RU196231U1 - ISOLATED SECONDARY POWER SUPPLY WITH ADDITIONAL SUPPLY - Google Patents
ISOLATED SECONDARY POWER SUPPLY WITH ADDITIONAL SUPPLY Download PDFInfo
- Publication number
- RU196231U1 RU196231U1 RU2019128842U RU2019128842U RU196231U1 RU 196231 U1 RU196231 U1 RU 196231U1 RU 2019128842 U RU2019128842 U RU 2019128842U RU 2019128842 U RU2019128842 U RU 2019128842U RU 196231 U1 RU196231 U1 RU 196231U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- power source
- additional
- load
- voltage
- isolated
- Prior art date
Links
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 abstract description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 abstract description 3
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 abstract description 2
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 abstract description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
Abstract
Изолированный источник вторичного питания с дополнительной подпиткой относится к электротехнике и может быть использован для получения напряжения, необходимого для непосредственного питания электронных и других устройств. Техническим результатом является повышение эффективности, отсутствие электролитических конденсаторов при малой пульсации выходного напряжения (тока), уменьшение габаритов. Содержит сетевой фильтр, изолированный от сети основной источник питания, источник дополнительного питания, цепи обратной связи, нагрузку, при этом полюс основного источника питания соединен с положительным полюсом источника дополнительного питания, отрицательный полюс которого соединен с первым концом нагрузки, второй конец которой соединен с положительным полюсом основного источника питания, при этом источник дополнительного питания имеет частотную характеристику, позволяющую обеспечивать поддержание напряжения на нагрузке в пределах с заданным уровнем пульсаций без входа в автоколебания. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.An isolated secondary power source with additional makeup refers to electrical engineering and can be used to obtain the voltage necessary for direct power supply of electronic and other devices. The technical result is an increase in efficiency, the absence of electrolytic capacitors with a small ripple of the output voltage (current), a decrease in size. It contains a mains filter, a main power source isolated from the mains, an auxiliary power source, feedback circuits, a load, while the pole of the main power source is connected to the positive pole of the auxiliary power source, the negative pole of which is connected to the first end of the load, the second end of which is connected to the positive pole of the main power source, while the additional power source has a frequency response that allows you to maintain voltage at the load in affairs to a predetermined pulsation levels without entering the self-oscillation. 2 s.p. f-ly, 2 ill.
Description
Решение относится к электротехнике и может быть использовано для получения напряжения, необходимого для непосредственного питания электронных и других устройств.The solution relates to electrical engineering and can be used to obtain the voltage needed to directly power electronic and other devices.
Неизолированные источники питания имеют высокий кпд и просты в изготовлении, однако, гальванически связаны с промышленной сетью, что повышает требования к обеспечению электробезопасности и имеют высокое выходное напряжение. Обычная стандартная схема двухстадийного источника питания с изоляцией от сети может быть построена последовательным соединением изолированного корректора мощности и неизолированного второй ступени преобразования, или наоборот, первая ступень - корректор мощности (PFC) неизолированный, а вторая ступень преобразования - изолированная от сети. В обоих случаях обе ступени, как правило, рассчитываются на заданную мощность, а коэффициент эффективности источника питания (ИП) будет равен произведению коэффициентов эффективности (КЭ) первой и второй ступени, при этом, общий КЭ, как правило, не превышает 0,93, для источников средней мощности до 250 Вт и не более 0,95 для больших мощностей. При этом в составе этих ИП должны быть электролитические конденсаторы большой емкости для снижения пульсаций, что сокращает срок службы ИП.Non-insulated power supplies have high efficiency and are easy to manufacture, however, they are galvanically connected to the industrial network, which increases the requirements for ensuring electrical safety and have a high output voltage. The usual standard scheme of a two-stage power supply with isolation from the network can be constructed by serial connection of an isolated power corrector and an uninsulated second stage of conversion, or vice versa, the first stage is a power corrector (PFC) uninsulated, and the second stage of conversion is isolated from the network. In both cases, both stages, as a rule, are calculated for a given power, and the efficiency factor of the power supply (IP) will be equal to the product of the efficiency coefficients (FE) of the first and second stages, while the total FE, as a rule, does not exceed 0.93, for sources of average power up to 250 W and not more than 0.95 for high power. At the same time, these IPs must contain large-capacity electrolytic capacitors to reduce ripple, which reduces the life of the IP.
На рис. 1 показана схема построения изолированного источника напряжения с дополнительной подпиткой, в котором устранен ряд недостатков, ввиду наличия изолированного корректора мощности (PFC) в первой ступени и дополнительного ИП существенно меньшей мощности, чем в классической двухстадийной схеме.In fig. 1 shows a diagram of the construction of an isolated voltage source with additional make-up, in which a number of disadvantages are eliminated, due to the presence of an isolated power corrector (PFC) in the first stage and an additional power supply unit of significantly lower power than in the classical two-stage circuit.
