RU2437204C1 - Устройство источника питания постоянного тока - Google Patents

Устройство источника питания постоянного тока Download PDF

Info

Publication number
RU2437204C1
RU2437204C1 RU2010131175/07A RU2010131175A RU2437204C1 RU 2437204 C1 RU2437204 C1 RU 2437204C1 RU 2010131175/07 A RU2010131175/07 A RU 2010131175/07A RU 2010131175 A RU2010131175 A RU 2010131175A RU 2437204 C1 RU2437204 C1 RU 2437204C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rectifier circuit
diodes
circuit
power source
output terminal
Prior art date
Application number
RU2010131175/07A
Other languages
English (en)
Inventor
Хирофуми ХОРИНО (JP)
Хирофуми ХОРИНО
Original Assignee
Тосиба Кэрриер Корпорейшн
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Тосиба Кэрриер Корпорейшн filed Critical Тосиба Кэрриер Корпорейшн
Application granted granted Critical
Publication of RU2437204C1 publication Critical patent/RU2437204C1/ru

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/02—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
    • H02M7/04—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/12—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/21—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/217—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/42—Circuits or arrangements for compensating for or adjusting power factor in converters or inverters
    • H02M1/4208—Arrangements for improving power factor of AC input
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/02—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
    • H02M7/04—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/12—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/21—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/217—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M7/219—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only in a bridge configuration
    • H02M7/2195—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only in a bridge configuration the switches being synchronously commutated at the same frequency of the AC input voltage
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Rectifiers (AREA)

Abstract

Использование: в области электротехники. Технический результат - снижение количества теплоты, выделяемого выпрямительной схемой. Первая выпрямительная схема и вторая выпрямительная схема подключены к промышленному источнику питания переменного тока через дроссель. Нагрузка подключена между выходной клеммой на положительной стороне первой выпрямительной схемы и выходной клеммой на отрицательной стороне второй выпрямительной схемы. При положительном уровне напряжения промышленного источника питания переменного тока ток протекает по контуру, проходящему по одному из диодов первой выпрямительной схемы и одному из диодов второй выпрямительной схемы. Когда напряжение источника питания находится на отрицательном уровне, ток также протекает по контуру, проходящему по одному из диодов первой выпрямительной схемы и одному из диодов второй выпрямительной схемы. 8 з.п. ф-лы, 6 ил.

