RU2457602C1 - Stabilising mains voltage converter for lf pulse periodic load power supply - Google Patents
Stabilising mains voltage converter for lf pulse periodic load power supply Download PDFInfo
- Publication number
- RU2457602C1 RU2457602C1 RU2011114491/07A RU2011114491A RU2457602C1 RU 2457602 C1 RU2457602 C1 RU 2457602C1 RU 2011114491/07 A RU2011114491/07 A RU 2011114491/07A RU 2011114491 A RU2011114491 A RU 2011114491A RU 2457602 C1 RU2457602 C1 RU 2457602C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- voltage
- output
- input
- amplifier
- terminal
- Prior art date
Links
Landscapes
- Dc-Dc Converters (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для электропитания низкочастотной импульсной периодической нагрузки, в частности для электропитания транзисторных радиопередатчиков.The invention relates to the field of electrical engineering and can be used to power a low-frequency pulse periodic load, in particular for powering transistor radio transmitters.
Известен стабилизирующий преобразователь сетевого напряжения, содержащий сетевой выпрямитель, повышающий регулятор напряжения с активным корректором коэффициента мощности, регулируемый конвертор (Электрическое питание, 2006, №3, с.31-33).Known stabilizing converter of mains voltage, containing a network rectifier, increasing the voltage regulator with an active corrector of the power factor, adjustable converter (Electric power, 2006, No. 3, p.31-33).
Такой преобразователь имеет низкий коэффициент мощности и большую модуляцию входного тока потребления из-за его провалов до нулевого значения при работе на низкочастотную импульсную периодическую нагрузку.Such a converter has a low power factor and a large modulation of the input current consumption due to its dips to zero when working on a low-frequency pulsed periodic load.
Известен наиболее близкий к заявленному по совокупности существенных признаков стабилизирующий преобразователь сетевого напряжения, содержащий сетевой выпрямитель, регулируемый конвертор, повышающий регулятор напряжения с активным корректором коэффициента мощности, состоящий из индуктивности, ключевого полевого транзистора, коммутирующего диода, накопительного конденсатора, двух резистивных делителей напряжений, датчика зарядного тока, первого усилителя напряжения с отрицательной обратной связью, аналогового умножителя с тремя управляющими входами, усилителя тока с отрицательной обратной связью, широтно-импульсного модулятора, трех резисторов смещения, первого источника опорного напряжения, служебного источника электропитания (патент США №7239120 В2, НКИ 323/222, 2007 г.).Known closest to the claimed in terms of essential features is a stabilizing network voltage converter containing a network rectifier, an adjustable converter, a step-up voltage regulator with an active power factor corrector, consisting of an inductance, a key field-effect transistor, a switching diode, a storage capacitor, two resistive voltage dividers, a sensor charging current, the first negative feedback voltage amplifier, an analog multiplier with three control inputs, a negative feedback current amplifier, a pulse-width modulator, three bias resistors, a first reference voltage source, an auxiliary power supply (US patent No. 7239120 B2, NKI 323/222, 2007).
В этом стабилизирующем преобразователе сетевого напряжения возникает высокая модуляция входного тока потребления от электросети и резко снижается коэффициент мощности при работе на низкочастотную импульсную периодическую нагрузку. Эти недостатки вызываются провалами до нулевого значения зарядного тока накопительного конденсатора, а соответственно и входного тока, во время паузы тока импульсной нагрузки. Дело в том, что в режиме низкочастотной импульсной нагрузки пульсации напряжения на накопительном конденсаторе в несколько раз превышают статическое отклонение напряжения на нем для среднего за период значения импульсного тока нагрузки. Поэтому первый усилитель напряжения периодически переходит во время импульса из режима отсечки в режим насыщения, а во время паузы из режима насыщения в режим отсечки, что приводит в результате к низкочастотному импульсному характеру зарядного тока накопительного конденсатора.In this stabilizing converter of the mains voltage, a high modulation of the input current consumption from the mains occurs and the power factor sharply decreases when working on a low-frequency pulsed periodic load. These shortcomings are caused by dips to the zero value of the charging current of the storage capacitor, and, accordingly, of the input current, during a pause of the pulse load current. The fact is that, in the low-frequency pulse load mode, the voltage ripple on the storage capacitor is several times higher than the static voltage deviation on it for the period average value of the load pulse current. Therefore, the first voltage amplifier periodically switches during the pulse from cut-off mode to saturation mode, and during a pause from saturation mode to cut-off mode, which results in a low-frequency pulsed nature of the charging current of the storage capacitor.
Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, заключается в уменьшении модуляции входного тока потребления от электросети и повышении коэффициента мощности при работе на низкочастотную импульсную периодическую нагрузку.The technical result to which the invention is directed is to reduce the modulation of the input current consumption from the mains and increase the power factor when working on a low-frequency pulsed periodic load.
Для достижения этого технического результата стабилизирующий преобразователь сетевого напряжения, содержащий сетевой выпрямитель, повышающий регулятор напряжения с активным корректором коэффициента мощности, состоящий из индуктивности, ключевого полевого транзистора, коммутирующего диода, накопительного конденсатора, двух резистивных делителей напряжений, датчика зарядного тока, первого усилителя напряжения с отрицательной обратной связью, аналогового умножителя с тремя управляющими входами, усилителя тока с отрицательной обратной связью, широтно-импульсного модулятора, трех резисторов смещения, первого источника опорного напряжения, служебного источника электропитания, причем положительный вывод сетевого выпрямителя соединен с входным выводом первого делителя напряжения и с первыми выводами первого резистора смещения и индуктивности, второй вывод которой соединен со стоком полевого ключевого транзистора и с анодом коммутирующего диода, катод которого соединен с положительным выводом накопительного конденсатора, с входным выводом второго делителя напряжения и с положительным входным выводом регулируемого конвертора; отрицательный вывод сетевого выпрямителя соединен с первым выводом датчика зарядного тока, второй вывод которого соединен с истоком полевого ключевого транзистора, с общими выводами первого и второго делителей напряжений, с отрицательными выводами накопительного конденсатора, первого источника опорного напряжения, служебного источника электропитания, с входным отрицательным выводом регулируемого конвертора; затвор полевого ключевого транзистора соединен с выходом широтно-импульсного модулятора, управляющий вход которого соединен с выходом усилителя тока, инвертирующий вход которого через второй резистор смещения подключен к второму выводу датчика зарядного тока, первый вывод которого через третий резистор смещения подключен к неинвертирующему входу усилителя тока и к выходу аналогового умножителя, первый и второй управляющие входы для линейного преобразования сигнала которого подключены соответственно к второму выводу первого резистора смещения и к выходу первого усилителя напряжения, а третий управляющий вход для среднеквадратичного преобразования сигнала подключен к выходному выводу первого делителя напряжения; неинвертирующий вход первого усилителя напряжения соединен с первым источником опорного напряжения, а инвертирующий вход подключен к выходному выводу второго делителя напряжения; входы питания первого источника опорного напряжения, первого усилителя напряжения, усилителя тока, аналогового умножителя, широтно-импульсного модулятора подключены к служебному источнику электропитания, дополнен инерционным узлом автоматического регулирования зарядного тока, состоящим из второго усилителя напряжения с жесткой отрицательной обратной связью, компаратора напряжения, третьего резистивного делителя напряжения, четвертого и пятого резистивных делителей напряжений с фильтрующими конденсаторами в выходных плечах, шестого резистивного делителя напряжения, второго источника опорного напряжения, оптотранзистора, четвертого и пятого резисторов смещения, причем входной и общий выводы третьего делителя напряжения соединены соответственно с входным и общим выводами первого делителя напряжения, а выходной вывод соединен с коллектором оптотранзистора, эмиттер которого через четвертый резистор смещения подключен к инвертирующему входу усилителя тока; входной и общий выводы четвертого делителя напряжения подключены к выводам накопительного конденсатора, а выходной вывод подключен к неинвертирующему входу второго усилителя напряжения, инвертирующий вход которого соединен с выходным выводом пятого делителя напряжения, входной и общий выводы которого подключены соответственно к положительному и отрицательному выводам второго источника опорного напряжения; выход второго усилителя напряжения соединен с анодом светодиода оптотранзистора, катод которого через пятый резистор смещения подключен к выходу компаратора, который инвертирующим входом подключен к выходному выводу второго делителя напряжения, а неинвертирующим входом подключен к выходному выводу шестого делителя напряжения, входной и общий выводы которого соединены соответственно с положительным и отрицательным выводами первого источника опорного напряжения; входы питания второго усилителя напряжения, второго источника опорного напряжения и компаратора