[go: up one dir, main page]

NO873059L - DOUBLE-SWITCH POWER SUPPLY. - Google Patents

DOUBLE-SWITCH POWER SUPPLY.

Info

Publication number
NO873059L
NO873059L NO87873059A NO873059A NO873059L NO 873059 L NO873059 L NO 873059L NO 87873059 A NO87873059 A NO 87873059A NO 873059 A NO873059 A NO 873059A NO 873059 L NO873059 L NO 873059L
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
dssu
voltage
called
switches
parallel
Prior art date
Application number
NO87873059A
Other languages
Norwegian (no)
Other versions
NO873059D0 (en
Inventor
Geir Ove Skjaervik
Original Assignee
Geir Ove Skjaervik
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 Geir Ove Skjaervik filed Critical Geir Ove Skjaervik
Priority to NO87873059A priority Critical patent/NO873059L/en
Publication of NO873059D0 publication Critical patent/NO873059D0/en
Priority to PCT/NO1988/000060 priority patent/WO1989000786A1/en
Priority to AU21242/88A priority patent/AU2124288A/en
Publication of NO873059L publication Critical patent/NO873059L/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS 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
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/14Arrangements for reducing ripples from DC input or output

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)
  • Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)
  • Control Of Charge By Means Of Generators (AREA)

Description

FORKORTELSER OG UTTRYKK :ABBREVIATIONS AND EXPRESSIONS:

På grunn av at oppfinnelsen er tiltenkt et internasjonalt marked, er flere deler gitt engelske navn og -forkortelser. Disse er -forklart nedenfor : Because the invention is intended for an international market, several parts have been given English names and abbreviations. These are explained below:

DS = Double SwitchedDS = Double Switched

Brukt om svitsjeenheter med en svitsj i hver kraftlederUsed for switching units with a switch in each power conductor

DSCIC = Double Switched Current Injected CapacitorDSCIC = Double Switched Current Injected Capacitor

= Dobbel svitsjet strøminji sert kondensator= Double switched current injected capacitor

DSP = Dual Switched PowersupplyDSP = Dual Switched Power Supply

= Dobbel svitsjet spenningsforsyning= Double switched voltage supply

Navnet på oppfinnelsenThe name of the invention

DSSU = Double Switched Switch Unit = Dobbeltsvitsjet svitsjeenhetDSSU = Double Switched Switch Unit = Double Switched Switch Unit

SSP = Spike Suppressor and ProtectorSSP = Spike Suppressor and Protector

= Overspennings-undertrykker og -beskytter= Surge suppressor and protector

The Dual Switching Principal = DobbeltsvitsjeprinsippetThe Dual Switching Principal

Spenningsspiker el. spiker = Kraftig overspenning av kort varighetVoltage spikes or spike = Strong overvoltage of short duration

Kap. 1 DSP sChap. 1 DSP p

1.1 Bruk av DSP :1.1 Use of DSP:

DSP er en spenningsforsyning som er konstruert for å brukes i forbindelse med følsom analog og digital elektronikk som ikke tolererer den støyen som vanlige spenningsforsyninger har på utgangen når de mottar støypu.lser på inngangen. DSP is a power supply that is designed to be used in connection with sensitive analog and digital electronics that do not tolerate the noise that ordinary power supplies have on the output when they receive noise pulses on the input.

1.2 Dagens teknologi1.2 Today's technology

Mange steder hvor elektroniske konstruksjoner er i bruk er høyfrekvensstøy (RF støy) og 1avfrekvensstøy (LF støy) et stort problem. In many places where electronic structures are in use, high-frequency noise (RF noise) and low-frequency noise (LF noise) is a big problem.

Mange typer LF støy forplanter seg langs nettspenningsledningene, heretter kalt nettet, og når utgangen på spenningsforsyningen. Many types of LF noise propagate along the mains voltage lines, hereafter called the mains, and reach the output of the voltage supply.

Den vanligste måten for å prøve å unngå denne støyen er ved bruk av passive LC eller RC filter. På grunn av fysiske begrensninger ved de komponentene som finnes, er det umulig å bygge slike filter som filtrerer bort all støy ! The most common way to try to avoid this noise is by using passive LC or RC filters. Due to physical limitations of the existing components, it is impossible to build such filters that filter out all noise!

En annen metode er å koble en elektrisk motor til det støyfylte nettet. Motoren driver en generator som igjen er koblet til en vanlig spenningsforsyning. På denne måten har man klart å framskaffe en støyfri spenningskilde. Metoden virker utmerket, men er enormt plasskrevende og kostbar og dermed uhensiktsmessig i mange sammenhenger. Another method is to connect an electric motor to the noisy network. The engine drives a generator which in turn is connected to a normal voltage supply. In this way, it has been possible to obtain a noise-free voltage source. The method works excellently, but is hugely space-consuming and expensive and thus inappropriate in many contexts.

