжения ДН и формирования на выходе компаратора К сигнала sк переключения силовым транзистором VT.A device is known "Electronic ballasts" [Berezin M.Yu., Kovalev Yu.I., Remnev A.M. Methods for improving the power factor of the ballast. - Lighting engineering, 1997, No. 2, C.6 ... 8]. The device contains (figure 2) two-stage single-phase corrector power factor and a control system. The first cascade forms a single-phase bridge rectifier, the second cascade is a boost DC-DC converter, the output of which is connected to the load. The composition of the boost DC-converter is a series-connected inductor L dr and a cut-off diode VD, a power transistor VT is connected to the connection point of the inductor and diode. In parallel with the load, a smoothing capacitor C is included. The control system includes an input voltage sensor ДН, a current sensor ДТ, a comparator K. Coordination of the control system and the second stage of the power factor corrector (gate circuit of the power transistor VT) is carried out using the driver device Dr, which is part of second cascade. The in-phase current curve i n is generated by comparing the signal u dt from the current sensors DT and the signal u bottom from the voltage sensor DN and generating the signal s at the output of the comparator K to switch the power transistor VT.
Недостатки такого устройства: возможность применения только при фиксированных нагрузках и в устройствах, где не предъявляются высокие требования к стабилизации выходного напряжения Uн.The disadvantages of such a device: the possibility of use only at fixed loads and in devices where high requirements are not imposed on the stabilization of the output voltage U n .
Причиной, препятствующей достижению технического результата, является отсутствие обратной связи (управления с учетом сигнала о напряжении в нагрузке).The reason preventing the achievement of the technical result is the lack of feedback (control taking into account the signal about the voltage in the load).
Признаки аналога, совпадающие с существенными признаками заявляемого изобретения: устройство содержит двухкаскадный однофазный корректор коэффициента мощности и систему управления; первый каскад образует однофазный мостовой диодный выпрямитель, второй каскад - импульсный преобразователь постоянного напряжения повышающего типа, выход которого соединен с нагрузкой; в состав импульсного преобразователя постоянного напряжения повышающего типа входят последовательно соединенные дроссель Lдр и отсекающий диод VD, к точке соединения дросселя и диода подключен силовой транзистор VT; параллельно нагрузке включен сглаживающий конденсатор С; в состав системы управления входят датчик входного напряжения ДН, датчик тока ДТ, компаратор К; согласование системы управления и второго каскада корректора коэффициента мощности (затворной цепи силового транзистора VT) осуществляется с помощью драйверного устройства Др, входящего в состав второго каскада.Signs of an analogue that coincide with the essential features of the claimed invention: the device comprises a two-stage single-phase power factor corrector and a control system; the first cascade forms a single-phase bridge diode rectifier, the second cascade is a boost DC-DC converter, the output of which is connected to the load; the boost type DC-DC converter includes series-connected inductor L dr and a cut-off diode VD, a power transistor VT is connected to the connection point of the inductor and diode; a smoothing capacitor C is connected in parallel with the load; the control system includes a DN input voltage sensor, a DT current sensor, a comparator K; coordination of the control system and the second stage of the power factor corrector (gate circuit of the power transistor VT) is carried out using the driver device Dr, which is part of the second stage.
Известно устройство - прототип "Схема повышающего преобразователя постоянного напряжения в постоянное, используемая для коррекции коэффициента мощности" [Флоренцев С.Н. Активная коррекция коэффициента мощности преобразователей с однофазным выпрямителем на входе. - Электротехника, 1992, №3, с.28...32]. Устройство содержит (фиг.3) двухкаскадный однофазный корректор коэффициента мощности и систему управления. Первый каскад образует однофазный мостовой диодный выпрямитель, второй каскад - импульсный преобразователь постоянного напряжения повышающего типа, выход которого соединен с нагрузкой. В состав импульсного преобразователя постоянного напряжения повышающего типа входят последовательно соединенные дроссель Lдр и отсекающий диод VD, к точке соединения дросселя и диода подключен силовой транзистор VT. Параллельно нагрузке включен сглаживающий конденсатор С. В состав системы управления входят датчики напряжения ДН1, ДН2, датчик тока ДТ, компаратор К, перемножитель П, регулятор Р с передаточной функцией F(p), сумматор Σ. Согласование системы управления и второго каскада корректора коэффициента мощности (управляющей цепи силового транзистора VT) осуществляется с помощью драйверного устройства Др, входящего в состав второго каскада. Формирование синфазной кривой тока iн осуществляется посредством сравнения сигналов с датчиков тока ДТ uдт и задающего сигнала uзад с выхода перемножителя П и формирования на выходе компаратора К сигнала sк переключения силовым транзистором VT. Задающий сигнал uзад формируется перемножением сигнала с выхода датчика напряжения ДН1 uвх (входное напряжение питающей сети) и выходного сигнала регулятора up.Выходное напряжение регулятора формируется с учетом сигнала рассогласования Δ между выходным сигналом датчика напряжения ДН2 uвых (напряжение на нагрузке) и заданным стабилизирующим сигналом uст. Сигнал рассогласования Δ формируется на выходе сумматора Σ.A device is known - the prototype "Diagram of a step-up DC-DC converter, used to correct the power factor" [S. Florentsev Active power factor correction of converters with a single-phase input rectifier. - Electrical Engineering, 1992, No. 3, p. 28 ... 32]. The device comprises (FIG. 3) a two-stage single-phase power factor corrector and a control system. The first cascade forms a single-phase bridge diode rectifier, the second cascade is a boost DC-DC converter, the output of which is connected to the load. The composition of the boost DC-converter is a series-connected inductor L dr and a cut-off diode VD, a power transistor VT is connected to the connection point of the inductor and diode. In parallel with the load, a smoothing capacitor C is included. The control system includes voltage sensors DN1, DN2, current sensor DT, comparator K, multiplier P, regulator P with transfer function F (p), adder Σ. The coordination of the control system and the second stage of the power factor corrector (control circuit of the power transistor VT) is carried out using the driver device Dr, which is part of the second stage. The in-phase current curve i n is generated by comparing the signals from the current sensors DT u dt and the driving signal u ass from the output of the multiplier P and generating the signal s at the output of the comparator K to switch the power transistor VT. The driving signal u ass is formed by multiplying the signal from the output of the voltage sensor DN1 u in (input voltage of the supply network) and the output signal of the controller u p. The output voltage of the regulator is formed with the error signal Δ between the output voltage of the sensor signal DN2 u O (load voltage) and a given signal u stabilizing art. The mismatch signal Δ is generated at the output of the adder Σ.