Description

Область техники
Настоящее изобретение относится к устройству источника питания постоянного тока, которое повышает коэффициент мощности источника питания.
Предшествующий уровень техники
Известны устройства источника питания постоянного тока, в которых выпрямительная схема подключена к источнику питания переменного тока через дроссель (см., например, японский патент №3570835). В таком устройстве источника питания постоянного тока короткозамкнутый контур для источника питания переменного тока формируется дросселем только в течение короткого времени после того, как напряжение источника питания переменного тока пройдет точку пересечения нуля, что повышает коэффициент мощности источника питания.
Краткое изложение существа изобретения
Вышеупомянутая выпрямительная схема имеет четыре диода, соединенных по мостовой схеме, и осуществляет двухполупериодное выпрямление напряжения источника питания переменного тока. В этой выпрямительной схеме ток протекает через два диода в то время, когда промышленный источник питания переменного тока остается на положительном уровне, и протекает через другие два диода в то время, когда промышленный источник питания переменного тока остается на отрицательном уровне.
Когда ток одновременно протекает через два из диодов выпрямительной схемы, количество теплоты, выделяемое выпрямительной схемой, возрастает. Поэтому для выпрямительной схемы требуется средство рассеивания большого количества теплоты. Однако если предусмотрено средство рассеивания большого количества теплоты, устройство источника питания постоянного тока будет больше, и его стоимость будет увеличиваться.
Задачей настоящего изобретения является обеспечение устройства источника питания постоянного тока, в котором количество теплоты, выделяемое выпрямительной схемой, можно снизить, и, таким образом, уменьшить размер средства рассеивания тепла или исключить средство рассеивания тепла из выпрямительной схемы.
Устройство источника питания постоянного тока согласно изобретению включает в себя
дроссель;
первую выпрямительную схему, имеющую пару входных клемм для подключения к источнику питания переменного тока через дроссель, множество диодов, предназначенных для выпрямления напряжения, подаваемого на входные клеммы, и пару выходных клемм, предназначенных для вывода напряжения, выпрямленного диодами, причем одна из выходных клемм предназначена для подключения к одному концу нагрузки;
вторую выпрямительную схему, имеющую пару входных клемм для подключения к источнику питания переменного тока через дроссель, множество диодов, предназначенных для выпрямления напряжения, подаваемого на входные клеммы, и пару выходных клемм, предназначенных для вывода напряжения, выпрямленного диодами, причем одна из выходных клемм предназначена для подключения к другому концу нагрузки;
переключающий элемент, предназначенный для образования короткозамкнутого контура для источника питания переменного тока, совместно с дросселем, одним из диодов первой выпрямительной схемы и диодов второй выпрямительной схемы; и
блок управления, сконфигурированный для включения переключающего элемента в течение короткого времени после того, как напряжение источника питания переменного тока пройдет точку пересечения нуля, тем самым, образуя короткозамкнутый контур; и
при этом нагрузка подключена между выходной клеммой на положительной стороне первой выпрямительной схемы и выходной клеммой на отрицательной стороне второй выпрямительной схемы.
Краткое описание чертежей
В дальнейшем изобретение поясняется описанием предпочтительных вариантов воплощения со ссылками на сопроводительные чертежи, на которых:
Фиг.1 изображает блок-схему, демонстрирующую конфигурацию первого варианта осуществления настоящего изобретения;
Фиг.2 изображает блок-схему, демонстрирующую конфигурацию второго варианта осуществления настоящего изобретения;
Фиг.3 изображает блок-схему, демонстрирующую конфигурацию третьего варианта осуществления настоящего изобретения;
Фиг.4 изображает блок-схему, демонстрирующую конфигурацию четвертого варианта осуществления настоящего изобретения;
Фиг.5 изображает блок-схему, демонстрирующую конфигурацию пятого варианта осуществления настоящего изобретения;
Фиг.6 изображает блок-схему, демонстрирующую конфигурацию шестого варианта осуществления настоящего изобретения.
Описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения
Первый вариант осуществления
Опишем первый вариант осуществления этого изобретения.
Согласно фиг.1 пара входных клемм 13a и 13b первой выпрямительной схемы 13 подключена к промышленному источнику 11 питания переменного тока через дроссель 12. Первая выпрямительная схема 13 имеет пару входных клемм 13a и 13b, четыре диода D1, D2, D3 и D4, соединенные по мостовой схеме, для достижения двухполупериодного выпрямления, выходную клемму 13c на положительной стороне и выходную клемму 13d на отрицательной стороне. Первая выпрямительная схема 13 выпрямляет напряжение переменного тока, поступающее на входные клеммы 13a и 13b, и выводит выпрямленное, таким образом, напряжение через выходные клеммы 13c и 13d.