1.3 Fordeler med DSP :1.3 Advantages of DSP:

DSP (fig. 2.0) undertrykker totalt både RF og LF støy :DSP (fig. 2.0) totally suppresses both RF and LF noise:

DSP består hovedsaklig av to DSSU (kap. 3.2) i seriekobling. Disse er svitsjet etter et tidsdiagram som er vist fig. 2.8, og som jeg har kalt dobbeltsvitsjeprinsippet "(kap. 3.1) . De to svitsjene i hver DSSU svitsjes i parallell. De to DSSU-ene blir igjen svitsjet av en 2 fase ikkeoverlappende klokkepuls som beskrevet i 2.8 og 2.9. Dette utgjør den nye delen av designet. DSP mainly consists of two DSSU (chapter 3.2) in series connection. These are switched according to a timing diagram shown in fig. 2.8, and which I have called the double switching principle "(ch. 3.1). The two switches in each DSSU are switched in parallel. The two DSSUs are again switched by a 2-phase non-overlapping clock pulse as described in 2.8 and 2.9. This constitutes the new part of the design.

Dette gjør at det ikke på noe tidspuknt er elektrisk kontakt mellom inngang og utgang på spenningsforsyningen, og LF støy kan dermed ikke slippe igjennom. This means that at no point in time is there electrical contact between the input and output of the voltage supply, and LF noise cannot thus pass through.

For å filtrere bort RF støy har jeg tredd ferritringer innpå ledningene flere steder, brukt skjermede ledninger og skjermet enhetene fra hverandre. Jeg har også introdusert et vanlig passivt filter til dette formålet. Dette utgjør den delen av designet som er velkjent teknologi. To filter out RF noise, I have threaded ferrite rings onto the wires in several places, used shielded wires and shielded the devices from each other. I have also introduced a common passive filter for this purpose. This constitutes the part of the design that is well-known technology.

Kap. 2 Beskrivelse av blokkdiagram :Chap. 2 Description of block diagram :

2.0 Generell beskrivelse :2.0 General description:

Blokkdiagrammet for DSP er vist i fig. 2.0. Hensikten med DSP designet er å totalt undertrykke støy på inngangen, slik at utgangen er støyfri ! The block diagram of the DSP is shown in fig. 2.0. The purpose of the DSP design is to completely suppress noise at the input, so that the output is noise-free!

Svitsjene i DSSU 1 blir drevet av klokkesignalet fase 1, som har "duty cycle" dl. Tilsvarende blir DSSU 2 drevet av fase 2 som har "duty cycle" d2. Se tidsdiagrammet i fig. 2.8. Dette er kalt dobbeltsvitsjeprinsippet. d2 er vanligvis mye mindre enn dl slik at utgangsspenningen fra DSSU 1 er mye større enn utgangsspenningen fra DSSU 2. The switches in DSSU 1 are driven by the clock signal phase 1, which has "duty cycle" dl. Similarly, DSSU 2 is powered by phase 2 which has a "duty cycle" d2. See the timing diagram in fig. 2.8. This is called the double switch principle. d2 is usually much smaller than dl so that the output voltage from DSSU 1 is much larger than the output voltage from DSSU 2.

Når en moderat spenningsspiker opptrer på nettinngangen vil SSP undertrykker mesteparten av den. Hvis svitsjene i DSSU 1 er lukket på dette tidspunktet, vil resten av spikeren overføres hit, og vil være utdødd når svitsjene i DSSU 2 lukkes. Dermed forblir utgangen av DSP støyfri ! When a moderate voltage spike occurs at the mains input, the SSP suppresses most of it. If the switches in DSSU 1 are closed at this time, the rest of the spike will be transferred here, and will be extinct when the switches in DSSU 2 are closed. Thus the output of the DSP remains noise-free!

Hvis en mer ekstrem spiker oppstår på nettet, vil overspenningssensoren (fig. 2.1) i SSP signalisere DSSU 1 til å åpne svitsjene. På grunn av forsinkelsen som er innebygget i nettfilteret, vil DSSU 1 være frakoblet når spikeren når inngangen. Mens DSSU 1 er frakoblet, vil kondensatoren i DSSU 1 forsyne DSSU 2 med energi. Dette er grunnen til at det er så viktig at utgangsspenningen fra DSSU i er mye større enn utgangsspenningen fra DSSU 2. TiIbakekoblingskontrol1 2 vil da øke "duty cyclen" på svitsjingen i DSSU 2 for å holde spenningen på utgangen av DSP konstant mens kondensatoren i DSSU 1 utlades. If a more extreme spike occurs on the grid, the overvoltage sensor (Fig. 2.1) in the SSP will signal the DSSU 1 to open the switches. Due to the delay built into the mains filter, DSSU 1 will be disconnected when the spike reaches the input. While DSSU 1 is disconnected, the capacitor in DSSU 1 will supply DSSU 2 with energy. This is why it is so important that the output voltage from DSSU i is much greater than the output voltage from DSSU 2. TiIbakelinkkontrol1 2 will then increase the "duty cycle" of the switching in DSSU 2 to keep the voltage at the output of DSP constant while the capacitor in DSSU 1 is discharged.

