Система електроживлення зі зниженими втратами потужності, електронний пристрій і контролер

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНІКИ

Даний винахід відноситься до області систем електроживлення з ємнісний зв'язком.

ПОПЕРЕДНІЙ РІВЕНЬ ТЕХНІКИ

Побутові електроприлади часто містять контролер, який вимагає низької напруги живлення, і силовий каскад, який живиться від напруги мережі. Контролер включає і вимикає силовий каскад і керує його роботою. Силовий каскад виконує основну функцію побутового електроприладу. Контролер реагує, наприклад, на кнопковий перемикач або сигнал від пристрою дистанційного керування для включення і виключення силового каскаду. При підключенні побутового приладу до напруги мережі контролер лише контролює сигнали, які можуть свідчити про те, що побутовий прилад необхідно включити. Режим, в якому силовий каскад вимкнений, називається режимом готовності. У режимі готовності споживається лише незначна потужність при низькому напрузі для підтримки контролера та/або додаткового датчика системи дистанційного керування в робочому стані. При прийомі сигналу на включення побутового приладу контролер переходить в робочий режим. Включається силовий каскад, і контролер починає управління сі додаткових вхідних даних та/або забезпечення зворотного зв'язку з користувачем. Користувальницький інтерфейс, як правило, також забезпечується низькою напругою живлення. У робочому режимі низьковольтними ланцюгами живлення споживається більше потужності, ніж в режимі готовності.

Прикладом такого побутового приладу є кавоварка, яка може включатися і вимикатися кнопковим перемикачем. При включенні кавоварки натисканням кнопкового перемикача включення/вимикання контролер перемикає кавоварку в робочий режим, в якому в залежності від різних етапів приготування кави здійснюється управління роботою нагрівального елемента і, наприклад, роботою водяного насоса. При повторному натисканні кнопкового перемикача включення/вимикання контролер вимикає нагрівальний елемент і/або водяний насос і переходить в режим готовності, під час якого контролюються тільки сигнали від кнопкового перемикача.

Низька напруга живлення часто подається з ємнісного джерела живлення. У ємнісному джерелі живлення є конденсатор, який забезпечує ємнісну зв'язок з мережею змінного струму і діє як генератор підкачки заряду. Випрямна схема використовується для отримання напруги постійного струму, яке часто обмежує�ипрямительной схеми лише половина хвилі напруги мережі змінного струму перетворюється у низька напруга живлення постійного струму, або, при використанні двухполупериодного випрямлення, перетворюється повна хвиля напруги мережі змінного струму. Часто резистор для захисту від перенапруг послідовно з'єднується з конденсатором, і часто разряжающий резистор з'єднується паралельно конденсатору. Резистор для захисту від перенапруг захищає джерело живлення від стрибків напруги, а разряжающий резистор розряджає конденсатор при відключенні джерела живлення від напруги.

Ємнісний джерело живлення є відносно ефективним джерелом живлення, оскільки конденсатор не розсіює потужність. Однак ємнісний джерело живлення може забезпечувати лише обмежену потужність, оскільки максимальний струм, який може видаватися, обмежується імпедансом конденсатора і частотою напруги мережі. Ємнісний джерело живлення розрахований на максимальну потужність, яка повинна видаватися в робочому режимі побутового електроприладу. Якщо ж пристроєм споживається менша потужність, ємнісний джерело живлення розсіює надлишкову енергію. Зокрема у режимі готовності, занадто багато потужності розсіюється напівпровідникових стабілітронів, оскільки потужність, яка � Крім того, резистор для захисту від перенапруг і разряжающий резистор розсіює потужність в робочому режимі, а також у режимі готовності. Розсіювання потужності, особливо, в режимі готовності занадто велике, і в зв'язку з цим ефективність ємнісного джерела живлення в режимі готовності занадто мала.

Розсіювання потужності в резисторі для захисту від перенапруг, разряжающем резисторі і напівпровідниковому стабілітроні має лінійну або квадратичну залежність від ємності конденсатора. Менший конденсатор викликає менші втрати потужності. Зменшення ємності конденсатора часто неможливо, оскільки максимальна потужність, що віддається також має лінійну залежність від ємності конденсатора.

КОРОТКИЙ ВИКЛАД суті ВИНАХОДУ

Завданням винаходу є створення більш ефективної системи електроживлення.