Пара входных клемм 16a и 16b второй выпрямительной схемы 16 подключена к промышленному источнику питания переменного тока 11 через дроссель 12. Вторая выпрямительная схема 16 имеет пару входных клемм 16a и 16b, четыре диода D1, D2, D3 и D4, соединенные по мостовой схеме, для достижения двухполупериодного выпрямления, выходную клемму 16c на положительной стороне и выходную клемму 16d на отрицательной стороне. Вторая выпрямительная схема 16 выпрямляет напряжение переменного тока, поступающее на входные клеммы 16a и 16b, и выводит выпрямленное, таким образом, напряжение через выходные клеммы 16c и 16d.
Между выходной клеммой 13c на положительной стороне первой выпрямительной схемы 13 и выходной клеммой 16d на отрицательной стороне второй выпрямительной схемы 16 подключены сглаживающий конденсатор 14 и нагрузка 15.
Пока напряжение переменного тока промышленного источника 11 питания переменного тока остается на положительном уровне ток протекает через сглаживающий конденсатор 14 и нагрузку 15 по контуру, образованному одним концом промышленного источника 11 питания переменного тока, дросселем 12, одной входной клеммой 13a первой выпрямительной схемы 13, диодом D1 первой выпрямительной схемы 13 и выходной клеммой 13c на положительной стороне первой выпрямительной схемы 13. Пройдя через сглаживающий конденсатор 14 и нагрузку 15, ток протекает к другому концу промышленного источника 11 питания переменного тока по контуру, образованному выходной клеммой 16d на отрицательной стороне второй выпрямительной схемы 16, диодом D4 второй выпрямительной схемы 16 и другой входной клеммой 16b второй выпрямительной схемы 16.
Пока напряжение переменного тока промышленного источника 11 питания переменного тока остается на отрицательном уровне ток протекает через сглаживающий конденсатор 14 и нагрузку 15, по контуру, образованному другим концом промышленного источника 11 питания переменного тока, другой входной клеммой 13b первой выпрямительной схемы 13, диодом D2 первой выпрямительной схемы 13 и выходной клеммой 13c положительной стороны первой выпрямительной схемы 13. Пройдя через сглаживающий конденсатор 14 и нагрузку 15, ток протекает к одному концу промышленного источника 11 питания по контуру, образованному выходной клеммой 16d на отрицательной стороне второй выпрямительной схемы 16, диодом D3 второй выпрямительной схемы 16, одним концом входной клеммы 16a второй выпрямительной схемы 16 и дросселем 12.
К выходной клемме 16c положительной стороны второй выпрямительной схемы 16, подключен переключающий элемент. Например, коллектор транзистора 17 подключен к выходной клемме 16c положительной стороны. Эмиттер транзистора 17 подключен к выходной клемме 13d на отрицательной стороне первой выпрямительной схемы 13. Транзистор 17 может быть биполярным транзистором, IGBT или MOSFET. Блок управления 20, предназначенный для приведения в действие и управления транзистором 17 и, таким образом, для повышения коэффициента мощности, подключен к промышленному источнику 11 питания переменного тока.
Дроссель 12, первая выпрямительная схема 13, сглаживающий конденсатор 14, вторая выпрямительная схема 16 и блок управления 20 образуют устройство источника питания постоянного тока.
Блок управления 20 открывает транзистор 17 только в течение короткого времени после того, как напряжение переменного тока, подаваемое из промышленного источника 11 питания переменного тока, пройдет точку пересечения нуля. Если транзистор 17 остается открытым, формируется короткозамкнутый контур для промышленного источника 11 питания переменного тока. Этот короткозамкнутый контур содержит дроссель 12, один из диодов второй выпрямительной схемы 16, транзистор 17 и один из диодов первой выпрямительной схемы 13.
Таким образом, если напряжение переменного тока, подаваемое из промышленного источника 11 питания переменного тока, падает от положительного уровня до отрицательного уровня и проходит точку пересечения нуля, транзистор 17 открывается только в течение короткого времени после того, как напряжение переменного тока пройдет точку пересечения нуля. Пока транзистор 17 остается открытым, ток короткого замыкания протекает, как показано штрихпунктирной стрелкой, от одного конца промышленного источника питания 11 переменного тока к другому концу промышленного источника 11 питания переменного тока, по контуру, образованному дросселем 12, одной входной клеммой 16a второй выпрямительной схемы 16, диодом D1 второй выпрямительной схемы 16, выходной клеммой 16c на положительной стороне второй выпрямительной схемы 16, переходом коллектор-эмиттер транзистора 17, выходной клеммой 13d на отрицательной стороне первой выпрямительной схемы 13, диодом D4 первой выпрямительной схемы 13 и другой входной клеммой 13b первой выпрямительной схемы 13.
Если напряжение переменного тока, подаваемое из промышленного источника 11 питания переменного тока, возрастает от отрицательного уровня до положительного уровня и проходит точку пересечения нуля, транзистор 17 открывается также только в течение короткого времени после того, как напряжение пройдет точку пересечения нуля. В этом случае пока транзистор 17 остается открытым, ток короткого замыкания протекает от другого конца промышленного источника 11 питания переменного тока по промышленному источнику 11 питания переменного тока по контуру, образованному другой входной клеммой 16b второй выпрямительной схемы 16, диодом D2 второй выпрямительной схемы 16, выходной клеммой 16c на положительной стороне второй выпрямительной схемы 16, переходом коллектор-эмиттер транзистора 17, выходной клеммой 13d на отрицательной стороне первой выпрямительной схемы 13, диодом D3 первой выпрямительной схемы 13, одной входной клеммой 13a первой выпрямительной схемы 13, дросселем 12 и одним концом промышленного источника 11 питания переменного тока.