Hvis en ekstrem overspenning oppstår på nettet, vil overspenningsbeskytterne SO, Sl og S2 kortslutte og sprenge sikringene og på denne måten beskytte elektronikken på utgangen fra å bli skadet. If an extreme overvoltage occurs on the mains, the surge protectors SO, Sl and S2 will short-circuit and blow the fuses, thus protecting the output electronics from being damaged.

Kjente støybegrensende kretser fra design av "switch mode" spenningsforsyninger vil ikke bli diskutert, da de er kjent teknologi. Known noise limiting circuits from the design of "switch mode" power supplies will not be discussed as they are known technology.

2.1 SSP :2.1 SPS:

SSP (fig. 2.1) består av en sikring i hver nettledning og 3 overspenningsbeskyttere kalt SO, Sl og S2. De kan være av gassutladningstypen, eller raskere si 1 ikonbaserte enheter. Dette gir "common mode" og "differential mode" overspenningsbeskyttelse. Hvis kretsen blir utsatt for en høy overspenning vil overspenningsbeskytterne kortslutte og sprenge sikringene. The SSP (fig. 2.1) consists of a fuse in each mains cable and 3 surge protectors called SO, Sl and S2. They can be of the gas discharge type, or faster say 1 icon based units. This provides "common mode" and "differential mode" overvoltage protection. If the circuit is exposed to a high overvoltage, the overvoltage protectors will short-circuit and blow the fuses.

Det er også montert små -f er i ttr inger med noen få viklinger i hver av nettledningene» I tillegg er en varistor og to zenerdioder montert i parallell med nettledningene. Small coils with a few windings in each of the mains cables are also mounted. In addition, a varistor and two zener diodes are mounted in parallel with the mains cables.

Knespenningen til varistoren skal være lavere enn knespenningen til de to zenerdiodene som er like. Dette er gjort fordi varistoren kan absorbere mer energi enn zenerdiodene uten å ta skade, men zenerdiodene er mye raskere enn varistoren. The knee voltage of the varistor must be lower than the knee voltage of the two zener diodes which are equal. This is done because the varistor can absorb more energy than the zener diodes without being damaged, but the zener diodes are much faster than the varistor.

Når en spenningsspiker når knespenningen til varistoren, starter den å lede. Hvis stigetiden til spikeren er veldig kort, vil varistoren bare såvidt begynne å lede, og spenningen over den vil fortsette å stige til den når knespenningen til zenerene. Zenerdiodene vil begrense spenningen til denne høyfrekvens spenningstoppen den korte tiden det tar før varistoren begynner å lede fullstendig. Zenerdiodene vil derfor absorbere bare en liten del energi. When a voltage spike reaches the knee voltage of the varistor, it starts to conduct. If the rise time of the spike is very short, the varistor will only just begin to conduct, and the voltage across it will continue to rise until it reaches the knee voltage of the zeners. The zener diodes will limit the voltage to this high frequency voltage peak for the short time it takes for the varistor to start conducting completely. The Zener diodes will therefore absorb only a small amount of energy.

Til slutt er det montert en spikersensor som detekterer overspenninger av lengre varighet, og signaliserer DSSU 1 gjennom en optokobler til å koble seg fra nettet mens spikeren dør ut. Finally, a nail sensor is fitted that detects overvoltages of longer duration, and signals DSSU 1 through an optocoupler to disconnect from the grid while the nail dies out.

2.2 Nettfilteret :2.2 The net filter:

Nettfilteret (fig. 2.0) er et vanlig "common mode" og "differential mode" filter som er impedansmessig tilpasset. Det vil ikke bli beskrevet her siden det er velkjent teknologi. The mains filter (fig. 2.0) is a common "common mode" and "differential mode" filter that is impedance-matched. It will not be described here as it is well known technology.

Filteret virker også som forsinkelsesnettverk. Dette gir SSP tid til å signalisere DSSU 1 om å åpne svitsjene SIA og S1B når en spiker oppstår. The filter also acts as a delay network. This gives the SSP time to signal DSSU 1 to open switches SIA and S1B when a spike occurs.

2.3 Transformatorene :2.3 The transformers:

Tranformator 1 og 2 (fig„ 2.0) kan sløyfes avhengig av hvordan DSP realiseres. Hvis de brukes må de være av den skjermede typen med skjermede primær- og sekundærviklinger. Skjermen nærmest primær skal være jordet til nettjord, og skjermen nærmest sekundær skal være jordet til minus. Transformatoren skal igjen være omsluttet av en skjerming. Transformers 1 and 2 (fig„ 2.0) can be looped depending on how the DSP is realised. If used, they must be of the shielded type with shielded primary and secondary windings. The screen closest to the primary must be grounded to mains earth, and the screen closest to the secondary must be grounded to minus. The transformer must again be enclosed by a shield.