напряжения подключены к служебному источнику электропитания.To achieve this technical result, a stabilizing network voltage converter comprising a network rectifier, a voltage regulator with an active power factor corrector, consisting of an inductance, a key field effect transistor, a switching diode, a storage capacitor, two resistive voltage dividers, a charging current sensor, a first voltage amplifier with negative feedback, an analog multiplier with three control inputs, a current amplifier with a negative image communication, a pulse-width modulator, three bias resistors, a first reference voltage source, an auxiliary power supply, the positive terminal of a network rectifier connected to the input terminal of the first voltage divider and to the first terminals of the first bias and inductance resistor, the second terminal of which is connected to the field drain key transistor and with the anode of the switching diode, the cathode of which is connected to the positive terminal of the storage capacitor, with the input terminal of the second voltage divider zheniya and with a positive input terminal of an adjustable converter; the negative terminal of the network rectifier is connected to the first terminal of the charging current sensor, the second terminal of which is connected to the source of the field-effect key transistor, with the common terminals of the first and second voltage dividers, with the negative terminals of the storage capacitor, the first reference voltage source, auxiliary power supply, and the negative input input adjustable converter; the gate of the field-effect key transistor is connected to the output of the pulse-width modulator, the control input of which is connected to the output of the current amplifier, the inverting input of which is connected to the second output of the charging current sensor through the second bias resistor, the first output of which is connected to the non-inverting input of the current amplifier through the third bias resistor to the output of the analog multiplier, the first and second control inputs for linear signal conversion of which are connected respectively to the second output of the first resistor ora bias to the output of the first voltage amplifier, and the third control input for the rms signal conversion is connected to the output terminal of the first voltage divider; the non-inverting input of the first voltage amplifier is connected to the first reference voltage source, and the inverting input is connected to the output terminal of the second voltage divider; the power inputs of the first reference voltage source, the first voltage amplifier, current amplifier, analog multiplier, pulse-width modulator are connected to the auxiliary power supply, supplemented by an inertial node for automatic regulation of the charging current, consisting of a second voltage amplifier with hard negative feedback, a voltage comparator, the third resistive voltage divider, fourth and fifth resistive voltage dividers with filter capacitors in the output arms, pole ohm resistive voltage divider, second reference voltage source, optotransistor, fourth and fifth bias resistors, the input and common terminals of the third voltage divider connected respectively to the input and common terminals of the first voltage divider, and the output terminal connected to the collector of the optotransistor, the emitter of which is through the fourth resistor bias is connected to the inverting input of the current amplifier; the input and common terminals of the fourth voltage divider are connected to the terminals of the storage capacitor, and the output terminal is connected to the non-inverting input of the second voltage amplifier, the inverting input of which is connected to the output terminal of the fifth voltage divider, the input and common conclusions of which are connected respectively to the positive and negative terminals of the second reference source voltage; the output of the second voltage amplifier is connected to the anode of the LED of the optotransistor, the cathode of which is connected through the fifth bias resistor to the output of the comparator, which is connected by an inverting input to the output terminal of the second voltage divider, and the non-inverting input is connected to the output terminal of the sixth voltage divider, the input and common conclusions of which are connected respectively with positive and negative terminals of the first voltage reference source; the power inputs of the second voltage amplifier, the second reference voltage source and the voltage comparator are connected to the service power supply.
Функциональная схема заявленного устройства представлена на рисунке.Functional diagram of the claimed device is presented in the figure.