К недостатку устройства следует отнести ограниченные функциональные возможности: устройство не компенсирует реактивную составляющую полной мощности и мощность искажений.The disadvantage of the device is limited functionality: the device does not compensate for the reactive component of the full power and the power of distortion.
Причиной, препятствующей достижению технического результата, является формирование синфазного входного тока. Форма входного тока повторяет форму питающего напряжения сети Uс и устройство не компенсирует реактивную составляющую полной мощности и мощность искажений, которые возникают при работе включенных параллельно нелинейных нагрузок (ключевые источники вторичного электропитания с выпрямителями на входе и емкостными накопителями). Таким образом, преобразователь является "прозрачным" для питающей сети только при питании собственной нагрузки и не оказывает влияния на показатели качества электроэнергии в точке подключения, которые могут ухудшаться при работе смежных нелинейных потребителей и потребителей с неединичным коэффициентом мощности (имеющим реактивную составляющую).The reason that impedes the achievement of the technical result is the formation of a common-mode input current. The shape of the input current repeats the shape of the supply voltage of the network U s and the device does not compensate for the reactive component of the total power and the distortion power that arise when non-linear loads (key sources of secondary power supply with input rectifiers and capacitive drives) are connected. Thus, the converter is "transparent" to the mains only when it is supplied with its own load and does not affect the power quality indicators at the connection point, which may deteriorate when adjacent non-linear consumers and consumers with a non-unit power factor (having a reactive component) work.
Признаки прототипа, совпадающие с существенными признаками заявляемого изобретения: устройство содержит датчик входного напряжения, мостовой однофазный диодный выпрямитель, датчик тока, датчик выходного напряжения, нагрузку, систему управления в составе компаратора, перемножителя, регулятора и сумматора, импульсный преобразователь постоянного напряжения повышающего типа, имеющий в своем составе дроссель, отсекающий диод, силовой транзистор, сглаживающий конденсатор и драйверное устройство, причем вход мостового однофазного диодного выпрямителя является входом источника вторичного электропитания с компенсацией искажений в питающей сети и к этому входу подключен датчик входного напряжения, верхний выход мостового однофазного диодного выпрямителя соединен с верхний входом импульсного преобразователя постоянного напряжения повышающего типа, а нижний - через датчик тока соединен с нижним входом импульсного преобразователя постоянного напряжения повышающего типа, а к выходам последнего подключен датчик выходного напряжения и нагрузка, выходы датчика тока и датчика выходного напряжения соединены соответственно со вторым и третьим входами системы управления; первый вход системы управления соединен с первым входом перемножителя, выход которого соединен с неинвертирующим входом компаратора, второй вход системы управления соединен с инвертирующим входом компаратора, выход компаратора является выходом системы управления и осуществляет коммутацию импульсного преобразователя постоянного напряжения повышающего типа, третий и четвертый входы системы управления соединены соответственно с вычитающим и суммирующим входами сумматора, выход последнего через последовательно соединенный регулятор соединен со вторым входом перемножителя; на четвертый вход системы управления подается задающий сигнал.Signs of the prototype, which coincides with the essential features of the claimed invention: the device contains an input voltage sensor, a single-phase bridge rectifier diode rectifier, a current sensor, an output voltage sensor, a load, a control system comprising a comparator, multiplier, regulator and adder, a boost type DC-DC converter, having composed of a choke, a cut-off diode, a power transistor, a smoothing capacitor and a driver device, and the input of a bridge single-phase diode o the rectifier is the input of the secondary power supply with distortion compensation in the supply network and an input voltage sensor is connected to this input, the upper output of the bridge single-phase diode rectifier is connected to the upper input of the boost DC-DC converter, and the lower one is connected to the lower input of the pulse via a current sensor a step-up DC voltage converter, and the output voltage sensor and load, the outputs of the current sensor and sensor are connected to the outputs of the latter Single output voltage are connected respectively to the second and third inputs of the control system; the first input of the control system is connected to the first input of the multiplier, the output of which is connected to the non-inverting input of the comparator, the second input of the control system is connected to the inverting input of the comparator, the output of the comparator is the output of the control system and commutes the boost type DC / DC converter, the third and fourth inputs of the control system connected respectively to the subtracting and summing inputs of the adder, the output of the latter through a series-connected regulator p is connected to the second input of the multiplier; the fourth input of the control system is supplied with a driving signal.
Задачей заявляемого изобретения является расширение функциональных возможностей устройства: компенсация неактивной (реактивной мощности и мощности искажений) составляющей полной мощности в однофазной сети переменного тока ограниченной мощности, улучшение качества питающего напряжения и снижение потерь мощности и напряжения в питающей сети.The objective of the invention is to expand the functionality of the device: compensation for inactive (reactive power and distortion power) component of the total power in a single-phase AC network of limited power, improving the quality of the supply voltage and reducing power and voltage losses in the supply network.
Технический результат достигается тем, что в устройство активной коррекции коэффициента мощности преобразователей с однофазным выпрямителем на входе введен адаптивный регулятор. Адаптивный регулятор осуществляет изменение формы входного сигнала для системы управления так, что инжектирумые в питающую сеть гармонические составляющие потребляемого тока минимизируют искажения формы кривой питающего напряжения в точке подключения источника вторичного электропитания с компенсацией искажений в питающей сети.The technical result is achieved by the fact that an adaptive controller is introduced into the device for active correction of the power factor of converters with a single-phase rectifier at the input. The adaptive regulator changes the shape of the input signal for the control system so that the harmonic components of the current consumption injected into the supply network minimize distortions in the shape of the supply voltage curve at the point of connection of the secondary power supply with distortion compensation in the supply network.