2.4 Likeretterne :2.4 The rectifiers:

Likeretterene (fig. 2.0) og eventuelle dioder i svi tsjeenhetene DSSU 1 og DSSU 2 skal bestå av såkalte "fast recovery" eller "schottky" dioder. På denne måten genererer likeretterne så lite støy som mulig. The rectifiers (fig. 2.0) and any diodes in the switching units DSSU 1 and DSSU 2 must consist of so-called "fast recovery" or "schottky" diodes. In this way, the rectifiers generate as little noise as possible.

2.5 DSSU :2.5 DSSU:

En generell DSSU er vist i fig. 2.2. Den består av to svitsjer SIADg S1B, en i hver spenningsleder. Svitsjene opererer i parallell,, Etter svitsjene sitter det et såkalt svitsjeelement, Svitsjeelementets oppgave er å transformere 1 ikespenningen Vi til 1 ikespenningen Vo ved at "duty cyclen" på svitsjene blir regulert. Etter svitsjeelementet sitter en overspenningsbeskytter OSB som passer på at spenningen ut fra svitsjeelementet ikke overstiger en bestemt verdi. A general DSSU is shown in fig. 2.2. It consists of two switches SIADg S1B, one in each voltage conductor. The switches operate in parallel, After the switches there is a so-called switching element. The task of the switching element is to transform the 1-pole voltage Vi to the 1-pole voltage Vo by regulating the "duty cycle" of the switches. After the switching element, there is a surge protector OSB which ensures that the voltage from the switching element does not exceed a certain value.

Svitsjeelementet kan bygges på flere måter, og tar utgangspunkt i kjente enheter fra "Switch mode" spenningsforsyninger. Overspenningsbeskytteren kan også bygges på flere forskjellige kjente måter. The switching element can be built in several ways, and is based on known devices from "Switch mode" voltage supplies. The surge protector can also be built in several different known ways.

Dette gir oss flere forskjellige mulige konfigurasjoner av DSSU. Eksempler på svitsjeelement er vist i fig. 2.3 - 2.7, og er diskutert i 2.5.1 - 2.5.6. This gives us several different possible configurations of the DSSU. Examples of switching elements are shown in fig. 2.3 - 2.7, and is discussed in 2.5.1 - 2.5.6.

DSSU 1 og DSSU 2 i fig. 2.0 kan være like eller forskjellige. Svitsjene i DSSU 1 and DSSU 2 in fig. 2.0 may be the same or different. The switches in

DSSU 1 er kallt SIA og S1B, og svitsjene i DSSU 2 S2A og S2B.DSSU 1 is called SIA and S1B, and the switches in DSSU 2 S2A and S2B.

2.5.1 "DS Forward Converter" svitsjeelement :2.5.1 "DS Forward Converter" switching element :

Se fig. 2.3. Dette svitsjeelementet er basert på en vanlig "forward converter". See fig. 2.3. This switching element is based on a normal "forward converter".

2.5.2."Isolated Forward Converter" svitsjeelement :2.5.2."Isolated Forward Converter" switching element:

Se fig. 2.4. Dette svitsjeelementet er basert på en vanlig "Isolated Forward Converter". See fig. 2.4. This switching element is based on a common "Isolated Forward Converter".

I ti Hegg skal spole-transformatoren være av den typen som er beskrevet i 2.3. Enten SIA eller S1B kan sløyfes hvis erfaringen viser at den isolerte spole— transformatoren gir den nødvendige støybeskyttelsen. In ti Hegg, the coil transformer must be of the type described in 2.3. Either SIA or S1B can be bypassed if experience shows that the isolated coil transformer provides the necessary noise protection.

2.5.3 "DS Flyback Converter" svitsjeelement :2.5.3 "DS Flyback Converter" switch element :

Se fig. 2.5. Dette svitsjeelementet er basert på en vanlig "forward converter" See fig. 2.5. This switching element is based on a normal "forward converter"

2.5.4 "Isolated Flyback Converter" svitsjeelement :2.5.4 "Isolated Flyback Converter" switching element:

Se fig. 2.6. Dette svitsjeelementet er basert på en vanlig "Isolated Flyback Converter". See fig. 2.6. This switching element is based on a common "Isolated Flyback Converter".

I tillegg skal spole-transformatoren være av den typen som er beskrevetIn addition, the coil transformer must be of the type described

i 2.3. Enten SIA eller S1B kan sløyfes hvis erfaringen viser at den isolerte spole-transformatoren gir den nødvendige støybeskyttelsen. in 2.3. Either SIA or S1B can be bypassed if experience shows that the isolated coil transformer provides the necessary noise protection.

2.5.5 DSCIC :2.5.5 DSCIC:

DSCIC (fig. 2.6) er konstruert for å brukes som en eller begge DSSU. Den består av en strømkilde som svitsjes mot en kondensator C via to svitsjer SIA og S1B som operer i parallell. The DSCIC (Fig. 2.6) is designed to be used as one or both DSSUs. It consists of a current source which is switched against a capacitor C via two switches SIA and S1B which operate in parallel.