Таким образом, короткозамкнутый контур временно формируется только в течение короткого времени после того, как напряжение переменного тока, подаваемое из промышленного источника 11 питания переменного тока, пройдет точку пересечения нуля. Это повышает коэффициент мощности источника питания. Повышение коэффициента мощности, обусловленное формированием короткого замыкания, не будет описано здесь, поскольку оно общеизвестно из уровня техники, что следует из вышеупомянутой публикации.
Как указано выше, пока напряжение переменного тока промышленного источника 11 питания переменного тока остается на положительном уровне, ток протекает только через диод D1, т.е. один из четырех диодов первой выпрямительной схемы 13, и только через диод D4, т.е. один из четырех диодов второй выпрямительной схемы 16. Пока напряжение переменного тока промышленного источника 11 питания переменного тока остается на отрицательном уровне, ток протекает только через диод D2, т.е. один из четырех диодов первой выпрямительной схемы 13, и только через диод D3, т.е. один из четырех диодов второй выпрямительной схемы 16. В случае формирования короткозамкнутого контура для повышения коэффициента мощности источника питания ток протекает через один из четырех диодов второй выпрямительной схемы 16 и через один из четырех диодов первой выпрямительной схемы 13.
Поскольку ток протекает только через один из четырех диодов первой выпрямительной схемы 13 и только через один из четырех диодов второй выпрямительной схемы 16, количество теплоты, выделяемое выпрямительными схемами 13 и 16, можно уменьшить. Таким образом, необязательно обеспечивать средство рассеивания большого количества теплоты для выпрямительных схем 13 и 16.
Благодаря тому, что необязательно обеспечивать средство рассеивания большого количества теплоты для выпрямительных схем 13 и 16, можно препятствовать увеличению размера устройства источника питания постоянного тока и увеличению его стоимости.
Второй вариант осуществления
Второй вариант осуществления настоящего изобретения будет описан со ссылкой на фиг.2. Компоненты, идентичные показанным на фиг.1, обозначены теми же позициями и не будут подробно описаны.
Согласно фиг.2 первая выпрямительная схема 13 не имеет элементов, эквивалентных диодам D3 и D4. Другими словами, первая выпрямительная схема 13 состоит только из двух диодов D1 и D2. Ток протекает через диод D1 от входной клеммы 13a к выходной клемме 13c на положительной стороне, пока входное напряжение переменного тока остается на положительном уровне. Ток протекает через диод D2 от другой входной клеммы 13b к выходной клемме 13c на положительной стороне, пока входное напряжение переменного тока остается на отрицательном уровне.
В результате выходная клемма 16c на положительной стороне второй выпрямительной схемы 16 подключена к коллектору транзистора 17. Поэтому эмиттер транзистора 17 подключен к выходной клемме на отрицательной стороне второй выпрямительной схемы 16.
Когда блок управления 20 открывает транзистор 17, формируется короткозамкнутый контур для промышленного источника 11 питания переменного тока. Этот короткозамкнутый контур образован дросселем 12, одним из диодов второй выпрямительной схемы 16, транзистором 17 и другим диодом второй выпрямительной схемы 16.
Таким образом, если напряжение переменного тока промышленного источника 11 питания переменного тока возрастает от отрицательного уровня до положительного уровня и проходит точку пересечения нуля, транзистор 17 открывается только в течение короткого времени после того, как напряжение пройдет точку пересечения нуля. Когда транзистор 17 открыт, ток короткого замыкания протекает, как указано штрихпунктирной стрелкой, от одного конца промышленного источника 11 питания переменного тока к другому концу промышленного источника 11 питания переменного тока по контуру, образованному дросселем 12, одной входной клеммой 16a второй выпрямительной схемы 16, диодом D1 второй выпрямительной схемы 16, выходной клеммой 16c на положительной стороне второй выпрямительной схемы 16, переходом эмиттер-коллектор транзистора 17, выходной клеммой 16d на отрицательной стороне второй выпрямительной схемы 16, диодом D4 второй выпрямительной схемы 16 и другой входной клеммой 16b второй выпрямительной схемы 16.
Когда напряжение переменного тока промышленного источника 11 питания переменного тока падает от положительного уровня до отрицательного уровня и проходит точку пересечения нуля, транзистор 17 открывается только в течение короткого времени после того, как напряжение пройдет точку пересечения нуля. Пока транзистор 17 остается открытым, ток короткого замыкания протекает от другого конца промышленного источника 11 питания переменного тока к одному концу промышленного 11 источника питания переменного тока, по контуру, образованному другой входной клеммой 16b второй выпрямительной схемы 16, диодом D2 второй выпрямительной схемы 16, выходной клеммой 16c на положительной стороне второй выпрямительной схемы 16, выходной клеммой 16d на отрицательной стороне второй выпрямительной схемы 16, диодом D3 второй выпрямительной схемы 16, одной входной клеммой 16a второй выпрямительной схемы 16 и дросселем 12.