Для достижения технического результата в устройство, содержащее датчик входного напряжения, мостовой однофазный диодный выпрямитель, датчик тока, датчик выходного напряжения, нагрузку, систему управления в составе компаратора, перемножителя, регулятора и сумматора, импульсный преобразователь постоянного напряжения повышающего типа, имеющий в своем составе дроссель, отсекающий диод, силовой транзистор, сглаживающий конденсатор и драйверное устройство, причем вход мостового однофазного диодного выпрямителя является входом источника вторичного электропитания с компенсацией искажений в питающей сети и к этому входу подключен датчик входного напряжения, верхний выход мостового однофазного диодного выпрямителя соединен с верхний входом импульсного преобразователя постоянного напряжения повышающего типа, а нижний - через датчик тока соединен с нижним входом импульсного преобразователя постоянного напряжения повышающего типа, а к выходам последнего подключены датчик выходного напряжения и нагрузка, выходы датчика тока и датчика выходного напряжения соединены соответственно со вторым и третьим входами системы управления, а первый вход системы управления соединен с первым входом перемножителя, выход которого соединен с неинвертирующим входом компаратора, второй вход системы управления соединен с инвертирующим входом компаратора, выход компаратора является выходом системы управления и осуществляет коммутацию импульсного преобразователя постоянного напряжения повышающего типа, третий и четвертый входы системы управления соединены соответственно с вычитающим и суммирующим входами сумматора, выход последнего через последовательно соединенный регулятор соединен со вторым входом перемножителя, а на четвертый вход системы управления подается задающий сигнал, дополнительно введен адаптивный регулятор, состоящий из адаптивного фильтра, двухполупериодного выпрямителя, вычислителя, измерителя коэффициента формы напряжения питающей сети и узла суммирования, причем первый вход адаптивного регулятора соединен с точкой, объединяющей вход адаптивного фильтра, первый вход вычислителя и вход измерителя коэффициента формы напряжения питающей сети, а выход адаптивного фильтра через последовательно соединенный двухполупериодный выпрямитель соединен с первым входом системы управления, вычитающий вход узла суммирования соединен с выходом измерителя коэффициента формы напряжения питающей сети, а на суммирующий вход подается сигнал задания коэффициента формы напряжения сети, причем выход узла суммирования соединен со вторым входом вычислителя, выходная шина которого соединена с входной шиной адаптивного фильтра.To achieve a technical result, a device containing an input voltage sensor, a bridge single-phase diode rectifier, a current sensor, an output voltage sensor, a load, a control system consisting of a comparator, a multiplier, a regulator, and an adder, a boost type DC / DC converter incorporating a choke , a cut-off diode, a power transistor, a smoothing capacitor and a driver device, and the input of the bridge single-phase diode rectifier is the input of the source secondary power supply with distortion compensation in the supply network and an input voltage sensor is connected to this input, the top output of the bridge single-phase diode rectifier is connected to the top input of the boost DC-DC converter, and the bottom is connected through the current sensor to the bottom input of the boost DC-converter and the outputs of the latter are connected to the output voltage sensor and the load, the outputs of the current sensor and the output voltage sensor are connected respectively It is connected with the second and third inputs of the control system, and the first input of the control system is connected to the first input of the multiplier, the output of which is connected to the non-inverting input of the comparator, the second input of the control system is connected to the inverting input of the comparator, the output of the comparator is the output of the control system and commits the switching constant-current converter raising voltage type, the third and fourth inputs of the control system are connected respectively to the subtracting and summing inputs of the adder, the output of the latter through a series-connected regulator is connected to the second input of the multiplier, and a control signal is supplied to the fourth input of the control system, an adaptive regulator is also introduced, consisting of an adaptive filter, a half-wave rectifier, a computer, a voltage wave form factor meter, and a summing unit, the first input adaptive regulator is connected to a point that combines the input of the adaptive filter, the first input of the calculator and the input of the voltage coefficient coefficient meter power supply, and the output of the adaptive filter through a series-connected half-wave rectifier is connected to the first input of the control system, the subtracting input of the summing unit is connected to the output of the voltage form factor coefficient meter, and the summing input is supplied with the signal for specifying the network voltage form factor, and the output of the summing unit is connected with the second input of the calculator, the output bus of which is connected to the input bus of the adaptive filter.
На фиг.4 приведена функциональная схема источника вторичного электропитания с компенсацией искажений в питающей сети.Figure 4 shows a functional diagram of a secondary power source with distortion compensation in the mains.
В состав источника вторичного электропитания с компенсацией искажений в питающей сети входят датчик 1 входного напряжения, мостовой однофазный диодный выпрямитель 2, датчик 3 тока, импульсный преобразователь 4 постоянного напряжения повышающего типа (имеющий в своем составе дроссель 5, отсекающий диод 6, силовой транзистор 7, сглаживающий конденсатор 8 и драйверное устройство 9), датчик 10 выходного напряжения, нагрузка 11, адаптивный регулятор 12 (состоящий из адаптивного фильтра 13, двухполупериодного выпрямителя 14, вычислителя 15, измерителя 16 коэффициента формы напряжения питающей сети и узла 17 суммирования) и система 18 управления (в ее состав входят компаратор 19, перемножитель 20, регулятор 21 и сумматор 22).The structure of the secondary power supply with distortion compensation in the supply network includes an
Вход мостового однофазного диодного выпрямителя 2 является входом источника вторичного электропитания с компенсацией искажений в питающей сети. Ко входу источника вторичного электропитания с компенсацией искажений в питающей сети подключен датчик 1 входного напряжения, выход которого соединен с первым входом адаптивного регулятора 12. Верхний выход мостового однофазного диодного выпрямителя 2 соединен с верхним входом импульсного преобразователя 4 постоянного напряжения повышающего типа, а нижний - через датчик 3 тока соединен с нижним входом импульсного преобразователя 4 постоянного напряжения повышающего типа. Верхний вход импульсного преобразователя 4 постоянного напряжения повышающего типа через дроссель 5 соединен с точкой, к которой подключен анод отсекающего диода 6 и сток силового транзистора 7. Катод отсекающего диода 6 соединен с точкой, соединяющей верхнюю обкладку конденсатора 8 и верхний выход импульсного преобразователя 4 постоянного напряжения повышающего типа. Нижний вход импульсного преобразователя 4 постоянного напряжения повышающего типа объединяет исток силового транзистора 7, нижнюю обкладку конденсатора 8 и нижний выход импульсного преобразователя 4 постоянного напряжения повышающего типа. К выходам последнего подключены датчик 10 выходного напряжения и нагрузка 11. Затвор и исток силового транзистора 7 соединены с выходом драйверного устройства 9, вход которого соединен с выходом системы 18 управления. Выходы датчика 3 тока и датчика 10 выходного напряжения соединены соответственно со вторым и третьим входами системы 18 управления.The input of the bridge single-
Первый вход системы 18 управления соединен с первым входом перемножителя 20, выход которого соединен с неинвертирующим входом компаратора 19, второй вход системы 18 управления соединен с инвертирующим входом компаратора 19, выход последнего является выходом системы 18 управления и соединен со входом драйверного устройства 9. Третий и четвертый входы системы 18 управления соединены соответственно с вычитающим и суммирующим входами сумматора 22, выход последнего через последовательно соединенный регулятор 21 соединен со вторым входом перемножителя 20. На четвертый вход системы 18 управления подается задающий сигнал sнзад.The first input of the control system 18 is connected to the first input of the multiplier 20, the output of which is connected to the non-inverting input of the comparator 19, the second input of the control system 18 is connected to the inverting input of the comparator 19, the output of the latter is the output of the control system 18 and connected to the input of the driver device 9. The third and the fourth inputs of the control system 18 are connected respectively to the subtracting and summing inputs of the adder 22, the output of the latter through a series-connected controller 21 is connected to the second input of the multiply ator 20. At the fourth input control system 18 is supplied a drive signal s nzad.