Устройство содержит сетевой выпрямитель 1 с входным фильтром электромагнитных помех, регулируемый конвертор напряжения 2, повышающий высокочастотный импульсный регулятор напряжения 3 с активным корректором коэффициента мощности, состоящий из индуктивности 4, коммутирующего диода 5, ключевого полевого транзистора 6, накопительного конденсатора 7, датчика 8 зарядного тока, первого делителя 9 и второго делителя 10 напряжений, первого резистора 11 смещения, первого усилителя 12 напряжения с отрицательной обратной связью, аналогового умножителя 13 с тремя управляющими входами, усилителя 14 тока с отрицательной обратной связью, широтно-импульсного модулятора 15, второго резистора 16 и третьего резистора 17 смещений, первого источника 18 опорного напряжения, служебного источника 19 электропитания, инерционный узел 20 автоматического регулирования зарядного тока, состоящий из второго усилителя 21 напряжения с жесткой отрицательной обратной связью, компаратора 22 напряжения, третьего резистивного делителя 23 напряжения, четвертого резистивного делителя 24 и пятого резистивного делителя 25 напряжений с фильтрующими конденсаторами в выходных плечах, шестого резистивного делителя 26 напряжения, второго источника 27 опорного напряжения, оптотранзистора 28, четвертого резистора 29 и пятого резистора 30 смещений.The device comprises a network rectifier 1 with an input electromagnetic interference filter, an adjustable voltage converter 2, increasing a high-frequency switching voltage regulator 3 with an active power factor corrector, consisting of inductance 4, a switching diode 5, a key field-effect transistor 6, a storage capacitor 7, a charging current sensor 8 , a first voltage divider 9 and a second voltage divider 10, a first bias resistor 11, a first negative feedback voltage amplifier 12, an analog multiplier 13 with three control inputs, a negative feedback current amplifier 14, a pulse-width modulator 15, a second bias resistor 16 and a third bias resistor 17, a first reference voltage source 18, an auxiliary power supply source 19, an inertial unit 20 for automatic regulation of the charging current, consisting of a second negative-feedback voltage amplifier 21, a voltage comparator 22, a third resistive voltage divider 23, a fourth resistive divider 24, and a fifth resistive divider 25 apryazheny with filtering capacitors to the output port, a sixth resistor divider 26, the voltage of the second reference voltage source 27, photon-coupled transistor 28, resistor 29 and fourth resistor 30, a fifth displacement.
Положительный вывод выпрямителя 1 соединен с входными выводами первого делителя 9 и третьего делителя 23 напряжений и с первыми выводами индуктивности 4 и первого резистора 11 смещения. Второй вывод индуктивности 4 соединен со стоком транзистора 6 и с анодом диода 5. Катод диода 5 соединен с положительным выводом конденсатора 7, с входными выводами второго 10 и четвертого 24 делителей напряжений, с положительным входным выводом конвертора 2. Отрицательный вывод выпрямителя 1 соединен с первым выводом датчика 8, второй вывод которого соединен с отрицательными выводами конденсатора 7, конвертора 2, источников 18 и 27 опорных напряжений, служебного источника 19 электропитания, с общими выводами делителей 9, 10, 23, 24, 25, 26 напряжений. Затвор транзистора 6 соединен с выходом модулятора 15, управляющий вход которого соединен с выходом усилителя 14 тока. Инвертирующий вход усилителя 14 через резистор 16 подключен к второму выводу датчика 8, первый вывод которого через резистор 17 подключен к неинвертирующему входу усилителя 14 и к выходу умножителя 13. Первый и второй управляющие входы умножителя 13 для линейного преобразования сигнала подключены соответственно к второму выводу резистора 11 и выходу усилителя 12, а третий управляющий вход для среднеквадратичного преобразования сигнала подключен к выходному выводу делителя 9. Неинвертирующий вход усилителя 12 соединен с положительным выводом источника 18 и с входным выводом делителя 26, а инвертирующий вход усилителя 12 соединен с выходным выводом делителя 10 и с инвертирующим входом компаратора 22. Неинвертирующий вход усилителя 21 соединен с выходным выводом делителя 24, а инвертирующий вход соединен с выходным выводом делителя 25, входной вывод которого подключен к источнику 27. Выход усилителя 21 соединен с анодом светодиода оптотранзистора 28, катод которого через резистор 30 подключен к выходу компаратора 22. Коллектор оптотранзистора 28 соединен с выходным выводом делителя 23, а эмиттер через резистор 29 подключен к инвертирующему входу усилителя 14. Неинвертирующий вход компаратора 22 соединен с выходным выводом делителя 26. Входы питания источников 18 и 27 опорных напряжений, усилителей 12, 14, 21, модулятора 15, умножителя 13, компаратора 22 подключены к служебному источнику 19 электропитания (на чертеже условно не показаны). Входные выводы 31 и 32 выпрямителя 1 подключаются к электросети. Выходные