Таким образом, только в течение короткого времени после того, как напряжение переменного тока промышленного источника 11 питания переменного тока пройдет точку пересечения нуля, короткозамкнутый контур временно формируется для промышленного источника 11 питания переменного тока.
Как описано выше, пока переменный ток промышленного источника 11 питания переменного тока остается на положительном уровне, ток протекает только через диод D1, т.е. один из двух диодов первой выпрямительной схемы 13, и только через диод D4, т.е. один из четырех диодов второй выпрямительной схемы 16. Пока переменный ток промышленного источника 11 питания переменного тока остается на отрицательном уровне, ток протекает только через диод D2, т.е. один из двух диодов первой выпрямительной схемы 13, и только через диод D3, т.е. один из четырех диодов второй выпрямительной схемы 16.
Поскольку ток протекает через только один диод первой выпрямительной схемы 13, и ток протекает через только один диод второй выпрямительной схемы 16, количество теплоты, выделяемое каждой из выпрямительных схем 13 и 16, можно уменьшить.
В случае формирования короткозамкнутого контура для повышения коэффициента мощности источника питания, токи действительно протекают через два из четырех диодов второй выпрямительной схемы 16 в одно и то же время. Тем не менее, этот короткозамкнутый контур, сформированный для повышения коэффициента мощности источника питания, существует в течение короткого времени после того, как напряжение переменного тока пройдет точку пересечения нуля. Поэтому количество теплоты, выделяемое при прохождении токов через оба диода, мало.
Следовательно, средство рассеяния большого количества теплоты не нужно обеспечивать на выпрямительной схеме 13 или выпрямительной схеме 16. Это позволяет препятствовать увеличению размера устройства источника питания постоянного тока и увеличению его стоимости.
Третий вариант осуществления
Третий вариант осуществления является модификацией второго варианта осуществления.
Согласно фиг.3 первая выпрямительная схема 13 содержит четыре диода D1, D2, D3 и D4, как и в первом варианте осуществления. Во всех остальных аспектах конструкции и порядка работы третий вариант осуществления идентичен второму варианту осуществления. Таким образом, третий вариант осуществления не будет описан более подробно.
Четвертый вариант осуществления
Четвертый вариант осуществления настоящего изобретения будет описан со ссылкой на фиг.4. Компоненты, идентичные показанным на фиг.1, обозначены теми же позициями и не будут подробно описаны.
Согласно фиг.4 вторая выпрямительная схема 16 не имеет двух диодов D1 и D2. Таким образом, вторая выпрямительная схема 16 содержит только два диода D3 и D4. Пока напряжение переменного тока, подаваемое на них, остается на отрицательном уровне, диод D3 заставляет ток протекать от отрицательной входной клеммы 16d к одной входной клемме 16a. Пока напряжение переменного тока, подаваемое на них, остается на положительном уровне, диод D4 заставляет ток протекать от отрицательной входной клеммы 16d к другой входной клемме 16b.
Коллектор транзистора 17 подключен к выходной клемме 13c на положительной стороне первой выпрямительной схемы 13. Эмиттер транзистора 17 подключен к выходной клемме 13d на отрицательной стороне первой выпрямительной схемы 13.
Когда блок управления 20 открывает этот транзистор 17, дроссель 12 и один из диодов первой выпрямительной схемы 13, транзистор 17 и другой диод первой выпрямительной схемы 13 образуют короткозамкнутый контур для промышленного источника 11 питания.
Таким образом, напряжение переменного тока промышленного источника 11 питания растет от отрицательного уровня до положительного уровня и проходит точку пересечения нуля, и транзистор 17 открыт в течение короткого времени после того, как напряжение переменного тока пройдет точку пересечения нуля. Пока транзистор 17 остается открытым, ток короткого замыкания протекает от одного конца промышленного источника 11 питания к другому концу промышленного источника 11 питания, как указано штрихпунктирной стрелкой на фиг.4, по контуру, образованному дросселем 12, входной клеммой 13a первой выпрямительной схемы 13, диодом D1 первой выпрямительной схемы 13, выходной клеммой 13c на положительной стороне первой выпрямительной схемы 13, переходом эмиттер-коллектор транзистора 17, выходной клеммой 13d на отрицательной стороне первой выпрямительной схемы 13, диодом D4 первой выпрямительной схемы 13 и другой входной клеммой 13b первой выпрямительной схемы 13.
Когда напряжение переменного тока промышленного источника 11 питания переменного тока падает от положительного уровня до отрицательного уровня и проходит точку пересечения нуля, транзистор 17 открывается в течение короткого времени после того, как напряжение переменного тока пройдет точку пересечения нуля. В этом случае ток короткого замыкания также протекает от конца промышленного источника 11 питания к первому концу промышленного источника 11 питания, по контуру, образованному другой входной клеммой 13b первой выпрямительной схемы 13, диодом D2 первой выпрямительной схемы 13, выходной клеммой 13c на положительной стороне первой выпрямительной схемы 13, переходом эмиттер-коллектор транзистора 17, выходной клеммой 13d на отрицательной стороне первой выпрямительной схемы 13, диодом D3 первой выпрямительной схемы 13, входной клеммой 13a первой выпрямительной схемы 13 и дросселем 12.