Первый вход адаптивного регулятора 12 соединен с точкой, объединяющей вход адаптивного фильтра 13, первый вход вычислителя 15 и вход измерителя 16 коэффициента формы напряжения питающей сети. Выход адаптивного фильтра 13 через последовательно соединенный двухполупериодный выпрямитель 14 соединен с первым входом системы 18 управления. Вычитающий вход узла 17 суммирования соединен с выходом измерителя 16 коэффициента формы напряжения питающей сети, а на суммирующий вход подается сигнал задания коэффициента формы напряжения сети sкфзад. Выход узла 17 суммирования соединен со вторым входом вычислителя 15, выходная шина которого соединена с входной шиной адаптивного фильтра 13.The first input of the adaptive controller 12 is connected to a point that combines the input of the adaptive filter 13, the first input of the calculator 15 and the input of the meter 16 of the voltage waveform coefficient of the supply network. The output of the adaptive filter 13 through a series-connected half-wave rectifier 14 is connected to the first input of the control system 18. The subtracting input of the summing unit 17 is connected to the output of the meter 16 of the form factor of the voltage of the supply network, and the sum input signal is used to set the form factor of the voltage of the network s kfzad . The output of the summing unit 17 is connected to the second input of the calculator 15, the output bus of which is connected to the input bus of the adaptive filter 13.
Источник вторичного электропитания с компенсацией искажений в питающей сети работает следующим образом.A secondary power source with distortion compensation in the mains operates as follows.
Входное переменное однофазное напряжение Uc поступает на вход датчика 1 входного напряжения и вход мостового однофазного диодного выпрямителя 2. На выходе датчика 1 входного напряжения формируется сигнал Sc (здесь и далее функция времени не показана), поступающий на первый вход адаптивного регулятора 12. Выходное выпрямленное напряжение |Uc| (модуль входного сигнала) выпрямителя через датчик 3 тока подается на вход преобразователя 4 постоянного напряжения повышающего типа. При переключении силового транзистора 7 в проводящее (открытое) состояние к дросселю 5 прикладывается выпрямленное напряжение |Uc| и ток через дроссель iи начинает нарастать (интервал времени tA...tB, фиг.5):The input alternating single-phase voltage U c enters the input of the
где iи(t) - ток источника стабилизированного напряжения с компенсацией мощности искажений в однофазной сети переменного тока; and where i (t) - current stabilized voltage source with power distortion in single-phase alternating current;
L - индуктивность дросселя 5;L is the inductance of the inductor 5;
tA и tB - соответственно моменты времени открывания и закрывания силового транзистора 7.t A and t B - respectively, the time moments of the opening and closing of the power transistor 7.
На интервале времени tA...tB отсекающий диод 6 находится в закрытом состоянии (|Uc|<UH) и питание нагрузки 11 обеспечивается заряженным сглаживающим конденсатором 8. На выходе датчика 3 тока формируется сигнал sдт 5 пропорциональный входному току iи:Over the time interval t A ... t B, the cut-off diode 6 is in the closed state (| U c | <U H ) and the load 11 is provided with a charged smoothing capacitor 8. At the output of the current sensor 3, a signal s dt 5 is generated proportional to the input current i and :
где kдт - коэффициент передачи датчика 3 тока.where k dt is the transfer coefficient of the current sensor 3.
При превышении выходного сигнала датчика 3 тока sдт задающего сигнала sзад с выхода перемножителя 20 на значение порогового сигнала (гистерезиса) компаратора 19 Sпор, т.е. при sдт-sзад>Sпор (точка А на фиг.5), компаратор 19 переключается и силовой транзистор 7 переходит в закрытое состояние. Ток дросселя 5 iи протекает через открытый отсекающий диод 6, тем самым подзаряжая емкость сглаживающего конденсатора 8. Спадание тока на интервале времени tB...tС (фиг.5) продолжается до точки С, в которой sдт-sзад<Sпор. В этот момент времени происходит переключение компаратора 19 в единичное состояние и силовой транзистор 7 открывается. Ток через дроссель 5 возрастает до точки D, в которой sдт-sзад>Sпор. На интервалах времени tA...tB и tC...tD отсекающий диод 6 закрыт, т.е. выполняется условие |Uc|<Uн. Таким образом формируется ток через дроссель 5 с огибающей в виде положительных полуволн, пропорциональных и повторяющих форму полуволн напряжения Uc на входе мостового однофазного диодного выпрямителя 2, а значит на входе источника вторичного электропитания с компенсацией искажений в питающей сети.When the sensor output exceeds 3 s dt current setting signal s from the output back to the multiplier 20 the signal threshold value (hysteresis) of comparator 19 S pores, i.e. when s dt -s ass > S then (point A in figure 5), the comparator 19 is switched and the power transistor 7 goes into a closed state. Inductor current i 5 and flows through the open slam diode 6, thereby charging the capacitance of the smoothing capacitor 8. The decrease in the current time interval t B ... t C (5) extends to a point C in which s dt -s ass < S time At this point in time, the comparator 19 switches to a single state and the power transistor 7 opens. The current through the inductor 5 rises to the point D, in which s dt -s ass > S then . At time intervals t A ... t B and t C ... t D, the cut-off diode 6 is closed, i.e. the condition | U c | <U n is satisfied. Thus, a current is generated through inductor 5 with an envelope in the form of positive half-waves proportional to and repeating the shape of half-waves of voltage U c at the input of a bridge single-
Выходной сигнал sдт датчика 3 тока подается на инвертирующий вход компаратора 19, где производится сравнение с задающим сигналом sзад (выход перемножителя 20). Выразим сигнал перемножителя 20 sзад через сигнал ошибки регулирования Δ=sнзад-Uнkдн2 на выходе сумматора 22 (kдн2 - коэффициент передачи датчика 10 выходного напряжения):The output signal s dt of the current sensor 3 is supplied to the inverting input of the comparator 19, where a comparison is made with the reference signal s back (output of the multiplier 20). Express the signal of the multiplier 20 s ass through the signal of the control error Δ = s nzad -U n k dn2 at the output of the adder 22 (k dn2 is the transmission coefficient of the sensor 10 of the output voltage):
где sвх - входное напряжение системы 18 управления;where s I - the input voltage of the control system 18;
sвых - сигнал выходного напряжения датчика 10 выходного напряжения устройства, sвых=Uнkдн2;s o - the signal of the output voltage of the sensor 10 of the output voltage of the device, s o = U n k dn2 ;
sр - выходное напряжение регулятора 21;s p - the output voltage of the controller 21;
Δ - напряжение на выходе сумматора 22;Δ is the voltage at the output of the adder 22;
F(p) - передаточная функция регулятора 21.F (p) is the transfer function of controller 21.