2.5.6 Konstruksjon av DSSU ; 2.5.6 Construction of DSSU;

En DSSU kan bestå av hvilken som helst av de ovenfor diskuterte svitsjeelement, men den kan også bestå av hvilken som helst annet svitsjeelement med lignende egenskaper. Den eneste begrensningen er at de to svitsjene SIA og S1B må operere i parallell og to DSSU må kunne opereres i seriekobling (fig. 2.0) av klokkesignaiene fase 1 og fase 2 (fig. 2.7). A DSSU may consist of any of the switching elements discussed above, but it may also consist of any other switching element with similar characteristics. The only limitation is that the two switches SIA and S1B must operate in parallel and two DSSU must be able to be operated in series connection (fig. 2.0) of the clock signals phase 1 and phase 2 (fig. 2.7).

2.6 Filteret :2.6 The filter:

Filteret (fig. 2.05 kan sløyfes avhengig av hvordan DSP konstrueres. Hvis det brukes kan det enten være et LC eller et RC filter. The filter (fig. 2.05) can be looped depending on how the DSP is constructed. If it is used it can be either an LC or an RC filter.

Hvordan man skal konstruere enheten er ikke diskutert her, siden det er mange velkjente måter å gjøre dette på. How to construct the device is not discussed here, as there are many well-known ways to do this.

2.7 E-ffekt-fordeleren :2.7 The E-effect distributor:

Effekt -fordeleren (fig. 2.0) velger hvilken av utgang 1 eller 2 som forsyner kontrollelektronikken med strøm : Når DSP først slås på, får kontrollelektronikken strøm fra utgang 2 gjennom effektfordeleren. Når spenningen pa utgang 1 når sitt nivå, trigger spenningssensoren effektfordeleren til å velge utgang 1 til å forsyne kontrollelektronikken med\strøm. The power distributor (fig. 2.0) selects which of output 1 or 2 supplies the control electronics with power: When the DSP is first switched on, the control electronics receives power from output 2 through the power distributor. When the voltage at output 1 reaches its level, the voltage sensor triggers the power distributor to select output 1 to supply the control electronics with power.

Dette er gjort fordi utgang 2 kan inneholde støy som kan få kontrollelektronikken til å operere feil slik at svitsjene i DSSU 1 og 2 vil være lukket samtidig. Dette vil føre til at vi får støypulser på utgang 1. Ved å tilføre kontrollelektronikken med strøm fra utgang i, elimineres dette problemet. This has been done because output 2 can contain noise which can cause the control electronics to operate incorrectly so that the switches in DSSU 1 and 2 will be closed at the same time. This will cause us to get noise pulses on output 1. By supplying the control electronics with current from output i, this problem is eliminated.

Hvordan man skal konstruere enheten er ikke diskutert her, siden det er mange velkjente måter å gjøre dette på. How to construct the device is not discussed here, as there are many well-known ways to do this.

2.8 Firkantpulski okka :2.8 Square pulse ski okka:

Klokka generer en firkantpuls som kalles fase 2 og har frekvens f. "Duty cyclen" d2 kan kontrolleres via en egen inngang. I fig. 2.0 kontrolleres d2 av tilbakekoblingskontrol1 2. The clock generates a square pulse called phase 2 and has frequency f. The "duty cycle" d2 can be controlled via a separate input. In fig. 2.0 d2 is controlled by feedback control1 2.

Tidsdiagrammet for klokka og klokkedeleren er vist i fig. 2„8.The timing diagram for the clock and the clock divider is shown in fig. 2„8.

Hvordan man skal konstruere enheten er ikke diskutert her, siden det er mange velkjente måter å gjøre dette på. How to construct the device is not discussed here, as there are many well-known ways to do this.

2.9 Klokkedeleren:2.9 The clock divider:

Klokkedeleren (fig. 2.0) mottar fase 2 fra klokka, og genererer fase 1. "Duty cyclen" dl kan kontrolleres via en egen inngang. I fig. 2.0 kontrolleres dl av tilbakekoblings- kontroll 1. Stigende flanke til fase 1 kommer tiden ti etter fallende flanke til fase 2. t.t kan varieres, men er vanligvis fast. The clock divider (fig. 2.0) receives phase 2 from the clock, and generates phase 1. The "duty cycle" dl can be controlled via a separate input. In fig. 2.0 is controlled dl by feedback control 1. Rising edge to phase 1 comes time ten after falling edge to phase 2. t.t can be varied, but is usually fixed.

Utgangen fra klokkedeleren er dermed to signal, fase 1 og fase 2 med samme frekvens, men hvor "duty cyclen" til signalene kan kontrolleres uavhengig av hverandre. The output from the clock divider is thus two signals, phase 1 and phase 2 with the same frequency, but where the "duty cycle" of the signals can be controlled independently of each other.

Disse to klokkesignalene er nøkkelen til dobbeltsvitsje- prinsippet og isolasjonen mellom inngang og utgang' til DSP. Fase 1 kontrollerer svitsjene i DSSU 1, og fase 2 svitsjene i DSSU 2. These two clock signals are the key to the double switching principle and the isolation between input and output' of the DSP. Phase 1 controls the switches in DSSU 1, and phase 2 the switches in DSSU 2.