У першому аспекті винаходу пропонується система електроживлення по п. 1. У другому аспекті винаходу пропонується електронний пристрій з п. 13. У третьому аспекті винаходу пропонується електронний пристрій з п. 14. У четвертому аспекті винаходу пропонується контролер п. 15. Кращі варіанти здійснення пропонуються в залежних пунктах формул� для прийому напруги змінного струму і вихід для подачі потужності в навантаження. Система електроживлення додатково містить перетворювач постійного струму в постійний струм, випрямні схему і обмежувач напруги. Перетворювач постійного струму в постійний струм подає харчування на вихід системи електроживлення і містить другий вхід, який пов'язаний ємнісний зв'язком з першим входом. Випрямна схема пов'язана ємнісний зв'язком з першим входом і розміщена між першим входом і виходом. Випрямна схема подає випрямлена вихідна напруга на вихід. Обмежувач напруги пов'язаний з виходом і обмежує випрямлена вихідна напруга попередньо визначеним напругою.

Потужність, споживана навантаженням, забезпечується за допомогою двох частин системи електроживлення. Однією частиною є випрямна схема, яка пов'язана ємнісний зв'язком з напругою мережі. Випрямна схема подає випрямлена напруга через вихід на навантаження. Випрямлена напруга на виході системи електроживлення обмежується попередньо визначеним напругою за допомогою обмежувача напруги. Величина потужності, яка може подаватися через випрямні схему, обмежується ємністю конденсатора, який пов'язує випя, якщо споживається навантаженням не вся потужність, яка може передаватись через випрямні схему. Якщо вихідна напруга надмірно збільшується, обмежувач напруги запобігає збільшення вище попередньо визначеного напруги, розсіюючи частина потужності, одержуваної від випрямної схеми.

Іншою частиною системи електроживлення є перетворювач постійного струму в постійний струм. У перетворювачі постійного струму в постійний струм є другий вхід, який пов'язаний ємнісний зв'язком з напругою мережі. Перетворювач постійного струму в постійний струм перетворює перше напруга, що приймається другим входом, по друге напругу і забезпечує потужність на вихід системи електроживлення.

У режимі готовності пристрою, що містить систему електроживлення, навантаження не споживає значної потужності. Режим готовності може забезпечуватися за допомогою випрямної схеми. У робочому режимі навантаження споживає більше потужності, і додаткова потужність може забезпечуватися перетворювачем постійного струму в постійний струм. Таким чином, випрямна схема і конденсатор, який емкостно пов'язує випрямні схему з першим входом�мкости ємнісний зв'язку випрямної схеми з споживанням потужності, споживаної в режимі готовності, запобігає розсіювання значної потужності, що забезпечується через випрямні схему з допомогою схеми обмеження напруги в режимі готовності. Таким чином, в режимі готовності система електроживлення працює ефективніше.

Перетворювач постійного струму в постійний струм і конденсатор, який забезпечує ємнісну зв'язок перетворювача постійного струму в постійний струм, що можуть бути розраховані на очікуване споживання потужності навантаження в робочому режимі. Якщо навантаженням не споживається значна потужність, перетворювач постійного струму в постійний струм не перетворює потужність або перетворює лише її незначну величину. Відомо, що перетворювачі постійного струму в постійний струм також розсіюють деяку потужність, тим не менш, є відносно ефективними. Таким чином, в режимі готовності можливе невелике розсіювання потужності в перетворювачі постійного струму в постійний струм не переважує відносно велике зниження розсіювання потужності в обмежувачі напруги.

Крім того, перетворювача постійного струму в постійний струм часто потрібна схема фільтра, щоб перетворювач постоелю постійного струму в постійний струм системи електроживлення згідно з першим аспектом винаходу не вимагається такої фільтруючий контур для забезпечення системи електроживлення, яка має електромагнітної сумісності.

Напругою змінного струму, яке приймається на вході системи електроживлення, може бути напруга мережі, але може бути також і інша напруга змінного струму. Слід зазначити, що напруга змінного струму не обов'язково означає, що рівень напруги змінного струму коливається між позитивним напругою і негативним. Рівень напруги може коливатися між двома різними позитивними напругами або між двома різними негативним напругою. Ємнісна зв'язок випрямної схеми перетворювача постійного струму в постійний струм з напругою змінного струму може забезпечуватися одним загальним конденсатором або безліччю конденсаторів, з яких кожен окремий конденсатор використовується або перетворювачем постійного струму в постійний струм, або випрямної схеми. Через ємнісний зв'язок дана схема має властивості генератора підкачки заряду. Випрямна схема може бути однополупериодной випрямної схеми, яка проводить струм лише в тих випадках, коли напруга змінного струму або підвищується, або знижується. Випрямна схема може бути двох коли воно знижується. Перетворювач постійного струму в постійний струм може приймати потужність напівхвилі змінного струму вхідного напруги змінного струму, наприклад, тільки ділянки зростаючого хвилі напруги змінного струму, а випрямна схема випрямляє лише іншу половину хвилі змінного струму, наприклад, тільки ділянку убутного хвилі напруги змінного струму. Додатково, перетворювач постійного струму в постійний струм не обмежується конкретним типом перетворювача постійного струму в постійний струм. Обмежувачем напруги може бути напівпровідниковий стабілітрон або інтегральна схема, які обмежують або стабілізують напругу на виході.