Входная цепь может быть однофазная, двухфазная, трехфазная или многофазная, далее идет сетевой фильтр и корректор мощности (PFC), обязательно изолированный от промышленной сети. К PFC последовательно и согласно подключен дополнительный источник питания (в данном случае источник напряжения), который с помощью обратной связи (о.с.) отслеживает не только стабильность выходного напряжения, но и компенсирует его пульсации, путем добавления напряжения до максимально возможного пикового с учетом нестабильности U, и его пульсаций.The input circuit can be single-phase, two-phase, three-phase or multiphase, then comes the line filter and power corrector (PFC), which is necessarily isolated from the industrial network. An additional power source (in this case, a voltage source) is connected to the PFC sequentially and according to it, which, using feedback (OS), monitors not only the stability of the output voltage, but also compensates for its ripple by adding voltage to the maximum peak taking into account instability of U, and its pulsations.
Напряжение на нагрузке поддерживается при колебаниях входного напряжения в заданных пределах с заданным уровнем пульсации с помощью дополнительного источника напряжения, частотная характеристика которого должна это позволять, не входя в автоколебания. Большое преимущество данной схемы в том, что ни на выходе PFC, ни на выходе дополнительного ИП, не требуется электролитических конденсаторов и при этом достигается низкий уровень пульсаций (реальная величина может быть <0,5%).The voltage at the load is maintained when the input voltage fluctuates within specified limits with a given ripple level using an additional voltage source, the frequency response of which should allow this without entering into self-oscillations. A big advantage of this circuit is that neither the output of the PFC nor the output of the additional transmitter requires electrolytic capacitors and at the same time a low level of ripple is achieved (the actual value may be <0.5%).
Аналогично строится схема источника тока (ИТ), см. рис. 2.Similarly, a current source (IT) circuit is constructed, see Fig. 2.
Вместо источника напряжения дополнительного (ИНД) включается источник тока дополнительный (ИТД), обратная связь по току берется с RM3M.Instead of an additional voltage source (IND), an additional current source (IED) is switched on, current feedback is taken from RM3M.
В схемах рис. 1, 2 показано подключение к однофазной сети, но эти схемы пригодны для трехфазной, многофазной и других сетей. Источник питания дополнительный ИНД, либо ИТД, могут быть подключены к выходу PFC, либо к выходу любого источника напряжения.In the diagrams of Fig. 1, 2 shows the connection to a single-phase network, but these circuits are suitable for three-phase, multiphase and other networks. The power supply additional IND, or ITD, can be connected to the PFC output, or to the output of any voltage source.
Рассмотрим характеристики источника питания, к которому подсоединена нагрузка:Consider the characteristics of the power source to which the load is connected:
1. Напряжение на нагрузке Uн:1. The voltage at the load U n :
U1 - максимально возможное напряжение после PFC с учетом половины размаха пульсаций и при максимальном напряжении сети,U 1 - the maximum possible voltage after PFC, taking into account half the amplitude of the ripple and at the maximum network voltage,
U0 - начальное напряжение на источнике дополнительном, при U1=max.U 0 is the initial voltage at the additional source, with U 1 = max.
2. Эффективность общего источника на нагрузке ηн:2. The efficiency of the common source at the load η n :
ηH - эффективность суммарная,η H - total efficiency,
ηPFC - эффективность PFC, включая выпрямительный мост, фильтры и др.,η PFC - the efficiency of PFC, including the rectifier bridge, filters, etc.,
η2прив - эффективность дополнительного источника питания, приведенная к полной мощности на нагрузке.η 2priv - the efficiency of an additional power source, reduced to full power at load.
3. Эффективность ИПД, приведенная к мощности нагрузки:3. The efficiency of the IPD, reduced to the load power:
η2 - эффективность источника питания дополнительного (ИПД) на текущей мощности, η2=F1(Р2);η 2 - the efficiency of the additional power source (IPD) at the current power, η 2 = F 1 (P 2 );
Р2 - текущая мощность ИПД, РН=P1+Р2;P 2 - the current power of the IPD, P N = P 1 + P 2 ;
РH - мощность на нагрузке (Pн=const при IH=const);P H - power at the load (P n = const at I H = const);
Р1 - мощность текущая PFC.P 1 - power current PFC.