выводы 33 и 34 конвертора 2 подключаются к импульсной нагрузке.The positive terminal of the rectifier 1 is connected to the input terminals of the first divider 9 and the third voltage divider 23 and with the first conclusions of the inductance 4 and the first bias resistor 11. The second terminal of the inductance 4 is connected to the drain of the transistor 6 and to the anode of the diode 5. The cathode of the diode 5 is connected to the positive terminal of the capacitor 7, with the input terminals of the second 10 and fourth 24 voltage dividers, with the positive input terminal of the converter 2. The negative terminal of the rectifier 1 is connected to the first the output of the sensor 8, the second output of which is connected to the negative terminals of the capacitor 7, the converter 2, the sources of reference voltage 18 and 27, the service source 19 of the power supply, with the common conclusions of the voltage dividers 9, 10, 23, 24, 25, 26. The gate of the transistor 6 is connected to the output of the modulator 15, the control input of which is connected to the output of the current amplifier 14. The inverting input of the amplifier 14 through a resistor 16 is connected to the second output of the sensor 8, the first output of which through a resistor 17 is connected to the non-inverting input of the amplifier 14 and to the output of the multiplier 13. The first and second control inputs of the multiplier 13 for linear signal conversion are connected respectively to the second output of the resistor 11 and the output of the amplifier 12, and the third control input for the RMS signal conversion is connected to the output terminal of the divider 9. The non-inverting input of the amplifier 12 is connected to the positive terminal 18 and the input terminal of the divider 26, and the inverting input of the amplifier 12 is connected to the output terminal of the divider 10 and the inverting input of the comparator 22. The non-inverting input of the amplifier 21 is connected to the output terminal of the divider 24, and the inverting input is connected to the output terminal of the divider 25, the input terminal which is connected to the source 27. The output of the amplifier 21 is connected to the anode of the LED of the optotransistor 28, the cathode of which is connected through the resistor 30 to the output of the comparator 22. The collector of the optotransistor 28 is connected to the output terminal of the divider 23, and the emitter p through a resistor 29 is connected to the inverting input of the amplifier 14. The non-inverting input of the comparator 22 is connected to the output terminal of the divider 26. The power inputs of the sources 18 and 27 of the reference voltage, amplifiers 12, 14, 21, modulator 15, multiplier 13, comparator 22 are connected to the service source 19 power supply (not conventionally shown in the drawing). The input terminals 31 and 32 of the rectifier 1 are connected to the mains. The output terminals 33 and 34 of the converter 2 are connected to the pulse load.
Делитель 23 напряжения используется для задания необходимого режима работы выходной цепи оптотранзистора 28 и формы его выходного тока.The voltage divider 23 is used to set the desired operating mode of the output circuit of the optotransistor 28 and the shape of its output current.
Делителем 10 напряжения устанавливается максимально допустимое напряжение на накопительном конденсаторе 7 в режиме холостого хода повышающего регулятора 3.The voltage divider 10 sets the maximum allowable voltage at the storage capacitor 7 in the idle mode of the up-regulator 3.
Делитель 24 напряжения используется для формирования на неинвертирующем входе усилителя 21 управляющего напряжения с соответствующим коэффициентом фильтрации переменной составляющей напряжения накопительного конденсатора 7 в режиме импульсной периодической нагрузки. Постоянная времени делителя 24 напряжения сравнима с длительностью наибольшего периода импульсной низкочастотной нагрузки.The voltage divider 24 is used to form a control voltage at the non-inverting input of the amplifier 21 with the corresponding filtering coefficient of the variable voltage component of the storage capacitor 7 in the pulse periodic load mode. The time constant of the voltage divider 24 is comparable to the duration of the largest period of the pulsed low-frequency load.
Делителем 25 напряжения устанавливается среднее значение напряжения на конденсаторе 7 в режиме номинальной импульсной нагрузки, которое меньше напряжения холостого хода на значение, равное статическому отклонению и половине переменной составляющей напряжения на накопительном конденсаторе 7.The voltage divider 25 sets the average voltage value on the capacitor 7 in the nominal pulse load mode, which is less than the open circuit voltage by a value equal to the static deviation and half the variable voltage component of the storage capacitor 7.