Слід зазначити, що випрямна схема забезпечує випрямлена напруга, що представляє собою напруження, яке не коливається між позитивним і негативним, але може коливатися між максимальним і мінімальним значенням значенням, яким може бути значення, практично дорівнює нулю. Мінімальне та максимальне значення мають один і той же знак, наприклад, обидва вони є позитивними. При практичному здійсненні випрямлена напруга подається на накопичувач енергії, такої як накопич�ильним напругою постійного струму.

В одному варіанті здійснення система електроживлення додатково містить додаткову випрямні схему і додатковий обмежувач напруги. Додаткова випрямна схема пов'язана ємнісний зв'язком з першим входом і подає додаткове випрямлена напруга на другий вхід. Додатковий обмежувач напруги пов'язаний з другим входом і обмежує додаткове випрямлена напруга другого входу додатковим попередньо визначеним напругою.

Конденсатор ємнісний зв'язку діє як джерело струму. Підбір параметрів конденсатора і додаткового попередньо визначеного напруги визначає потужність, яка може бути прийнята перетворювачем постійного струму в постійний струм і яка може бути перетворена перетворювачем постійного струму в постійний струм. Підбір параметрів може виконуватися таким чином, щоб забезпечити оптимум між розсіюванням потужності в додатковому обмежувачі напруги, зокрема, в режимі готовності і величиною потужності, яка може бути перетворена перетворювачем постійного струму в постійний струм. Таким чином, система електроживлення може працювати ефективніше.�я, які приймають або можуть приймати таке висока напруга, повинні підбиратися таким чином, щоб вони витримували високу напругу. Зокрема, у перетворювачі постійного струму в постійний струм кілька компонентів, таких як керований перемикач і, можливо, контролер, повинні виготовлятися з використанням технології високовольтних мікросхем, що тягне за собою значно більш дорогі компоненти перетворювача постійного струму в постійний струм. За рахунок обмеження додаткового попередньо визначеного напруги низькою напругою компоненти перетворювача постійного струму в постійний струм можуть виготовлятися при більш низькій вартості.

В принципі, система електроживлення даного варіанту здійснення може бути ємнісним джерелом живлення з двухполуперіодним випрямлячем з двома вихідними напругами, одне з яких перетворюється в інше вихідна напруга з допомогою перетворювача постійного струму в постійний струм. Відомі джерела живлення з двухполуперіодним випрямлячем часто мають перше вихідна напруга, нейтральний висновок і друге вихідна напруга, абсолютне значення якого є таким же, �про вихідної напруги. Якщо ж при використанні такого джерела живлення з двухполуперіодним випрямлячем має подаватися тільки одне напруга, перше напруга і друге напруга повинні знижуватися таким чином, що одне напруга може бути отримано підключенням навантаження між висновками з першим і другим вихідним напругою. З іншого боку, зниження вихідного напруги призводить до збільшення ємності конденсатора або конденсаторів ємнісний зв'язку у тому випадку, якщо необхідна повна вихідна потужність повинна залишатися тією ж. Отже, вносяться більш високі втрати потужності в режимі готовності. При використанні системи електроживлення згідно з цим варіантом здійснення вихідна напруга знижувати не обов'язково, оскільки перше напруга перетвориться в другу напруга. Тому ємність конденсатора або конденсаторів ємнісний зв'язку збільшувати не обов'язково, при цьому запобігається зростання втрат потужності в резервному режимі.

Ще в одному варіанті здійснення абсолютне значення додаткового попередньо визначеного напруги більше абсолютного значення попередньо визначеного напруги.

Різні втрати потужності в систние потужності в обмежувачі напруги або в додатковій обмежувачі напруги має лінійну залежність від ємності конденсатора. Додатково, при практичному здійсненні системи електроживлення ємнісна зв'язок містить разряжающий резистор і резистор для захисту від перенапруг, які також розсіюють потужність, і їх розсіювання має, відповідно, квадратичну і лінійну залежність від ємності конденсатора.