Из (3) следует, что потери в дополнительном источнике (1-η2) учитываются в уменьшенном виде на величину соотношения Р2/РН, означает существенное повышение эффективности η2прив по отношению к реальному η2.From (3) it follows that the losses in the additional source (1-η 2 ) are taken into account in a reduced form by the value of the ratio Р 2 / Р Н , which means a significant increase in the efficiency of η 2priv with respect to the real η 2 .
Иначе говоря, если дополнительному ИП следует компенсировать общую нестабильность и пульсации PFC в размере 20%, то реальная мощность дополнительного ИП будет менее 20% от общей мощности и учитываемые его относительные потери, приведенные к общей мощности, будут более чем в пять раз меньше его реальных потерь, а эффективность соответственно выше.In other words, if the additional power supply should compensate for the overall instability and PFC ripple in the amount of 20%, then the real power of the additional power supply will be less than 20% of the total power and its relative losses, reduced to the total power, will be more than five times less than its real losses, and efficiency is correspondingly higher.
При уменьшении мощности Р2 уменьшается η2 и выражение, характеризующее потери в ИПД (1-η2) увеличивается, в то же время соотношение Р2/РН уменьшается, что дает относительную стабилизацию значения η2прив в некотором диапазоне мощностей.By reducing power P 2 decreases and η 2 expression, which characterizes the loss in IAP (1-η 2) increases, while the ratio P 2 / P H decreases, which gives a relative value η 2priv stabilization in a range of capacities.
Если характеристики PFC (стабильность выходного напряжения и пульсации) не превышают в сумме примерно 15%, то, как правило, эффективность ИПД существенно выше эффективности PFC и общая эффективность системы будет немного ниже эффективности PFC. Такая схема с дополнительным ИП особенно целесообразна, когда нужно исключить электрические конденсаторы на выходе PFC и, в то же время, получить приемлемый уровень пульсаций.If the PFC characteristics (output voltage and ripple stability) do not exceed approximately 15% in total, then, as a rule, the efficiency of the SDI is significantly higher than the PFC efficiency and the overall system efficiency will be slightly lower than the PFC efficiency. Such a circuit with an additional transmitter is especially suitable when it is necessary to exclude electric capacitors at the output of the PFC and, at the same time, obtain an acceptable level of ripple.
В общем случае, эффективность результирующего ИП будет тем выше, чем выше его мощность, так как в этом случае растут эффективности PFC и ИПД.In general, the efficiency of the resulting IP will be the higher, the higher its power, since in this case the efficiencies of PFC and IPD increase.
Если сравнить полученные результаты с традиционными ИП, где после PFC идет преобразователь, то в формуле (3) вместо η2прив надо использовать ηпреобр, который не выше 0,94-0,95 для неизолированного преобразователя (а для "N2прив≥0,97-0,995).If we compare the results with traditional PIs, where the converter comes after PFC, then in formula (3) instead of η 2priv it is necessary to use η preob , which is not higher than 0.94-0.95 for an uninsulated transducer (and for "N 2priv ≥0, 97-0.995).
Это объясняет, почему ИП с дополнительными источниками питания эффективнее, чем обычные двухстадийные преобразователи.This explains why IPs with additional power supplies are more efficient than conventional two-stage converters.
Преимущества настоящей полезной модели по отношению к традиционным двухстадийным ИП в следующем:The advantages of this utility model with respect to traditional two-stage IP are as follows:
1. Повышенная эффективность (определяется в основном PFC).1. Increased efficiency (mainly determined by PFC).
2. Отсутствие электролитических конденсаторов при малой пульсации выходного напряжения (тока).2. The absence of electrolytic capacitors with a small ripple of the output voltage (current).
3. Меньшие габариты, вес и стоимость (ввиду существенно меньшей мощности ИПД по сравнению со второй ступенью преобразования).3. Smaller dimensions, weight and cost (due to the significantly lower power of the IPD compared to the second stage of conversion).
У метода ИПД имеется еще одна сфера применения - улучшение уже имеющегося источника напряжения (тока). Так, если мы имеем источник напряжения с недостаточно хорошими характеристиками (нестабильностью, пульсациями), то подключая к нему дополнительный источник напряжения (тока) (по рис. 1, 2) получим общий источник напряжения (тока) с гораздо лучшими характеристиками, но выходное напряжение результирующего ИП также будет выше на величину нестабильности исходного ИП вверх от номинального с учетом пульсаций плюс остаточное напряжение на ИПД (U0).The IPD method has another area of application - improving an existing voltage (current) source. So, if we have a voltage source with insufficiently good characteristics (instability, ripple), then connecting to it an additional voltage (current) source (Fig. 1, 2) we get a common voltage (current) source with much better characteristics, but the output voltage the resulting IP will also be higher by the amount of instability of the initial IP up from the nominal taking into account ripples plus residual voltage on the IPD (U 0 ).