Таким образом, короткозамкнутый контур временно формируется для промышленного источника 11 питания переменного тока, только в течение короткого времени после того, как напряжение переменного тока пройдет точку пересечения нуля. Это повышает коэффициент мощности источника питания.
Как описано выше, пока напряжение переменного тока промышленного источника 11 питания переменного тока остается на положительном уровне, ток протекает через диод D1, т.е. один из четырех диодов первой выпрямительной схемы 13, и ток протекает через диод D4, т.е. один из двух диодов второй выпрямительной схемы 16. Пока напряжение переменного тока промышленного источника питания 11 переменного тока остается на отрицательном уровне, ток протекает через диод D2, т.е. один из четырех диодов первой выпрямительной схемы 13, и ток протекает через диод D3, т.е. другой из двух диодов второй выпрямительной схемы 16.
Поскольку ток протекает только через один диод первой выпрямительной схемы 13, и ток протекает только через один диод второй выпрямительной схемы 16, количество теплоты, выделяемое каждой выпрямительной схемой, можно уменьшить.
В случае формирования короткозамкнутого контура для повышения коэффициента мощности источника питания, токи действительно протекают через два из четырех диодов второй выпрямительной схемы 16 в одно и то же время. Тем не менее, этот короткозамкнутый контур, сформированный для повышения коэффициента мощности источника питания, существует в течение короткого времени после того, как напряжение переменного тока пройдет точку пересечения нуля. Поэтому количество теплоты, выделяемое при прохождении токов через оба диода, мало.
Следовательно, средство рассеивания большого количества теплоты не нужно обеспечивать на выпрямительной схеме 13 или выпрямительной схеме 16. Это позволяет препятствовать увеличению размера устройства источника питания постоянного тока и увеличению его стоимости.
Пятый вариант осуществления
Пятый вариант осуществления является модификацией четвертого варианта осуществления.
Согласно фиг.6 вторая выпрямительная схема 16 содержит четыре диода D1, D2, D3 и D4, как и в первом варианте осуществления. Во всех остальных аспектах конструкции и порядка работы пятый вариант осуществления идентичен четвертому варианту осуществления. Таким образом, пятый вариант осуществления не будет описан более подробно.
Шестой вариант осуществления
Согласно фиг.6 последовательная цепь, состоящая из двух сглаживающих конденсаторов 14 и 18, подключена между выходной клеммой 13c на положительной стороне первой выпрямительной схемы 13 и выходной клеммой 16d на отрицательной стороне второй выпрямительной схемы 16. Точка соединения сглаживающих конденсаторов 14 и 18 подключена к одной из клемм промышленного источника 11 питания переменного тока.
Первая выпрямительная схема 13, вторая выпрямительная схема 16 и сглаживающие диоды 14 и 18 образуют выпрямительную схему с удвоением напряжения.
Пока напряжение переменного тока промышленного источника 11 питания переменного тока остается на положительном уровне, ток протекает от одного конца промышленного источника 11 питания переменного тока к сглаживающему конденсатору 14, как показано сплошной стрелкой на фиг.6, по контуру, образованному дросселем 12, одной входной клеммой 13a первой выпрямительной схемы 13, диодом D1 первой выпрямительной схемы 13 и выходной клеммой 13c на положительной стороне первой выпрямительной схемы 13. Пройдя через сглаживающий конденсатор 14, ток протекает к другому концу промышленного источника 11 питания переменного тока через точку соединения сглаживающих конденсаторов 14 и 18. Таким образом, сглаживающий конденсатор 14 заряжается.
Пока напряжение переменного тока промышленного источника 11 питания переменного тока остается на отрицательном уровне, ток протекает от другого конца промышленного источника 11 питания переменного тока к сглаживающему конденсатору 18, через точку соединения сглаживающих конденсаторов 14 и 18. Пройдя через сглаживающий конденсатор 18, ток протекает к одному концу промышленного источника 11 питания переменного тока через выходную клемму 16d на отрицательной стороне второй выпрямительной схемы 16, диод D3 второй выпрямительной схемы 16, одну входную клемму 16a второй выпрямительной схемы 16 и дроссель 12. Таким образом, сглаживающий конденсатор 18 заряжается.
Таким образом, сглаживающие конденсаторы 14 и 18 заряжаются попеременно. Таким образом, напряжение постоянного тока, примерно вдвое превышающее напряжение промышленного источника 11 питания переменного тока, подается на нагрузку 15.
Во всех остальных аспектах конструкции и порядка работы шестой вариант осуществления идентичен первому варианту осуществления. Таким образом, шестой вариант осуществления не будет описан более подробно.
Промышленная применимость
Любое устройство источника питания постоянного тока, отвечающее настоящему изобретению, можно использовать в различных электрических устройствах, работающих на постоянном токе.