Система 18 управления обеспечивает формирование входного тока iи, амплитуда которого определяется значением сигнала задания sнзад (выходного напряжения Uн), а форма повторяет форму входного сигнала системы 18 управления sвх (выходное напряжение адаптивного регулятора 12).The control system 18 provides the formation of the input current i and , the amplitude of which is determined by the value of the reference signal s back (output voltage U n ), and the shape repeats the shape of the input signal of the control system 18 s in (output voltage of the adaptive controller 12).
Рассмотрим процесс формирования входного сигнала sвх системы 18 управления (сигнал на выходе адаптивного регулятора). Выходной сигнал sс с выхода датчика 1 входного напряжения поступает на вход измерителя 16 коэффициента формы напряжения питающей сети. На выходе последнего формируется сигнал sкф : Consider the process of generating the input signal s in system 18 control (signal at the output of the adaptive controller). The output signal s with the output of the
где kкф - коэффициент преобразования измерителя 16 коэффициента формы напряжения питающей сети;where k kf is the conversion coefficient of the meter 16 of the form factor of the voltage of the supply network;
kдн1 - коэффициент передачи датчика 1 входного напряжения;k dn1 - transfer coefficient of the
Т - период колебаний входного напряжения сети.T is the period of fluctuation of the input voltage of the network.
На вход узла 17 суммирования поступают сигналы, соответствующие фактическому значению коэффициента формы sкф, и сигнал задания коэффициента формы sкфзад, соответствующий неискаженной форме входного переменного напряжения. Для неискаженной синусоидальной формы питающего напряжения коэффициент формы kфн составляет [Измерения в электронике: Справочник / Под ред. Кузнецова В.А. - М.: Энергоатомиздат, 1987. - 512 с., с.86] sкфзад=1,111:The input node 17 summation receives signals corresponding to the actual value of the form factor s kf , and a signal for setting the form factor s kfzad corresponding to the undistorted form of the input AC voltage. For an undistorted sinusoidal voltage shape factor k is fnl [Measurement electronics: Manual / Eds. Kuznetsova V.A. - M .: Energoatomizdat, 1987. - 512 p., P. 86] s kfzad = 1.111:
Адаптивный регулятор 12 представляет собой алгоритмический блок, реализация которого предполагает применение микропроцессора. Поэтому процесс функционирования рассматривается далее в дискретном времени в моменты отсчетов n-1, n, n+1...Adaptive controller 12 is an algorithmic unit, the implementation of which involves the use of a microprocessor. Therefore, the functioning process is considered further in discrete time at the moments of samples n-1, n, n + 1 ...
В случае, когда измеренный коэффициент формы напряжения сети в n-ый момент времени sкф(n) отличается от коэффициента формы для неискаженной формы питающего напряжения, на выходе узла 17 суммирования формируется сигнал ошибки εn=sкфзад-sкф(n). Дискретный сигнал ошибки εn поступает на вход вычислителя 15. Вычислитель реализует подстройку коэффициентов передачи (матрица Wn) адаптивного фильтра по методу наименьших квадратов [Уидроу Б., Стирнз С. Адаптивная обработка сигналов. М.: Радио и связь, 1989. - 440 с., с.94...101]:In the case when the measured shape factor of the network voltage at the n-th time instant s kf (n) differs from the shape factor for the undistorted form of the supply voltage, an error signal ε n = s kfzad -s kf (n) is generated at the output of the summing unit 17. The discrete error signal ε n is input to the calculator 15. The calculator realizes adjustment of transmission factors (matrix W n) of the adaptive filter according to the least squares method [B. Widrow, S. Stearns Adaptive Signal Processing. M .: Radio and communications, 1989. - 440 p., P. 94 ... 101]:
где Sc(n)=[sc(n) sc(n-1)...(sс(n-L)]T - вектор входного сигнала адаптивного фильтра 13;where S c (n) = [s c (n) s c (n-1) ... (s c (nL) ] T is the vector of the input signal of the adaptive filter 13;
L - порядок адаптивного фильтра 13;L is the order of the adaptive filter 13;
μ - коэффициент, определяющий скорость адаптации метода наименьших квадратов.μ is a coefficient that determines the rate of adaptation of the least squares method.
Изменение коэффициентов передачи Wn приводит к тому, что выходной сигнал uф адаптивного фильтра 13 отличается от синусоидального. Выходной сигнал uф адаптивного фильтра 13 поступает на вход двухполупериодного выпрямителя 14, выделяющего модуль сигнала uф. Выходной сигнал двухполупериодного выпрямителя 14 поступает на вход системы 18 управления. Подстройка коэффициентов передачи Wn приводит к тому, что форма потребляемого тока становится отличной от синусоидальной. В результате в питающую сеть производится инжекция высших гармоник потребляемого тока. На следующем шаге итерационной настройки коэффициентов передачи процесс повторяется, что приводит к изменению формы кривой напряжения питающей сети. Процесс адаптивной настройки направлен на минимизацию ошибки между фактическим и заданным коэффициентом формы кривой напряжения питающей сети. Таким образом процесс замыкается через влияние заявляемого устройства на коэффициент формы питающего напряжения, а следовательно, на показатели качества электроэнергии. В процессе настройки уровень гармоник, инжектируемых в питающую сеть, изменяет форму и стремится минимизировать ошибку рассогласования εn между заданным значением коэффициента формы sкфзад и фактическим sкф(n) на следующем (n+1)-м шаге настройки. Поясним процесс коррекции коэффициента формы кривой напряжения питания на примере фрагмента сети переменного тока (фиг.6).Changing the transmission coefficients W n leads to the fact that the output signal u f of the adaptive filter 13 is different from the sinusoidal one. The output signal u f of the adaptive filter 13 is fed to the input of a half-wave rectifier 14, which isolates the signal module u f . The output signal of the half-wave rectifier 14 is input to the control system 18. The adjustment of the transmission coefficients W n leads to the fact that the form of the consumed current becomes different from sinusoidal. As a result, the higher harmonics of the consumed current are injected into the supply network. At the next step of iterative adjustment of transmission coefficients, the process is repeated, which leads to a change in the shape of the voltage curve of the supply network. The adaptive tuning process is aimed at minimizing the error between the actual and the given coefficient of the shape of the voltage curve of the supply network. Thus, the process closes through the influence of the claimed device on the shape factor of the supply voltage, and therefore on the quality indicators of electricity. In the process of tuning, the level of harmonics injected into the supply network changes shape and seeks to minimize the mismatch error ε n between the given value of the shape factor s kfzad and the actual s kf (n) at the next (n + 1) th tuning step. Let us explain the process of correcting the shape factor of the supply voltage curve using an example of an AC network fragment (Fig. 6).