Делителем 26 напряжения устанавливается пороговый уровень напряжения переключения компаратора 22 и вместе с ним всего инерционного узла 20 автоматического регулирования зарядного тока из режима регулирования в режим отсечки при переходе напряжения на накопительном конденсаторе 7 через нижнюю допустимую границу спада. Это переводит регулятор напряжения 3 в режим с максимально допустимым зарядным током для того, чтобы сократить длительность переходного процесса как при включении регулятора напряжения 3, так и при скачкообразном увеличении импульсного тока нагрузки.The voltage divider 26 sets the threshold voltage level for switching the comparator 22 and with it the entire inertial unit 20 for automatically controlling the charging current from the regulation mode to the cutoff mode when the voltage across the storage capacitor 7 passes through the lower permissible decay limit. This puts the voltage regulator 3 in the mode with the maximum allowable charging current in order to reduce the duration of the transient process when the voltage regulator 3 is turned on, as well as with an abrupt increase in the pulse current of the load.
Резистор 17 смещения используется в качестве датчика выходного тока аналогового умножителя 13. Напряжение на резисторе 17 является опорным, с которым на входе усилителя 14 тока сравнивается напряжение, выделяющееся на датчике 8 зарядного тока.The bias resistor 17 is used as the output current sensor of the analog multiplier 13. The voltage at the resistor 17 is a reference, with which the voltage released at the charging current sensor 8 is compared at the input of the current amplifier 14.
Резистор 16 используется в качестве датчика выходного тока узла 20 автоматического регулирования зарядного тока. Напряжение, выделяющееся на резисторе 16, подается на инвертирующий вход усилителя 14 тока для обеспечения его работы в зоне регулирования в режиме импульсной периодической нагрузки.Resistor 16 is used as the output current sensor of the automatic charging current control unit 20. The voltage released by the resistor 16 is supplied to the inverting input of the current amplifier 14 to ensure its operation in the regulation zone in the mode of a pulsed periodic load.
Работа устройства в режиме низкочастотной импульсной периодической нагрузки происходит следующим образом. Регулируемый конвертор преобразует выходное напряжение регулятора 3, формируемое на накопительном конденсаторе 7, в постоянное стабилизированное напряжение необходимого уровня, прикладываемое к выходным выводам 33 и 34 для подключения нагрузки. Амплитудное значение напряжения на конденсаторе 7 во время действия импульса нагрузки изменяется от верхнего уровня, отстоящего от холостого хода на статическое отклонение, до нижнего уровня на величину переменной составляющей, а во время паузы изменяется от нижнего уровня до верхнего уровня. В этом режиме управляющее напряжение на входе усилителя 12 напряжения возрастает до значений, при которых он переходит в режим насыщения. На выходе усилителя 12 создается максимальный сигнал, который поступает на аналоговый умножитель 13 и переводит его в режим с максимальным выходным током, от которого на резисторе 17 создается завышенное напряжение смещения, поступающее на неинвертирующий вход усилителя 14 тока. Одновременно инерционный узел 20 регулирования с помощью резистора 16 смещения формирует противоположный по воздействию дополнительный сигнал на инвертирующем входе усилителя 14 тока, который компенсирует завышенный уровень напряжения на резисторе 17 смещения и поддерживает усилитель 14 тока в зоне регулирования. Выходное напряжение усилителя 14 поступает на управляющий вход широтно-импульсного модулятора 15, который с помощью ключевого транзистора 6 формирует высокочастотные зарядные импульсы тока в индуктивности, разрядные импульсные токи которой через диод 5 поступают в накопительный конденсатор 7. Величина напряжения смещения на резисторе 16 зависит от среднего значения напряжения на накопительном конденсаторе 7 для определенного режима импульсной периодической нагрузки. Значение зарядного тока, проходящего через датчик 8 тока, будет пропорционально разности напряжений смещений на резисторах 17 и 16. При неизменном режиме импульсной нагрузки напряжения на резисторах 17 и 16 также остаются постоянными. Поэтому и зарядный ток остается неизменным и непрерывным.The operation of the device in the low-frequency pulse periodic load mode is as follows. An adjustable converter converts the output voltage of the regulator 3 generated on the storage capacitor 7 into a constant stabilized voltage of the required level applied to the output terminals 33 and 34 for connecting the load. The amplitude value of the voltage across the capacitor 7 during the action of the load pulse changes from the upper level, which is separated from the idle by a static deviation, to the lower level by the value of the variable component, and during a pause changes from the lower level to the upper level. In this mode, the control voltage at the input of the voltage amplifier 12 increases to values at which it switches to saturation mode. At the output of amplifier 12, a maximum signal is generated, which is fed to an analog multiplier 13 and puts it into a mode with a maximum output current, from which an excess bias voltage is generated at resistor 17 and is fed to the non-inverting input of current amplifier 14. At the same time, the inertial control unit 20, using the bias resistor 16, generates an additional signal that is opposite in effect at the inverting input of the current amplifier 14, which compensates for the overestimated voltage level on the bias resistor 17 and supports the current amplifier 14 in the control zone. The output voltage of the amplifier 14 is supplied to the control input of the pulse-width modulator 15, which, using the key transistor 6, generates high-frequency charging current pulses in the inductance, the discharge pulse currents of which through the diode 5 enter the storage capacitor 7. The bias voltage on the resistor 16 depends on the average the voltage values at the storage capacitor 7 for a specific mode of the pulsed periodic load. The value of the charging current passing through the current sensor 8 will be proportional to the difference between the bias voltages on the resistors 17 and 16. With a constant pulse load mode, the voltages on the resistors 17 and 16 also remain constant. Therefore, the charging current remains unchanged and continuous.