Claims (8)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019128842U RU196231U1 (en) | 2019-09-13 | 2019-09-13 | ISOLATED SECONDARY POWER SUPPLY WITH ADDITIONAL SUPPLY |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019128842U RU196231U1 (en) | 2019-09-13 | 2019-09-13 | ISOLATED SECONDARY POWER SUPPLY WITH ADDITIONAL SUPPLY |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU196231U1 true RU196231U1 (en) | 2020-02-21 |
Family
ID=69630690
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019128842U RU196231U1 (en) | 2019-09-13 | 2019-09-13 | ISOLATED SECONDARY POWER SUPPLY WITH ADDITIONAL SUPPLY |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU196231U1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6650554B2 (en) * | 2001-05-22 | 2003-11-18 | Powersine Ltd. | Power factor corrector with efficient ripple attenuator |
| RU2480000C2 (en) * | 2011-06-24 | 2013-04-27 | Учреждение Российской академии наук Институт органической химии Уфимского научного центра РАН | Method of producing 2-dimethylamino-1,3-bis(phenylthiosulphonyl)propane |
| RU168569U1 (en) * | 2016-05-17 | 2017-02-09 | Юрий Борисович Соколов | LED light source powered by an unstable three-phase AC network |
| RU174699U1 (en) * | 2016-09-23 | 2017-10-27 | Общество с ограниченной ответственностью "СКом" | Adjustable switching power supply for LEDs with low ripple current output |
-
2019
- 2019-09-13 RU RU2019128842U patent/RU196231U1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6650554B2 (en) * | 2001-05-22 | 2003-11-18 | Powersine Ltd. | Power factor corrector with efficient ripple attenuator |
| RU2480000C2 (en) * | 2011-06-24 | 2013-04-27 | Учреждение Российской академии наук Институт органической химии Уфимского научного центра РАН | Method of producing 2-dimethylamino-1,3-bis(phenylthiosulphonyl)propane |
| RU168569U1 (en) * | 2016-05-17 | 2017-02-09 | Юрий Борисович Соколов | LED light source powered by an unstable three-phase AC network |
| RU174699U1 (en) * | 2016-09-23 | 2017-10-27 | Общество с ограниченной ответственностью "СКом" | Adjustable switching power supply for LEDs with low ripple current output |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6710615B2 (en) | Bidirectional AC-DC converter | |
| AU2015100179A4 (en) | A battery charger with power factor correction | |
| WO2021232785A1 (en) | Three-bridge arm topology apparatus, control method, and uninterrupted power supply system | |
| CN103259433B (en) | High-frequency isolation type tri-level inverter based on forward converter | |
| CN110690812B (en) | Current compensation method, power decoupling circuit and power converter system | |
| CN110165921B (en) | A Switched Inductive Quasi-Z Source Inverter With High Output Voltage Gain | |
| WO2020248651A1 (en) | Off-line phase split device and inverter system | |
| WO2021232749A1 (en) | Three-bridge-arm topological device and uninterrupted power supply system | |
| WO2019136567A1 (en) | Power converter controlled capacitor circuits and methods | |
| TW201401753A (en) | High-efficiency alternating current-direct current voltage converting circuit | |
| CN103780115A (en) | High-frequency isolated-type three-level inverter based on flyback converter | |
| CN107134942A (en) | A kind of quasi- Z-source inverter of active switch capacitor | |
| CN103647448B (en) | Integrated step-down-flyback type high power factor constant current circuit and device | |
| CN107800312A (en) | A kind of output ripple and low pfc converter | |
| CN115051565A (en) | Bidirectional half-bridge direct-current converter grid-connected inverter and ripple wave control method | |
| KR20190115364A (en) | Single and three phase combined charger | |
| WO2025065979A1 (en) | Current control circuit for parallel direct-current voltage sources and control method | |
| CN102668352B (en) | Converters with Power Factor Correction | |
| KR20210066438A (en) | Dual-Active-Bridge CONVERTER and BIPOLAR DC POWER DISTRIBUTION DEVICE | |
| RU196231U1 (en) | ISOLATED SECONDARY POWER SUPPLY WITH ADDITIONAL SUPPLY | |
| CN105846674B (en) | Non-isolated high transformation ratio bidirectional DC converter | |
| RU99667U1 (en) | AC VOLTAGE CONVERTER TO DC | |
| CN214412581U (en) | Circuit for reducing input current harmonic waves and bus voltage ripple waves of rectifying circuit | |
| CN205029917U (en) | High voltage direct current LED lighting drive circuit based on multiple -pulse rectification | |
| CN108494229A (en) | A kind of AC/DC universal type Electric power route deivce topology and its control method |