Рассматриваемая система электроснабжения имеет в своем составе силовой трансформатор (или другой источник) с фазной э.д.с. Еф и активной и реактивной составляющими внутреннего сопротивления Rвн и Xвн(k)=kωLвн (ω - основная частота кривой питающей сети; k - номер гармоники), полная мощность которого соизмерима с суммарной полной мощностью всех потребителей, подключенных в точке общего присоединения (ТОП). При этом подразумевается, что искажения на выходе источника фазного искажения отсутствуют, т.е. амплитуды высших гармоник равны нулю. Для упрощения линия связи между выходом силового трансформатора и ТОП представлена активным сопротивлением Rл. Потребители представлены (стрелки отражают направление передачи мощности):The considered power supply system incorporates a power transformer (or other source) with a phase emf. E f and the active and reactive components of the internal resistance R vn and X vn (k) = kωL vn (ω is the main frequency of the supply network curve; k is the harmonic number), whose total power is comparable with the total apparent power of all consumers connected at the common point joining (TOP). It is understood that there are no distortions at the output of the phase distortion source, i.e. the amplitudes of the higher harmonics are zero. To simplify, the communication line between the output of the power transformer and the TOP is represented by the active resistance R l . Consumers are represented (arrows indicate the direction of power transmission):
- линейной нагрузкой, потребляющей активную Pл мощность;- linear load consuming active P l power;
- нелинейной нагрузкой, потребляющей активную Pн, реактивную Qн и мощность искажений Dн;- non-linear load consuming active P n reactive Q n and distortion power D n ;
- светильниками дроссельного типа, потребляющими активную Pс и реактивную Qc мощность;- throttle-type lamps consuming with active P and reactive power Q c;
- заявляемым устройством - источником вторичного электропитания с компенсацией искажений в питающей сети, потребляющим активную Pк и генерирующим в сеть реактивную Qк и мощность искажений Dк;- the claimed device is a secondary power source with distortion compensation in the supply network, consuming active P to and generating reactive Q to the network and distortion power D to ;
- другими потребителями, потребляющими в общем случае активную Рд, реактивную Qд и мощность искажений Dд.- other consumers, consuming in the General case, the active R d , reactive Q d and distortion power D d .
Оценим технико-экономический эффект от использования предлагаемого изобретения. Для этого определим суммарный потребляемый ток IΣa и потери активной ΔРa мощности в ТОП при работе всех потребителей при условии, что заявляемый источник вторичного электропитания с компенсацией искажений в питающей сети потребляет только активную мощность, т.е. Qк=0 и Dк=0:Assess the technical and economic effect of the use of the invention. For this purpose we define total current I Σa and .DELTA.P a loss of active power when operating in the top of all consumers with the proviso that the inventive secondary power source to compensate for distortion in the supply network consumes only active power, i.e., Q k = 0 and D k = 0:
Запишем выражение для мгновенного значения напряжения в ТОП uТОП(t) как разность мгновенных значений фазного напряжения Еф и падения напряжения суммарного потребляемого тока IΣa на элементах сети:We write the expression for the instantaneous voltage value in the TOP u TOP (t) as the difference between the instantaneous values of the phase voltage E f and the voltage drop of the total current consumption I Σa on the network elements:
где Ефm - амплитуда гармонической составляющей напряжения в цепи источника;where E fm is the amplitude of the harmonic component of the voltage in the source circuit;
Im(k) - амплитуда k-той гармонической составляющей тока в цепи источника.I m (k) is the amplitude of the kth harmonic component of the current in the source circuit.
В данном режиме работы напряжение в точке общего присоединения содержит гармонические составляющие, которые являются следствием работы нелинейных нагрузок. В этом случае коэффициент формы кривой напряжения в точке общего присоединения будет отличаться от значения, определяемого для чисто синусоидальной кривой. Оценим суммарный потребляемый ток IΣk и потери активной ΔРк мощности в ТОП при работе всех потребителей при условии, что заявляемый источник стабилизированного напряжения с компенсацией мощности искажений в однофазной сети переменного тока потребляет активную мощность, а в питающую генерирует реактивную мощность Qк<0 и мощность искажений Dк<0:In this operating mode, the voltage at the point of common connection contains harmonic components that are a consequence of the non-linear loads. In this case, the coefficient of the shape of the voltage curve at the point of common connection will differ from the value determined for a purely sinusoidal curve. Let us estimate the total current consumption I Σk and the loss of active ΔР to power in the TOP when all consumers work, provided that the inventive stabilized voltage source with distortion compensation in a single-phase AC network consumes active power, and generates reactive power Q to <0 and distortion power D to <0:
В рассматриваемом случае коэффициент формы кривой питающего напряжения приближается к значению для синусоидальной формы. Процесс адаптивной подстройки замыкается через инжекцию в питающую сеть высших гармонических составляющих и поясняется на фиг.7.In the case under consideration, the shape factor of the supply voltage curve approaches the value for the sinusoidal shape. The adaptive adjustment process is closed through the injection into the supply network of higher harmonic components and is illustrated in Fig.7.