Попередньо певне напруження визначається вимогами до навантаження. Потужність, яка споживається навантаженням, наприклад, в режимі готовності може подаватися через випрямні схему і залежить від струму, який може подаватися через ємнісну зв'язок випрямної схеми. Ємність конденсатора, який забезпечує ємнісну зв'язок з випрямної схеми, для режиму готовності може бути мінімізована. У зв'язку з цим втрати потужності мінімізуються в першій гілці системи електроживлення, яка містить випрямні схему.

Друга гілка системи електроживлення, що містить додаткову випрямні схему і перетворювач постійного струму в постійний струм, може видавати на вихід додаткову потужність, яка обмежується ємністю конденсатора і величиною додаткового попередньо визначеного напруги. Ємність конденсатора визначає маа рахунок збільшення додаткового попередньо визначеного напруги при тім же струмі величина потужності, яка може подаватися через другу гілку, зростає без збільшення ємності конденсатора, який забезпечує ємнісну зв'язок другої гілки. Таким чином, відносно невелика величина потужності може розсіюватися в додатковому обмежувачі напруги та/чи може розсіюватися в разряжающем резисторі і резисторі для захисту від перенапруг ємнісний зв'язку другої гілки.

Таким чином, розсіювання потужності в першій гілці і другої гілки обмежується, і внаслідок цього система електроживлення працює ефективніше.

Перетворювач постійного струму в постійний струм працює відносно ефективно і розсіює лише невелику величину потужності, в той же час перетворюючи напруга на другому вході в потужність, що подається на вихід системи електроживлення. Втрати потужності в перетворювачі постійного струму в постійний струм значно менше, ніж зниження втрат потужності в додатковому обмежувачі напруги та ємнісний зв'язку.

Ємнісна зв'язок першої гілки може забезпечуватися через інший конденсатор, ніж конденсатор другої гілки. Необхідно також відзначити, що також тільки один конденсатор може використовуватися для забезпечення ємнісний зв'язку обох �ь однієї напівхвилі вхідної хвилі змінного струму і коли друга гілка використовує потужність інший напівхвилі вхідної хвилі змінного струму, повинен використовуватися лише один конденсатор, що є кращим з точки зору вартості системи електроживлення. Результатом є система електроживлення, в якій під час однієї вхідної напівхвилі змінного струму конденсатор подає струм в першу гілку, а під час іншої напівхвилі конденсатор подає струм у другу гілку. Ємність конденсатора визначає величину струму. За рахунок вибору конкретного попередньо визначеної напруги і конкретного додаткового попередньо визначеного напруги можна підібрати величину потужності, яка може передаватися через першу гілку і другу гілку, в той час як втрати потужності визначаються, головним чином, ємністю конденсатора.

У додатковому варіанті здійснення система електроживлення працює або в режимі готовності, або в робочому режимі. У робочому режимі робоча потужність подається в навантаження, а в режимі готовності потужність, споживана в режимі готовності, подається на вихід системи електроживлення. Система електроживлення додатково містить керований перемикач, який розміщується паралельно додатковому обмежувача напруги. При замиканні керованого перемикача до�ллер для замикання керованого перемикача в режимі готовності. Або ж система електроживлення містить додатковий закорочувальний керований перемикач, що розміщується між вузлом, загальним для ємнісний зв'язку та додаткової випрямної схеми, і вузлом системи електроживлення, які мають нейтральне напруга, і містить контролер для замикання додаткового закорачивающего керованого перемикача в режимі готовності.

Замикання керованого перемикача зменшує напругу на додатковому обмежувачі напруги до нуля, що запобігає розсіювання потужності в додатковому обмежувачі напруги. Фактично, в режимі готовності конденсатор ємнісний зв'язку між додатковою випрямної схеми і входом підключається паралельно напрузі змінного струму входу. Конденсатор, паралельний напрузі змінного струму, не розсіює енергії. Додатково, замикання перемикача зменшує напругу другого входу до нуля, що призводить до вимикання перетворювача постійного струму в постійний струм. Отже, перетворювач постійного струму в постійний струм не може розсіювати енергію в режимі готовності. Таким чином, замикання перемикача має своїм результатом більш ефективний джерело п�яка може забезпечуватися системою електроживлення, менше, ніж величина робочої потужності. Додатково, слід зазначити, що у режимі готовності, а також у робочому режимі система електроживлення споживає більше енергії напруги змінного струму на першому вході, ніж величина потужності, яка споживається навантаженням, із-за втрат енергії в системі електроживлення. Наприклад, в режимі готовності загальна споживана потужність системи електроживлення є сумою розсіювання потужності системою електроживлення в режимі готовності і споживаної потужності навантаження в режимі готовності.