Når en spenningsspiker når inngangen samtidig som svitsjene i DSSU 1 er lukket, vil spikeren lade kondensatoren i DSSU i til en høyere spenning enn normalt. Hvis spenningen blir høyere enn triggespenningen til overspenningsbeskytteren (fig. 2.3 - 2.6), vil denne starte å lade ut kondensatoren på utgangen av DSSU 1. When a voltage spike reaches the input at the same time as the switches in DSSU 1 are closed, the spike will charge the capacitor in DSSU i to a higher voltage than normal. If the voltage becomes higher than the trigger voltage of the surge protector (fig. 2.3 - 2.6), this will start to discharge the capacitor at the output of DSSU 1.

Tidsforsinkelsen t2 mellom fallende flanke av fase 2 og stigende flanke av fase 1 er der for å qi den overflødige ladningen på kondensatoren i DSSU 1 tid til å lade seg ut før svitsjene i DSSU 2 lukkes. The time delay t2 between the falling edge of phase 2 and the rising edge of phase 1 is there to give the excess charge on the capacitor in DSSU 1 time to discharge before the switches in DSSU 2 are closed.

Tidsdiagrammet for klakka og klokkedeleren er vist i fig. 2.8. ti og t2 må være > 0 for at isolasjon mellom inngang og utgang skal opprettholdes. The timing diagram for the clock and the clock divider is shown in fig. 2.8. ti and t2 must be > 0 for isolation between input and output to be maintained.

2.10 Tilbakekoblingskontrol1 1:2.10 Feedback control1 1:

TilbakekoblingskontrolI 1 føler på utgangen av DSSU 1 og kontrolerer "duty cyclen" dl til fase 1 for å holde utgangsspenningen konstant. Denne reguleringen kan også oppnås med foroverkobl ing eller en kombinasjon avforover- og tilbakekobling. Feedback control 1 senses the output of DSSU 1 and controls the "duty cycle" dl to phase 1 to keep the output voltage constant. This regulation can also be achieved with forward coupling or a combination of forward and reverse coupling.

Hvordan man skal konstruere enheten er ikke diskutert her, siden det er mange velkjente måter å gjøre dette på. How to construct the device is not discussed here, as there are many well-known ways to do this.

2.11 Tilbakekoblingskontrol1 2:2.11 Feedback control1 2:

Ti lbakekobl ingskontrol 1 2 -føler på utgang 1 og kontrolerer "duty cyclen" d2 til -fase 2 -for å holde utgangsspenningen konstant. Ti lbackcoupling control 1 2 -sensor on output 1 and controls the "duty cycle" d2 to -phase 2 -to keep the output voltage constant.

Denne reguleringen kan også oppnås med -foroverkobi ing eller en kombinasjon av forover- og tilbakekobling. This regulation can also be achieved with forward coupling or a combination of forward and reverse coupling.

2.12 Spenningen ut fra DSP :2.12 The voltage from the DSP:

Utgangssepnningen Vo fra den ideelle DSP med DC inngang- spenning Vi er gitt av ligningen . The output voltage Vo from the ideal DSP with DC input voltage Vi is given by the equation.

1) Vo = Vi*dl*d2 hvor duty cycle = 1 = 100 '/.1) Vo = Vi*dl*d2 where duty cycle = 1 = 100 '/.

Siden hver svitsje transistor har endelig påmotstand, har hver DSSLI virkningsgrad e. Vi får da : Since each switching transistor has a finite resistance, each DSSLI has efficiency e. We then get:

2) Vo = Vi*e*dl*e*d2 = Vi*e<2>#dl*d22) Vo = Vi*e*dl*e*d2 = Vi*e<2>#dl*d2

Fra tidsdiagrammet i fig. 2.8 får vi :From the timing diagram in fig. 2.8 we get:

3) dl+d2 = l-tx*f ==> d2 = l-tx*f-dl hvor tx = tl+t23) dl+d2 = l-tx*f ==> d2 = l-tx*f-dl where tx = tl+t2

Vi setter 3) inn i 2) og får :We put 3) into 2) and get:

4) Vo = Vi*e2*dl*(l-tx*f-dl) = Vi*e=*( (l-t>:*f )*dl-dl = )4) Vo = Vi*e2*dl*(l-tx*f-dl) = Vi*e=*( (l-t>:*f )*dl-dl = )

Max Vo får vi for en bestemt dl og d2 gitt av ligningen : We get Max Vo for a specific dl and d2 given by the equation:

5) dl = (l-tx*f)/2 og d2 = dl5) dl = (l-tx*f)/2 and d2 = dl

Hvis vi antar at faktoren tx*f = 0.1 eller 10 %, får viIf we assume that the factor tx*f = 0.1 or 10%, we get

dl = (1-0.D/2 = 0.45 dl = (1-0.D/2 = 0.45

Hvis vi også antar at virkningsgraden av hvert trinn = 0.7, får vi følgende utgangsspenning på utgang 1 (fig. 2.0) :6) Vo = Vi#0.7<2>#0.45<2>= Vi*0.099 = ca. Vi/10 If we also assume that the efficiency of each stage = 0.7, we get the following output voltage on output 1 (fig. 2.0):6) Vo = Vi#0.7<2>#0.45<2>= Vi*0.099 = approx. We/10

Selvsagt kan utgangsspenningen bli høyere hvis vi bruker DSSU-er med "step up" transformatorer. Of course, the output voltage can be higher if we use DSSUs with "step up" transformers.