Анализ выражений (7) и (9) показывает, что инжекция в питающую сеть гармоник тока со стороны заявляемого источником вторичного электропитания с компенсацией искажений в питающей сети позволяет в сравнении с прототипом обеспечить положительный эффект:An analysis of expressions (7) and (9) shows that the injection of current harmonics from the side of the secondary power supply claimed by the source with distortion compensation in the supply network, in comparison with the prototype, provides a positive effect:
- уменьшить потери активной мощности в системе электроснабжения: ΔPк<ΔPа;- reduce the loss of active power in the power supply system: ΔP to <ΔP a ;
- произвести компенсацию неактивной (реактивной мощности и мощности искажений) составляющей полной мощности;- compensate for the inactive (reactive power and distortion power) component of the total power;
- улучшить показатели качества электроэнергии [ГОСТ 13109-97. Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в электрических сетях общего назначения. - М.: Издательство стандартов, 1998. - 31 с.] в части установившегося отклонения напряжения δUc: снижается значение потери напряжения за счет частичной компенсации мощности искажений и реактивной мощности потребителей;- improve power quality indicators [GOST 13109-97. Electric Energy. Electromagnetic compatibility of technical equipment. Quality standards for electric energy in general-purpose electrical networks. - M .: Publishing house of standards, 1998. - 31 p.] In terms of the steady-state voltage deviation δU c : the value of voltage loss decreases due to partial compensation of the distortion power and reactive power of consumers;
- улучшить показатели качества электроэнергии [ГОСТ 13109-97. Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в электрических сетях общего назначения. - М.: Издательство стандартов, 1998. - 31 с.] в части коэффициента искажения синусоидальности кривой напряжения 
Измеритель 16 коэффициента формы кривой напряжения сети реализует алгоритм интегральной обработки сигнала и может быть выполнен на аналоговой элементной базе с применением перемножителей сигналов [Попов B.C., Желбаков И.Н. Измерение среднеквадратического значения напряжения. - М.: Энергоатомиздат, 1987. - 120 с.; Алексенко А.Г., Коломбет Е.А., Стародуб Г.И. Применение прецизионных аналоговых микросхем. - 2-е изд., перераб. и доп.- М.: Радио и связь, 1985. - 256 с.] или на цифровом алгоритмическом (программном) блоке с цифровой обработкой сигналов [Горлач А.А., Минц М.Я., Чинков В.Н. Цифровая обработка сигналов в измерительной технике. - Киев: Технiка, 1985., с.62...68].The meter 16 of the form factor of the voltage curve of the network implements the integrated signal processing algorithm and can be performed on an analog element base using signal multipliers [Popov B.C., Zhelbakov I.N. RMS voltage measurement. - M .: Energoatomizdat, 1987. - 120 p .; Aleksenko A.G., Colombet E.A., Starodub G.I. The use of precision analog microcircuits. - 2nd ed., Revised. and additional - M.: Radio and communications, 1985. - 256 p.] or on a digital algorithmic (software) unit with digital signal processing [Gorlach A.A., Mints M.Ya., Chinkov V.N. Digital signal processing in measurement technology. - Kiev: Technics, 1985., p.62 ... 68].
На фиг.8 показан пример технической реализации измерителя 16 коэффициента формы напряжения питающей сети на аналоговой элементной базе. Он содержит перемножители 23, 24, 25 сигналов, прецизионный двухполупериодный выпрямитель 26, фильтры 27, 28 нижних частот, операционные усилители 29, 30.On Fig shows an example of a technical implementation of the meter 16 of the form factor of the voltage of the supply network on an analog element base. It contains
Исследуемый сигнал sс, коэффициент формы которого требуется определить, поступает на оба входа перемножителя 23 и прецизионного двухполупериодного выпрямителя 26. Выходные сигналы sс 2 и |sс| с выходов рассмотренных каскадов поступают на входы фильтров нижних частот 27 и 28, выделяющих постоянную составляющую рассмотренных сигналов:The signal s s under investigation, the shape factor of which is required to be determined, is supplied to both inputs of the
где k1 - коэффициент передачи перемножителя 23;where k 1 is the transfer coefficient of the
k3 - коэффициент передачи двухполупериодного выпрямителя 26;k 3 is the transfer coefficient of a half-
k2, k4 - коэффициенты передачи соответственно фильтров 27 и 28 нижних частот.k 2 , k 4 are the transmission coefficients of the low-
На операционном усилителе 29 и перемножителе 24 реализована схема извлечения квадратного корня:On the
где k5 - коэффициент преобразования схемы извлечения квадратного корня на базе операционного усилителя 29 и перемножителя 24.where k 5 is the conversion coefficient of the square root extraction scheme based on the
Сигналы с выходов операционного усилителя 29 и фильтра нижних частот 28 поступают на схему деления сигналов на базе операционного усилителя 30 и перемножителя 25, где и формируется сигнал, пропорциональный коэффициенту формы:The signals from the outputs of the
где k6 - коэффициент преобразования схемы деления сигналов на базе операционного усилителя 30 и перемножителя 25.where k 6 is the conversion coefficient of the signal division circuit based on the
Таким образом, на выходе операционного усилителя 30 формируется сигнал sкф, пропорциональный коэффициенту формы кривой питающего напряжения сети.Thus, at the output of the
Вариант технической реализации прецизионного двухполупериодного выпрямителя 26 приведен в [Титце У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника: Справочное руководство. Пер. с нем. - М.: Мир, 1982, 512 с., с.471].A variant of the technical implementation of a precision half-
В качестве регулятора 21, входящего в состав системы 18 управления, может использоваться пропорционально-интегрирующий или интегрирующий регулятор, вариант исполнения которого на аналоговой элементной базе приводится в [Титце У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника: Справочное руководство. Пер. с нем. - М.: Мир, 1982, 512 с., с.480...484].As a controller 21, which is part of the control system 18, a proportionally integrating or integrating controller can be used, an embodiment of which on an analog element base is given in [Titz U., Shenk K. Semiconductor circuitry: Reference manual. Per. with him. - M .: Mir, 1982, 512 p., S. 480 ... 484].