В одному варіанті здійснення абсолютне значення додаткового попередньо визначеного напруги знаходиться в діапазоні, нижня межа якого є абсолютним значенням попередньо визначеного напруги, а верхня межа є величиною, що в 20 разів перевищує абсолютне значення попередньо визначеного напруги.

Як було зазначено в іншому варіанті здійснення, так як додаткове попередньо певну напругу більше попередньо визначеного напруги, гілка системи електроживлення, що містить перетворювач постійного струму в постійний струм і додаткову випрямні схему, сп, �мкость конденсатора ємнісний зв'язку гілки може бути знижена, і в зв'язку з цим втрати потужності в гілки зменшуються. Верхня межа додаткового попередньо визначеного напруги, головним чином, обмежується вартістю виготовлення компонентів перетворювача постійного струму в постійний струм. Наприклад, у разі, якщо додаткове попередньо певна напруга становить, наприклад, 2,5, верхня межа додаткового попередньо визначеного напруги складає 50, то це, тим не менш, дозволяє використовувати перетворювачі постійного струму в постійний струм тільки низьковольтні компоненти. Як правило, низьковольтний компонент не виготовляється таким чином, щоб він витримував напруга вище 100 В. Таким чином, верхня межа додаткового попередньо визначеного напруги може становити 100 В, проте коефіцієнт запасу величиною 2 дає в результаті більш надійну систему електроживлення.

В іншому варіанті здійснення попередньо певна напруга становить -5 В, а додаткове попередньо певна напруга знаходиться в діапазоні від 5 до 50 Ст.

Попередньо певну напругу величинеключаться контролером, який приймає харчування з виходу системи електроживлення. Сімістор споживає менше потужності від перемикаючого симістора низьковольтного сигналу у разі, якщо перемикаючий симистор сигнал має негативне напруга.

В іншому варіанті здійснення попередньо певне напруження практично дорівнює -3,3, а додаткове попередньо певна напруга знаходиться в діапазоні від 3,3 до 33 Ст.

Додаткове попередньо певне напруження є позитивним напругою, а попередньо певне напруження є негативним напругою. Це переважно, оскільки дозволяє, наприклад, генерувати попередньо певну напругу на основі ділянки убутного напруги хвилі вхідного напруги змінного струму і дозволяє генерувати додатковий попередньо певну напругу на основі ділянки зростаючого напруження хвилі вхідного напруги змінного струму і, як зазначено в іншому варіанті здійснення, це може призводити до меншої ємності конденсатора або конденсаторів, які забезпечують ємнісну зв'язок з вхідною напругою змінного струму.

Діапазон від 5 до 50 В для додаткового�то і попередньо певна напруга, і має верхню межу, яка повністю знаходиться в межах діапазону низьких напружень, щоб не було необхідності використовувати перетворювачі постійного струму в постійний струм високовольтні компоненти.

Слід зазначити, що якщо обмежувачем напруги є напівпровідниковий стабілітрон, практично здійсненна величина попередньо визначеного напруги становить -4,7 В силу наявності напівпровідникових стабілітронів з конкретним напругою. В цьому випадку додаткове попередньо певна напруга може мати абсолютне значення в діапазоні від 4,7 до 50 Ст.

В іншому варіанті здійснення система електроживлення виконана з можливістю працювати або в резервному режимі для подачі потужності, споживаної в резервному режимі, на навантаження, або в робочому режимі для подачі робочої потужності на навантаження. Перетворювач постійного струму в постійний струм містить проміжний вольтододаточного перетворювач, який містить керований перемикач. У робочому режимі керований перемикач модулює струм через котушку індуктивності. Система електроживлення додатково містить контролер для управління керованим переключнительний обмежувач напруги закорочується через котушку індуктивності. Перемикач по черзі змінює свій стан між замкнутим і розімкненим у робочому режимі системи електроживлення для управління збереженням енергії в котушку індуктивності і для управління звільненням енергії з котушки індуктивності.