Claims (1)

3.1 Dobbeltsvitsjeprinsippet :3.1 The double switch principle: Spenningsforsyning kalt DSP (fig. 2.0) karakterisert ved to dobbeltsvitsjede svitsjeenheter kalt DSSU (fig. 2.3T^ i seriekobling og svitsjet etter tidsdiagrammet i fig. 2,8. Fase 1 driver svitsjene SIA og S1B i DSSU 1, og fase 2 driver svitsjene S2A og S2B i DSSU 2. SIA og S1B opererer i parallell, og S2A og S2B opererer i parallell. 3.2 DSSU prinsippet : Dobbeltsvitsjet svitsjeenhet kalt DSSU (fig. 2.2) karakterisert ved to svitsjer SIA og S1B , en i hver spenningsleder, som opererer i parallell. Svitsjene svitsjer et svitsjeelement som dermed transformerer 1 ikespenningen Vi til 1 ikespenningen Vo ved å regulere "duty cyclen" på svitsjingen. 3.3 SSP : Støypulsundertrykker kalt SSP (fig. 2.1) karakterisert ved en sikring i hver spenningsleder, tre overspenningsbeskyttere SO, Sl og S2 som gir "common mode" og "differential mode" overspennigsbeskyttelse, en ferrittring i hver spenningsleder, en varistor i parallell, to seriekoblede senere i parallell hvor zenerene er snudd hver sin vei og en spikersensor i parallell som detekterer spenningsspikere med en viss varighet og signaliserer dette via en optokobler. 3.4 DSCIC : Dobbelsvitsjet strøminjisert kondensator kalt DSCIC (fig. 2.7) karakterisert ved at en strømkilde I blir svitsjet inn i kondensatoren C via to svitsjer SIA og S1B som opererer i parallell. På utgangen sitter en overspenningsbeskytter som passer på at spenningen over kondensatoren C ikke overstiger en bestemt verdi. Kap. 4 Sammendrag . DSP (fig. 2.0) er en spenningsforsyning som inneholder to svitjeenheter kalt DSSU (fig. 2.2) i seriekobling. De to DSSU er svitsjet annenhver gang etter et tidsdiagram som er vist i fig. 2.S, og som kalles dobbeltsvitsjeprinsippet. En spesiell overspenningsundertrykker kalt SSP (fig. 2.1) undertrykker det meste av overspenningene på inngangen, og signaliserer også DSSU 1 om at den må koble seg fra kraftlederne ved høye overspenninger. Hver DSSU (fig. 2.2) karakteriseres ved at to svitsjer SIA og S1B svitsjer et såkalt svitsjeelement som transformerer inngangsspenningen Vi til utgangsspenningen Vo ved at "duty cyclen" på svitsjene reguleres. SIA og S1B opereres i parallell. Mulige svitsjeelement er vist i fiq. 2.3 - 2.7. En ny DSSU kalt DSCIC (fig. 2.6) er oppfunnet. Den karakteriseres ved at en strø mkilde I svitsjes inn i en kondensator C via svitsjene SIA og S1B.Voltage supply called DSP (Fig. 2.0) characterized by two double-switched switching units called DSSU (Fig. 2.3T^ in series connection and switched according to the timing diagram in Fig. 2.8. Phase 1 drives the switches SIA and S1B in DSSU 1, and phase 2 drives the switches S2A and S2B in DSSU 2. SIA and S1B operate in parallel, and S2A and S2B operate in parallel. 3.2 The DSSU principle: Double-switched switching unit called DSSU (fig. 2.2) characterized by two switches SIA and S1B, one in each voltage conductor, which operate in parallel. The switches switch a switching element which thus transforms the 1 ike voltage Vi to the 1 ike voltage Vo by regulating the "duty cycle" of the switching. 3.3 SSP: Noise pulse suppressor called SSP (fig. 2.1) characterized by a fuse in each voltage conductor, three overvoltage protectors SO, Sl and S2 which provide "common mode" and "differential mode" overvoltage protection, a ferrite ring in each voltage conductor, a varistor in parallel, two series-connected later in parallel where the zeners are reversed each way and a spike sensor in parallel that detects voltage spikes with a certain duration and signals this via an optocoupler. 3.4 DSCIC: Double-switched current-injected capacitor called DSCIC (Fig. 2.7) characterized in that a current source I is switched into the capacitor C via two switches SIA and S1B which operate in parallel. On the output is an overvoltage protector which ensures that the voltage across the capacitor C does not exceed a certain value. Chap. 4 Summary . DSP (fig. 2.0) is a voltage supply that contains two switching units called DSSU (fig. 2.2) in series connection. The two DSSUs are switched every other time according to a timing diagram shown in fig. 2.S, and which is called the double switch principle. A special surge suppressor called SSP (Fig. 2.1) suppresses most of the surges at the input, and also signals DSSU 1 that it must disconnect from the power conductors in case of high surges. Each DSSU (fig. 2.2) is characterized by two switches SIA and S1B switching a so-called switching element which transforms the input voltage Vi to the output voltage Vo by regulating the "duty cycle" on the switches. SIA and S1B are operated in parallel. Possible switching elements are shown in fig. 2.3 - 2.7. A new DSSU called DSCIC (Fig. 2.6) has been invented. It is characterized by the fact that a current source I is switched into a capacitor C via the switches SIA and S1B.
NO87873059A 1987-07-22 1987-07-22 DOUBLE-SWITCH POWER SUPPLY. NO873059L (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO87873059A NO873059L (en) 1987-07-22 1987-07-22 DOUBLE-SWITCH POWER SUPPLY.
PCT/NO1988/000060 WO1989000786A1 (en) 1987-07-22 1988-07-22 Apparatus and method for transformation
AU21242/88A AU2124288A (en) 1987-07-22 1988-07-22 Apparatus and method for transformation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO87873059A NO873059L (en) 1987-07-22 1987-07-22 DOUBLE-SWITCH POWER SUPPLY.