На фиг.9 приведен вариант исполнения адаптивного фильтра 13 и вычислителя 15. Адаптивный фильтр имеет в своем составе [Титце У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника: Справочное руководство. Пер. с нем. - М.: Мир, 1982, 512 с., с.425; Уидроу Б., Стирнз С. Адаптивная обработка сигналов. М.: Радио и связь, 1989. - 440 с., с.96] фильтры 31 и 32 нижних частот, устройство 33 выборки-хранения, аналого-цифровой преобразователь 34 АЦП, элементы 35...37 задержки, количество которых определяется порядком адаптивного фильтра L, перемножители 38...40, число которых определяется порядком адаптивного фильтра L, сумматор 41, цифроаналоговый преобразователь 42 ЦАП.Figure 9 shows an embodiment of the adaptive filter 13 and the calculator 15. The adaptive filter has in its composition [Titze U., Schenk K. Semiconductor circuitry: Reference manual. Per. with him. - M .: Mir, 1982, 512 p., P. 425; Widrow B., Stearns S. Adaptive Signal Processing. M .: Radio and communication, 1989. - 440 p., P. 96] low-
Вычислитель 15 имеет в своем составе усилители 43...45 с коэффициентом передачи 2μ, перемножители 46...48 и интеграторы 49...51.The calculator 15 incorporates
Входной сигнал sc отфильтровывается входным фильтром 31 нижних частот, стробируется и запоминается устройством 33 выборки хранения и преобразуется в цифру посредством АЦП 34. Сдвиг данных на время Δt элементами задержки производится в тактовые моменты времени, которые определяются тактирующими импульсами по входу "Такт". На выходе АЦП 34 и элементов 35...37 задержки формируются сигналы дискретного времени sc(n), sc(n-1), sc(n-L), поступающие на входы перемножителей 38...40, далее с выхода которых - на вход сумматора 41. Выходной цифровой сигнал сумматора 41 преобразуется в аналоговый сигнал ЦАП 42, далее - отфильтровывается фильтром 32 нижних частот. Выходной сигнал sф последнего является выходным сигналом адаптивного фильтра.The input signal s c is filtered out by the low-
Входными сигналами вычислителя 15 являются выборки входного сигнала в дискретные моменты времени sc(n), sc(n-1), sc(n-L), поступающие на входы усилителей 43...45, а с них - на входы перемножителей 46...48. Интегрирование выходных сигналов сумматоров 46...48 происходит в интеграторах 49...51, выходы которых образуют выходную шину вычислителя, формирующую вектор весовых коэффициентов на n-ном шаге процесса адаптивной настройки адаптивного фильтра.The input signals of the calculator 15 are samples of the input signal at discrete time instants s c (n) , s c (n-1) , s c (nL) supplied to the inputs of
Конструктивно адаптивный фильтр и вычислитель целесообразно выполнять на базе микропроцессоров, укомплектованных входным аналого-цифровым преобразователем.It is advisable to perform a structurally adaptive filter and calculator based on microprocessors equipped with an input analog-to-digital converter.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005120473/09A RU2292627C1 (en) | 2005-06-30 | 2005-06-30 | Secondary power supply incorporating provision for correcting supply mains distortions |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005120473/09A RU2292627C1 (en) | 2005-06-30 | 2005-06-30 | Secondary power supply incorporating provision for correcting supply mains distortions |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2292627C1 true RU2292627C1 (en) | 2007-01-27 |
Family
ID=37773546
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005120473/09A RU2292627C1 (en) | 2005-06-30 | 2005-06-30 | Secondary power supply incorporating provision for correcting supply mains distortions |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2292627C1 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2480888C2 (en) * | 2007-11-26 | 2013-04-27 | Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. | Circuit of power ratio control and grid source of power supply |
| RU2480884C2 (en) * | 2008-03-25 | 2013-04-27 | Дельта Электроникс, Инк. | System of power converter that efficiently operates in entire range of load modes |
| RU2571393C2 (en) * | 2010-08-13 | 2015-12-20 | Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. | Device and method for power delivery in selectable mode |
| WO2018124930A1 (en) * | 2016-12-30 | 2018-07-05 | Владимир Евгеньевич РЫЖАКОВ | Current stabilization device with active power factor corrector |
| WO2019147566A1 (en) * | 2018-01-24 | 2019-08-01 | Texas Instruments Incorporated | Methods, apparatus and circuits to control timing for hysteretic current-mode boost converters |
-
2005
- 2005-06-30 RU RU2005120473/09A patent/RU2292627C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ФЛОРЕНЦЕВ С.Н., Активная коррекция коэффициента мощности преобразователей с однофазным выпрямителем на входе, «Электротехника», №3, 1992, с.28-32. * |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2480888C2 (en) * | 2007-11-26 | 2013-04-27 | Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. | Circuit of power ratio control and grid source of power supply |
| RU2480884C2 (en) * | 2008-03-25 | 2013-04-27 | Дельта Электроникс, Инк. | System of power converter that efficiently operates in entire range of load modes |
| RU2571393C2 (en) * | 2010-08-13 | 2015-12-20 | Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. | Device and method for power delivery in selectable mode |
| WO2018124930A1 (en) * | 2016-12-30 | 2018-07-05 | Владимир Евгеньевич РЫЖАКОВ | Current stabilization device with active power factor corrector |
| WO2019147566A1 (en) * | 2018-01-24 | 2019-08-01 | Texas Instruments Incorporated | Methods, apparatus and circuits to control timing for hysteretic current-mode boost converters |
| US11070131B2 (en) | 2018-01-24 | 2021-07-20 | Texas Instruments Incorporated | Methods, apparatus and circuits to control timing for hysteretic current-mode boost converters |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Youn et al. | A digital predictive peak current control for power factor correction with low-input current distortion | |
| Chen et al. | Line current distortion compensation for DCM/CRM boost PFC converters | |
| Lamar et al. | A very simple control strategy for power factor correctors driving high-brightness LEDs | |
| US8823346B2 (en) | System and method of feed forward for boost converters with improved power factor and reduced energy storage | |
| US8130522B2 (en) | Digital power factor correction | |
| Luo et al. | Pulse train control strategy for CCM boost PFC converter with improved dynamic response and unity power factor | |
| WO2001047094A2 (en) | Method and control circuitry for a three-phase three-level boost-type rectifier | |
| Roy et al. | Half-bridge voltage swing inverter with active power decoupling for single-phase PV systems supporting wide power factor range | |
| US9413270B2 (en) | Single-phase three-wire power control system and power control method therefor | |
| US9001531B2 (en) | Control device for DC-DC converter and control method controlling the same | |
| Dian et al. | Digital control of isolated Cuk power factor correction converter under wide range of load variation | |
| RU2292627C1 (en) | Secondary power supply incorporating provision for correcting supply mains distortions | |
| Nasirian et al. | Dynamic model development and variable switching-frequency control for DCVM Cúk converters in PFC applications | |
| Qi et al. | Design considerations for voltage sensorless control of a PFC single-phase rectifier without electrolytic capacitors | |
| Kim et al. | Minimizing effect of input filter capacitor in a digital boundary conduction mode power factor corrector based on time-domain analysis | |
| Lopez et al. | Current-sensorless power factor correction with predictive controllers | |
| US11637493B2 (en) | Electrical circuits for power factor correction by measurement and removal of overtones and power factor maximization | |
| US5471378A (en) | AC to DC converter system with ripple feedback circuit | |
| Syu et al. | Design and control of a high power density three-phase flying capacitor multilevel power factor correction rectifier | |
| López-Martín et al. | Current error compensation for current-sensorless power factor corrector stage in continuous conduction mode | |
| Lee et al. | Derivation of DCM/CCM boundary and ideal duty-ratio feedforward for three-level boost rectifier | |
| US20240128860A1 (en) | Apfc converter control method, apfc converter, and industrial power supply | |
| Athab | A duty cycle control technique for elimination of line current harmonics in single-stage DCM boost PFC circuit | |
| CN114069631B (en) | Low-voltage distribution network harmonic control circuit | |
| CN111628643B (en) | Method for predicting current sampling in PFC control |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080701 |