Проміжний вольтододаточного перетворювач є відносно недорогим перетворювачем постійного струму в постійний струм з відносно простою топологією і невеликим числом компонентів. У проміжних вольтодобавочних перетворювачах послідовно котушці індуктивності є керований перемикач. Послідовна компонування керованого перемикача і котушки індуктивності здійснюється між другим входом і рівнем нейтрального напруги проміжного вольтододаточного перетворювача. Таким чином, при постійному замиканні перемикача другий вхід постійно підключається до нейтрального рівня напруги, при цьому додатковий обмежувач напруги по суті закорочується. Як зазначено в іншому варіанті здійснення, це може бути кращим у режимі готовності, оскільки знижує втрати потужності в режимі готовності в додатковому обмежувачі напруги. Доповніть�льку напруга другого входу по суті знижується до нуля. Якщо здійснюється управління керованим перемикач для зміни стану між розімкненим і замкнутим, котушка індуктивності може зберігати електричну енергію, коли перемикач замкнутий і може вивільняти енергію, коли перемикач розімкнений, тим самим видаючи струм на вихід системи електроживлення. Таким чином, контролер і керований перемикач, які є у всіх проміжних вольтодобавочних перетворювачах, мають додаткову функцію закорочування додаткового обмежувача напруги в режимі готовності таким чином, що втрати потужності в додатковому обмежувачі напруги попереджуються. Таким чином, додаткові компоненти не потрібні, і економиться більше енергії.

В іншому варіанті здійснення система електроживлення виконана з можливістю працювати або в режимі готовності для подачі потужності, споживаної в режимі готовності, на навантаження, або в робочому режимі для подачі робочої потужності на навантаження. Система електроживлення містить контролер для управління керованим перемикачем з метою відключення другого входу перетворювача постійного струму в постійний струм від ємнісний зв'язку з входом в режиеобразователя постійного струму в постійний струм. Відключення перетворювача постійного струму в постійний струм запобігає втрати потужності в перетворювачі постійного струму в постійний струм під час режиму готовності. Гілка системи електроживлення, що містить випрямні схему і обмежувач напруги, забезпечує потужність, споживану в режимі готовності, і може бути оптимально розрахована на режим готовності, а в робочому режимі перетворювач постійного струму в постійний струм може забезпечувати додаткову потужність на вихід.

В одному варіанті здійснення напруга змінного струму, прийняте на першому вході, включає в себе ділянку зростаючого напруження хвилі напруги змінного струму і містить ділянку убутного напруги хвилі напруги змінного струму. Випрямна схема випрямляє тільки один з ділянок - ділянка зростаючого напруження або ділянка убутного напруги, а додаткова випрямна схема випрямляє інший з ділянок - ділянка зростаючого напруження або ділянка убутного напруги.

Ділянка зростаючого напруження - це ділянка хвилі напруги змінного струму, на якому рівень напруги зростає. Ділянка убутного напруги - це ділянка оляет використовувати один конденсатор на ємнісне зв'язок, в якій конденсатор подає струм в випрямні схему, коли напруга змінного струму знаходиться або на ділянці іншим напруги, або на ділянці зростаючого напруження, при цьому конденсатор подає струм на додаткову випрямні схему на іншій ділянці. Таким чином, для ємнісний зв'язку потрібно мінімальне число компонентів.

В одному варіанті здійснення система електроживлення містить ємнісну зв'язок, передбачену між першим входом і випрямної схеми і передбачену між першим входом і додаткової випрямної схеми. Ємнісна зв'язок містить конденсатор для забезпечення ємнісний зв'язку.

Наявність ємнісної зв'язку дозволяє використовувати один конденсатор. Таким чином, для ємнісний зв'язку потрібно мінімальне число компонентів.

В одному варіанті здійснення додатковий обмежувач напруги містить захист від перенапруг і керований перемикач обмеження напруги. Перший вхід захисту від перенапруг пов'язаний з другим входом, а другий вхід захисту від перенапруг пов'язаний з попередньо визначеним опорною напругою. Вихід захисту від перенапруг пов'язаний з керованим перемикачем про�провідному режимі, або в непроводящем режимі. Керований перемикач обмеження напруги пов'язаний з вузлом, який є загальним для ємнісний зв'язку та додаткової випрямної схеми і пов'язаний з нейтральним напругою системи електроживлення.

Захист від перенапруг у практичному варіанті здійснення є компаратором з гістерезисом. Якщо напруга другого входу є занадто високим, захист від перенапруг управляє керованою перемикачем обмеження напруги в провідному режимі, при цьому струм не передається на другий вхід через додаткову випрямні схему, внаслідок чого рівень напруги другого входу може знизитися. Якщо напруга другого входу є занадто низьким, захист від перенапруг управляє керованою перемикачем обмеження напруги в непроводящем режимі, при цьому струм може передаватися на другий вхід через додаткову випрямні схему, внаслідок чого рівень напруги другого входу може підвищитися. Додатково, при замкнутому керованому перемикачі обмеження напруги ємнісна зв'язок здійснюється паралельно напрузі змінного струму, внаслідок чого потужність ємнісний зв'язку не розсіюється,ялина напруги містить захист від перенапруг для детектування випрямленої вихідної напруги, є занадто високим та дуже низьким щодо попередньо визначеного напруги. Додатковий обмежувач напруги містить керований перемикач обмеження напруги. Керований перемикач обмеження напруги пов'язаний з вузлом, який є загальним для ємнісний зв'язку та додаткової випрямної схеми, і пов'язаний з нейтральним напругою системи електроживлення. Керований перемикач обмеження напруги управляється захистом від перенапруг з переходом в провідний стан, якщо абсолютне значення випрямленої вихідної напруги є занадто високим, і з переходом в непроводящее стан, якщо абсолютне значення випрямленої вихідної напруги є надто низьким.