Claims (9)

1. Устройство источника питания постоянного тока, отличающееся тем, что содержит: дроссель, первую выпрямительную схему, имеющую пару входных клемм для подключения к источнику питания переменного тока через дроссель, множество диодов, предназначенных для выпрямления напряжения, подаваемого на входные клеммы, и пару выходных клемм, предназначенных для вывода напряжения, выпрямленного диодами, причем одна из выходных клемм предназначена для подключения к одному концу нагрузки, вторую выпрямительную схему, имеющую пару входных клемм для подключения к источнику питания переменного тока через дроссель, множество диодов, предназначенных для выпрямления напряжения, подаваемого на входные клеммы, и пару выходных клемм, предназначенных для вывода напряжения, выпрямленного диодами, причем одна из выходных клемм предназначена для подключения к другому концу нагрузки, переключающий элемент, предназначенный для образования короткозамкнутого контура для источника питания переменного тока, совместно с дросселем, одним из диодов первой выпрямительной схемы и диодов второй выпрямительной схемы, и блок управления, сконфигурированный для включения переключающего элемента в течение короткого времени после того, как напряжение источника питания переменного тока пройдет точку пересечения нуля, тем самым образуя короткозамкнутый контур, и при этом нагрузка подключена между выходной клеммой на положительной стороне первой выпрямительной схемы и выходной клеммой на отрицательной стороне второй выпрямительной схемы.
2. Устройство источника питания постоянного тока по п.1, отличающееся тем, что дополнительно содержит сглаживающий конденсатор, подключенный к выходной клемме на положительной стороне первой выпрямительной схемы и выходной клемме на отрицательной стороне второй выпрямительной схемы.
3. Устройство источника питания постоянного тока по п.1, отличающееся тем, что множество диодов первой выпрямительной схемы представляет собой четыре диода, соединенные по мостовой схеме друг с другом, для достижения двухполупериодного выпрямления, множество диодов второй выпрямительной схемы представляет собой четыре диода, соединенные по мостовой схеме друг с другом, для достижения двухполупериодного выпрямления, и переключающий элемент подключен между выходной клеммой на положительной стороне второй выпрямительной схемы и выходной клеммой на отрицательной стороне первой выпрямительной схемы.
4. Устройство источника питания постоянного тока по п.1, отличающееся тем, что множество диодов первой выпрямительной схемы представляет собой два диода, один из которых обеспечивает протекание тока от одной входной клеммы первой выпрямительной схемы к выходной клемме на положительной стороне первой выпрямительной схемы, пока напряжение источника питания переменного тока остается на положительном уровне, и другой из которых обеспечивает протекание тока от другой входной клеммы первой выпрямительной схемы к выходной клемме на положительной стороне первой выпрямительной схемы, пока напряжение источника питания переменного тока остается на отрицательном уровне, причем множество диодов второй выпрямительной схемы представляет собой четыре диода, соединенные по мостовой схеме для достижения двухполупериодного выпрямления, и переключающий элемент подключен между выходными клеммами, обеспеченными на положительной и отрицательной сторонах второй выпрямительной схемы соответственно.
5. Устройство источника питания постоянного тока по п.1, отличающееся тем, что множество диодов первой выпрямительной схемы представляет собой четыре диода, соединенные по мостовой схеме для достижения двухполупериодного выпрямления, множество диодов второй выпрямительной схемы представляет собой четыре диода, соединенные по мостовой схеме для достижения двухполупериодного выпрямления, и переключающий элемент подключен между выходными клеммами, обеспеченными на положительной и отрицательной сторонах второй выпрямительной схемы соответственно.
6. Устройство источника питания постоянного тока по п.1, отличающееся тем, что множество диодов первой выпрямительной схемы представляет собой четыре диода, соединенные по мостовой схеме, для достижения двухполупериодного выпрямления, множество диодов второй выпрямительной схемы представляет собой два диода, один из которых обеспечивает протекание тока от выходной клеммы на отрицательной стороне второй выпрямительной схемы к другой выходной клемме первой выпрямительной схемы, пока напряжение источника питания переменного тока остается на положительном уровне, и другой из которых обеспечивает протекание тока от выходной клеммы на отрицательной стороне второй выпрямительной схемы к одной входной клемме второй выпрямительной схемы, пока напряжение источника питания переменного тока остается на отрицательном уровне, и переключающий элемент подключен между выходными клеммами, обеспеченными на положительной и отрицательной сторонах первой выпрямительной схемы соответственно.
7. Устройство источника питания постоянного тока по п.1, отличающееся тем, что множество диодов первой выпрямительной схемы представляет собой четыре диода, соединенные по мостовой схеме, для достижения двухполупериодного выпрямления, множество диодов второй выпрямительной схемы представляет собой четыре диода, соединенные по мостовой схеме, для достижения двухполупериодного выпрямления, и переключающий элемент подключен между выходными клеммами, обеспеченными на положительной и отрицательной сторонах первой выпрямительной схемы соответственно.
8. Устройство источника питания постоянного тока по п.1, отличающееся тем, что дополнительно содержит последовательную цепь, состоящую из двух сглаживающих конденсаторов, подключенных между выходной клеммой на положительной стороне первой выпрямительной схемы и выходной клеммой на отрицательной стороне второй выпрямительной схемы, имеющую точку соединения, подключенную к одной клемме источника питания переменного тока, и образующую выпрямительную схему с удвоением напряжения совместно с первой и второй выпрямительными схемами.
9. Устройство источника питания постоянного тока по п.8, отличающееся тем, что множество диодов первой выпрямительной схемы представляет собой четыре диода, соединенные по мостовой схеме, для достижения двухполупериодного выпрямления, множество диодов второй выпрямительной схемы представляет собой четыре диода, соединенные по мостовой схеме, для достижения двухполупериодного выпрямления, и переключающий элемент подключен между выходными клеммами, обеспеченными на положительной и отрицательной сторонах второй выпрямительной схемы соответственно.
RU2010131175/07A 2007-12-27 2008-12-11 Устройство источника питания постоянного тока RU2437204C1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007-338376 2007-12-27
JP2007338376A JP4705950B2 (ja) 2007-12-27 2007-12-27 直流電源装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2437204C1 true RU2437204C1 (ru) 2011-12-20