Publications (2)

Publication Number Publication Date
NO873059D0 NO873059D0 (en) 1987-07-22
NO873059L true NO873059L (en) 1989-01-23

Family

ID=19890115

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO87873059A NO873059L (en) 1987-07-22 1987-07-22 DOUBLE-SWITCH POWER SUPPLY.

Country Status (3)

Country Link
AU (1) AU2124288A (en)
NO (1) NO873059L (en)
WO (1) WO1989000786A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19700100C2 (en) * 1997-01-03 2000-05-25 Peter Moosbauer Buck converter

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2062258A1 (en) * 1969-12-19 1971-07-15 Fujitsu Ltd Voltage transformer
DE2000994A1 (en) * 1970-01-10 1971-07-15 Doelle Geb Hilbert Process for inductivity-free and transformerless energy transmission in mains-fed DC power supply units
DE2435392A1 (en) * 1974-07-23 1976-02-05 Standard Elektrik Lorenz Ag CIRCUIT ARRANGEMENT FOR THE OPERATION OF ELECTRONIC DEVICES, IN PARTICULAR RADIO AND TELEVISION DEVICES
JPS5931306B2 (en) * 1975-12-24 1984-08-01 ソニー株式会社 switching regulator
US4251857A (en) * 1979-02-21 1981-02-17 Sperry Corporation Loss compensation regulation for an inverter power supply

Also Published As

Publication number Publication date
AU2124288A (en) 1989-02-13
WO1989000786A1 (en) 1989-01-26
NO873059D0 (en) 1987-07-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9270170B2 (en) Voltage sag corrector using a variable duty cycle boost converter
US7088078B2 (en) Soft-start circuit for power converters
US7983014B2 (en) Disconnector and overvoltage protection device
US20100109617A1 (en) Current-limiting circuit and method for operating the circuit
US11165245B2 (en) Overvoltage protector with array of resistors
US5856904A (en) Voltage and current based control and triggering for isolator surge protector
NL8304306A (en) POWER SUPPLY DEVICE FOR AN AC POWER CONSUMER.
US4155113A (en) Protective circuit for transistorized inverter-rectifier apparatus
NO20190390A1 (en) Transmitting and receiving device and ultrasound system
AU2015201523B2 (en) Residual current protection device
JP6250807B2 (en) Spark gap device
NO873059L (en) DOUBLE-SWITCH POWER SUPPLY.
WO1991018441A1 (en) A power supply
AU2005220162B2 (en) An Electric Fence Energiser
Virdag et al. Performance analysis of hybrid DC circuit breaker based on counter-current injection method for low-voltage DC grids
EP2582047B1 (en) Matrix-stages solid state ultrafast switch
KR101233746B1 (en) Switch for generating long pulse voltage and apparatus for generating long pulse current
US5327056A (en) Circuit configuration for limiting the cutoff voltage on a servomotor
RU212728U1 (en) Ionistor protection device against impulse switching overvoltage and supply voltage dips
CN221304492U (en) Shunt driving circuit and shunt release
DE4238913A1 (en) Oscillation control in low voltage lighting circuit - initiating oscillation by pulse derived from time base, monitored according to criteria and also stoppable
KR102785674B1 (en) ESS INTEGRATED UPS USING SiC ELEMENTS WITH DUAL OVERCURRENT PROTECTION FUNCTION AND DUAL OVERCURRENT PROTECTION METHOD
SU680120A1 (en) Stabilized converter
SU1697219A1 (en) Pulse duration constant voltage converter
RU2006154C1 (en) Dc-to-dc voltage converter