В даному варіанті здійснення управління рівнем додаткового випрямленої вихідної напруги здійснюється на основі відхилень випрямленої вихідної напруги від заздалегідь визначеного напруги. Якщо управління керованим перемикачем обмеження напруги здійснюється у провідному стані, рівень додаткового випрямленої вихідної напруги знижується, при цьому величина потужності, переданої ного вихідної напруги знижується. Якщо управління керованим перемикачем обмеження напруги здійснюється в непроводящем стані, рівень додаткового випрямленої вихідної напруги підвищується, при цьому величина потужності, переданої перетворювачем постійного струму в постійний струм на вихід, збільшується, внаслідок чого рівень випрямленої вихідної напруги підвищується. Таким чином, при використанні відносно невеликого числа компонентів управління рівнем випрямленої вихідної напруги може здійснюватися у відповідності з попередньо визначеним напругою без зменшення величини потужності, яка може передаватися системою електроживлення.

В одному варіанті здійснення система електроживлення містить першу ємнісну зв'язок і другу ємнісну зв'язок. Перша ємнісна зв'язок здійснюється між першим входом і випрямної схеми, а друга ємнісна зв'язок здійснюється між першим входом і додаткової випрямної схеми. І перша ємнісна зв'язок, і друга ємнісна зв'язок містять конденсатор для забезпечення ємнісний зв'язку.

Наявність окремих ємнісних зв'язків для випрямної схеми і додаткової випрямної схеми забезпе�ектропитанию конкретних гілок систем електроживлення. У зв'язку з цим, це дає додаткову змінну, яка може налаштовуватися на більш низькі втрати потужності.

Ще в одному варіанті здійснення ємнісна зв'язок, перша ємнісна зв'язок та/або друга ємнісна зв'язок, містить (i) резистор для захисту від перенапруг, послідовно з'єднаний з конденсатором, та/або (ii) разряжающий резистор, з'єднаний паралельно конденсатору.

Резистор для захисту від перенапруг захищає систему електроживлення від раптових змін напруги змінного струму, а разряжающий резистор розряджає конденсатор відсутність напруги змінного струму.

В іншому варіанті здійснення система електроживлення містить інтегральну схему, яка містить, щонайменше, одне з групи, що складається з: щонайменше частина перетворювача постійного струму в постійний струм, обмежувач напруги, додатковий обмежувач напруги, закорочувальний керований перемикач, контролер для управління закорачивающим керованим перемикачем, щонайменше, частина проміжного вольтододаточного перетворювача, керований перемикач проміжного вольтододаточного перетворювача, діод проміжного вольто�едачи потужності на додаткову шину живлення, контролер для управління керованим перемикачем проміжного вольтододаточного перетворювача, схему обмеження струму для обмеження струму через обмежувач напруги і додаткову схему обмеження струму для обмеження струму через додатковий обмежувач напруги.

Установка великої частини системи електроживлення на інтегральною схемою (ІС) при виготовленні ІС у великій кількості призводить до відносно недорогий системі електроживлення. Додатково, відносно недорого встановити більш досконалий механізм управління для проміжного вольтододаточного перетворювача в ІС без істотного збільшення вартості. Ще одна перевага ІС полягає в тому, що ІС має відносно невеликі фізичні розміри.

У додатковому варіанті здійснення системи електроживлення обмежувач напруги містить шунтувальний регулятор з контуром управління, утвореним послідовної компонуванням двох резисторів, та/або додатковий обмежувач напруги містить додатковий шунтувальний регулятор з контуром управління, утвореним додаткової послідовної компонуванням двох резисторів.

Установка шунтуючого регулятора �тельно простий і відносно недорогий. Наприклад, напівпровідникові стабілітрони зазвичай відсутні в топології ІС, тому шунтувальний регулятор з контуром управління є кращою альтернативою напівпровідниковому стабилитрону.

У відповідності з другим аспектом винаходу пропонується електронний пристрій, який містить систему електроживлення згідно з першим аспектом винаходу.