При уменьшении амплитуды импульсов тока нагрузки будет снижаться как среднее за период значение импульсного тока, так и значение зарядного тока. Действительно, при уменьшении амплитуды импульсов тока нагрузки происходит уменьшение переменной составляющей напряжения на накопительном конденсаторе 7, что приводит к увеличению среднего значения напряжения на нем. Это по цепочке обратной связи из делителя 24, усилителя 21, оптотранзистора 28 приводит к увеличению напряжения смещения на резисторе 16. Это вызывает уменьшение входного и выходного напряжений усилителя 14 и входного напряжения модулятора 15, уменьшение длительности импульсов на выходе модулятора 15, уменьшение амплитуды зарядных и разрядных высокочастотных импульсов тока индуктивности 4. В конечном итоге произойдет уменьшение зарядного тока до нового значения при сохранении его непрерывности.With a decrease in the amplitude of the pulses of the load current, the average value of the pulse current for the period and the value of the charging current will decrease. Indeed, with a decrease in the amplitude of the load current pulses, the variable component of the voltage at the storage capacitor 7 decreases, which leads to an increase in the average voltage value on it. This feedback chain from the divider 24, the amplifier 21, the optotransistor 28 leads to an increase in the bias voltage on the resistor 16. This causes a decrease in the input and output voltages of the amplifier 14 and the input voltage of the modulator 15, a decrease in the pulse duration at the output of the modulator 15, a decrease in the amplitude of the chargers and discharge high-frequency pulses of the inductance current 4. Ultimately, the charging current will decrease to a new value while maintaining its continuity.
Таким образом, предложенный стабилизирующий преобразователь сетевого напряжения позволяет устранить модуляцию входного тока потребления от электросети и обеспечить высокий (более 0,98) коэффициент мощности при работе на низкочастотную импульсную периодическую нагрузку.Thus, the proposed stabilizing converter of the mains voltage eliminates the modulation of the input current consumption from the mains and provides a high (more than 0.98) power factor when working on a low-frequency pulsed periodic load.