Family

ID=40824121

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010131175/07A RU2437204C1 (ru) 2007-12-27 2008-12-11 Устройство источника питания постоянного тока

Country Status (8)

Country Link
US (1) US7848127B2 (ru)
EP (1) EP2120320B1 (ru)
JP (1) JP4705950B2 (ru)
CN (1) CN101622778B (ru)
BR (1) BRPI0821849B1 (ru)
ES (1) ES2637185T3 (ru)
RU (1) RU2437204C1 (ru)
WO (1) WO2009084400A1 (ru)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8908400B2 (en) * 2010-12-29 2014-12-09 National Semiconductor Corporation Voltage multiplication in a wireless receiver
KR101870719B1 (ko) * 2011-10-14 2018-06-25 엘지전자 주식회사 전력변환장치 및 이를 포함하는 공기조화기
KR102002118B1 (ko) * 2013-01-14 2019-07-19 엘지전자 주식회사 전력변환장치 및 이를 포함한 공기조화기
CN103326436A (zh) * 2013-06-26 2013-09-25 广东惠利普路桥信息工程有限公司 一种道路震动发电装置
CN109152121B (zh) * 2017-06-13 2021-04-27 华润微集成电路(无锡)有限公司 全电压应用的倍压电路、倍压方法及线性led驱动***

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5532084B2 (ru) * 1974-02-21 1980-08-22
JPS5332331A (en) * 1976-09-06 1978-03-27 Hitachi Ltd Controlling for electrical power converting device
US4947126A (en) * 1989-04-04 1990-08-07 Siemens Energy & Automation, Inc. Ground fault current rectification and measuring circuit
US5119283A (en) * 1991-06-10 1992-06-02 General Electric Company High power factor, voltage-doubler rectifier
US5287263A (en) * 1992-07-01 1994-02-15 Digital Equipment Corporation Inrush current control circuit
AT403103B (de) * 1994-12-12 1997-11-25 Siemens Ag Oesterreich Netzgleichrichterschaltung
US5793626A (en) * 1996-05-29 1998-08-11 Lucent Technologies Inc. High efficiency bimodal power converter and method of operation thereof
JP3578874B2 (ja) * 1996-08-30 2004-10-20 東芝キヤリア株式会社 電源装置及び空気調和装置の電源装置
JP3570834B2 (ja) * 1996-12-20 2004-09-29 株式会社東芝 直流電源装置及びこの直流電源装置を用いた空気調和機
JP3550485B2 (ja) * 1997-06-27 2004-08-04 東芝キヤリア株式会社 直流電源装置および空気調和機
TW364049B (en) * 1997-09-24 1999-07-11 Toshiba Corp Power conversion apparatus and air conditioner using the same
JPH11168886A (ja) * 1997-12-03 1999-06-22 Toshiba Corp 電源装置
AU2005315114B2 (en) * 2004-12-15 2009-01-22 Fujitsu General Limited Power supply apparatus
JP4539718B2 (ja) * 2005-04-22 2010-09-08 株式会社ダイフク 無接触給電設備の２次側受電回路

Also Published As

Publication number Publication date
EP2120320A1 (en) 2009-11-18
ES2637185T3 (es) 2017-10-11
CN101622778A (zh) 2010-01-06
JP4705950B2 (ja) 2011-06-22
BRPI0821849A2 (pt) 2015-06-16
EP2120320A4 (en) 2014-09-24
US20090310394A1 (en) 2009-12-17
JP2009159796A (ja) 2009-07-16
WO2009084400A1 (ja) 2009-07-09
BRPI0821849B1 (pt) 2019-04-24
EP2120320B1 (en) 2017-08-02
US7848127B2 (en) 2010-12-07
CN101622778B (zh) 2013-03-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108206634B (zh) 绝缘同步整流dc/dc转换器及控制器、适配器、设备
JP6563729B2 (ja) 絶縁同期整流型ｄｃ／ｄｃコンバータ、それを用いた電源装置、電源アダプタおよび電子機器
US20220045623A1 (en) Multi-level circuit, three-phase multi-level circuit, and control method
TW561675B (en) PFC circuit with a snubber
US9270166B2 (en) Power factor improvement circuit
US9380678B2 (en) Auxiliary power supply circuit of two wire dimmer
RU2437204C1 (ru) Устройство источника питания постоянного тока
US20130077371A1 (en) Commutator for bridgeless pfc circuit
US6999325B2 (en) Current/voltage converter arrangement
JP6033744B2 (ja) ブリッジレス電源回路
KR100824451B1 (ko) 전자 변압기
JP6563648B2 (ja) 絶縁型のｄｃ／ｄｃコンバータ、１次側コントローラ、同期整流コントローラ、それを用いた電源装置、電源アダプタおよび電子機器
US7688044B2 (en) Device for transforming and stabilizing a primary AC voltage for supplying an electric load
US10630198B2 (en) Voltage converter
JP2021035223A (ja) 力率改善回路
JP6602466B2 (ja) モータ駆動装置
US9438123B2 (en) Push-pull LED driver circuit
KR20200103697A (ko) 3상 교류용 스위칭 전원
JP6107734B2 (ja) 電源装置
KR200358227Y1 (ko) 전기 용접기용 인버터 전원장치
KR101818952B1 (ko) 정전원 공급장치
TW202401973A (zh) 轉換裝置
US9686827B2 (en) Circuit arrangement for operating light sources
JP2012222968A (ja) 電力変換装置
JP2018157620A (ja) 電力変換装置