Предложенное техническое решение проверено в составе блока электропитания с выходным напряжением 25 В на импульсную нагрузку с частотой 5 Гц, скважностью 2 и амплитудой тока 28 А. Результаты положительны. Если до введения предложенного решения коэффициент модуляции входного тока потребления от однофазной электросети (220 B, 50 Гц) составлял 100%, а коэффициент мощности блока менее 75%, то после введения в блок предложенного решения коэффициент модуляции входного тока блока снизился до менее 3%, а коэффициент мощности блока увеличился до более 98%. Кроме того, блок электропитания с предложенным техническим решением показал высокие технические характеристики и при работе на непрерывную (постоянную) нагрузку.The proposed technical solution was tested as part of a power supply unit with an output voltage of 25 V for a pulse load with a frequency of 5 Hz, duty cycle 2 and a current amplitude of 28 A. The results are positive. If, before the introduction of the proposed solution, the modulation coefficient of the input current consumption from the single-phase network (220 V, 50 Hz) was 100%, and the power factor of the unit was less than 75%, then after the introduction of the proposed solution into the block, the modulation coefficient of the input current of the unit decreased to less than 3%, and the power factor of the unit increased to over 98%. In addition, the power supply unit with the proposed technical solution showed high technical characteristics and when working on a continuous (constant) load.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011114491/07A RU2457602C1 (en) | 2011-04-14 | 2011-04-14 | Stabilising mains voltage converter for lf pulse periodic load power supply |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011114491/07A RU2457602C1 (en) | 2011-04-14 | 2011-04-14 | Stabilising mains voltage converter for lf pulse periodic load power supply |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2457602C1 true RU2457602C1 (en) | 2012-07-27 |
Family
ID=46850862
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011114491/07A RU2457602C1 (en) | 2011-04-14 | 2011-04-14 | Stabilising mains voltage converter for lf pulse periodic load power supply |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2457602C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2740149C1 (en) * | 2017-07-18 | 2021-01-11 | Ниссан Мотор Ко., Лтд. | Voltage sensor diagnostics device and voltage sensor diagnostics method |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1040478A1 (en) * | 1982-05-28 | 1983-09-07 | Предприятие П/Я А-7162 | Pulse voltage stabilizer |
| US7239120B2 (en) * | 2004-10-21 | 2007-07-03 | Stmicroelectronics S.R.L. | Device for power factor correction in forced switching power supply units |
| RU2305888C1 (en) * | 2005-11-22 | 2007-09-10 | Открытое Акционерное Общество "Агрегатное Конструкторское Бюро "Якорь" | Pulse load power supply |
-
2011
- 2011-04-14 RU RU2011114491/07A patent/RU2457602C1/en active IP Right Revival
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1040478A1 (en) * | 1982-05-28 | 1983-09-07 | Предприятие П/Я А-7162 | Pulse voltage stabilizer |
| US7239120B2 (en) * | 2004-10-21 | 2007-07-03 | Stmicroelectronics S.R.L. | Device for power factor correction in forced switching power supply units |
| RU2305888C1 (en) * | 2005-11-22 | 2007-09-10 | Открытое Акционерное Общество "Агрегатное Конструкторское Бюро "Якорь" | Pulse load power supply |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2740149C1 (en) * | 2017-07-18 | 2021-01-11 | Ниссан Мотор Ко., Лтд. | Voltage sensor diagnostics device and voltage sensor diagnostics method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10390393B2 (en) | Ripple suppression circuit, suppression method and LED lighting apparatus | |
| US9130456B2 (en) | Control circuit of interleaved switching power supply and control method thereof | |
| US9455625B2 (en) | Switching converter with slope compensation circuit | |
| US20170117807A1 (en) | Control circuit for an interleaved switching power supply | |
| US11283357B2 (en) | Control circuit for interleaved switching power supply | |
| CN104300773B (en) | Self-adaptation dummy-load circuit | |
| EP3503369A1 (en) | Direct current voltage conversion circuit | |
| KR101637650B1 (en) | Dc-dc converter | |
| TW201742360A (en) | Buck-boost converter with ramp compensation and controller and control method thereof | |
| TWI493848B (en) | Power converter and power factor correction device | |
| US11557967B2 (en) | Voltage regulator with adaptive feed-forward compensation for periodic loads | |
| WO2012101698A1 (en) | Switching power supply device | |
| CN103904628A (en) | Charger and over-current protection circuit thereof | |
| CN107231096B (en) | Primary side feedback switching power supply multi-order loop control circuit | |
| CN108391344B (en) | L ED driving system frequency conversion constant current control method based on switch capacitor converter | |
| US9899935B2 (en) | Power factor correction device with first and second output parts | |
| RU2457602C1 (en) | Stabilising mains voltage converter for lf pulse periodic load power supply | |
| CN111200363A (en) | Switching power supply and electronic device | |
| CN210838444U (en) | Laser driving power supply for dynamically tracking and adjusting current and voltage | |
| Lopez et al. | Autotuning digital controller for current sensorless power factor corrector stage in continuous conduction mode | |
| CN116742945A (en) | High-precision constant-current control circuit, switching power supply and lighting equipment | |
| CN111599596A (en) | Constant-power aging circuit and aging method for capacitor | |
| CN105811755B (en) | A kind of step down switching voltage regulator improving transient response | |
| CN203840596U (en) | Ripple current suppression circuit and LED circuit | |
| EP2871758A1 (en) | A circuit for a PFC circuit |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20160720 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170415 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20190801 |