Даний електронний пристрій дає ті ж переваги, що і система електроживлення згідно з першим аспектом винаходу, і має аналогічні варіанти здійснення з аналогічними ефектами, як і відповідні варіанти здійснення даної системи.

Згідно з третім аспектом винаходу, пропонується електронний пристрій, який містить контролер пристрою для керування роботою електронного пристрою з метою управління знаходженням електронного пристрою в режимі готовності або в робочому режимі. Електронний пристрій додатково містить систему електроживлення згідно з першим аспектом винаходу, яка виконана з можливістю працювати або в режимі готовності для подачі потужності, споживаної в режимі готовності, в низьковольтну навантаження, чи� постійний струм системи електроживлення містить проміжний вольтододаточного перетворювач, який містить керований перемикач. Керований перемикач модулює струм через котушку індуктивності. Система електроживлення додатково містить контролер живлення для управління керованим перемикачем. Контролер живлення виконаний з можливістю управління керованим перемикачем. Перемикач постійно замкнутий в режимі готовності системи електроживлення таким чином, що додатковий обмежувач напруги закорочується через котушку індуктивності. Перемикач по черзі змінює свій стан між замкнутим і розімкненим у робочому режимі системи електроживлення для управління збереженням енергії в котушку індуктивності і для управління вивільненням енергії з котушки індуктивності. Контролер пристрою і контролер живлення системи електроживлення об'єднані в одному контролері.

Даний електронний пристрій дає ті ж переваги, що і система електроживлення згідно з першим аспектом винаходу, і має аналогічні варіанти здійснення з аналогічними ефектами, як і відповідні варіанти здійснення даної системи. Завдяки об'єднанню контролера електронного пристрою та системи електроживлення�йстве, що зменшує складність і вартість.

Згідно з четвертим аспектом винаходу пропонується контролер для використання в системі електроживлення згідно з першим аспектом винаходу або для використання в електронному пристрої згідно з третім аспектом винаходу.

Ці та інші аспекти винаходу зрозумілі з описуваних нижче варіантів здійснення і пояснюються з посиланням на них.

Фахівцям буде зрозуміло, що два або більше вищеописаних варіантів здійснення, реалізацій та/або аспектів винаходу можуть бути об'єднані будь-яким чином, вважається доцільним.

На основі цього винаходу фахівцем можуть бути здійснені варіанти пристрою або системи, які відповідають описаним варіантів системи.

КОРОТКИЙ ОПИС КРЕСЛЕНЬ

В подальшому винахід пояснюється описом кращих варіантів втілення винаходу з посиланнями на супровідні креслення, на яких:

Фіг. 1 схематично зображує ємнісний джерело живлення з двухполуперіодним випрямлячем,

Фіг. 2 схематично зображує варіант здійснення системи електроживлення згідно з першим аспектом винаходу,

Фиием,

Фіг. 4 схематично зображує варіант здійснення системи електроживлення, що містить проміжний вольтододаточного перетворювач,

Фіг. 5 зображує діаграму втрат в режимі готовності в залежності від додаткового попередньо визначеного напруги,

Фіг. 6а схематично зображує конкретний варіант здійснення системи електроживлення згідно з винаходом,

Фіг. 6b схематично зображує на діаграмі деякі з сигналів показаного на фіг. 6а конкретного варіанту здійснення,

Фіг. 7 схематично зображує інший конкретний варіант здійснення системи електроживлення згідно з винаходом,

Фіг. 8 схематично зображує електронний пристрій, що містить систему електроживлення згідно з винаходом,

Фіг. 9а схематично зображує варіант здійснення системи електроживлення, що містить ІС,

Фіг. 9b схематично зображує варіант здійснення шунтуючого регулятора,

Фіг. 10 схематично зображує варіант здійснення системи електроживлення, що містить ІС, яка містить схему обмеження струму,

Фіг. 11 схематично зображує варіант здійснення системи електроживлення, содержает варіант здійснення системи електроживлення, містить ІС,

Фіг. 13 схематично зображує варіант здійснення системи електроживлення, що містить ІС, яка містить механізм управління фіксованого тони для проміжного вольтододаточного перетворювача,

Фіг. 14 схематично зображує варіант здійснення системи електроживлення, що містить ІС, яка містить інший механізм управління для проміжного вольтододаточного перетворювача,

Фіг. 15 схематично зображує варіант здійснення системи електроживлення, що містить ІС, яка містить управління рівнем додаткового випрямленої напруги залежно від рівня випрямленої вихідної напруги,

Фіг. 16 схематично зображує варіант здійснення системи електроживлення, що містить ІС, яка містить МОП-транзистор замість діода проміжного вольтододаточного перетворювача, і

Фіг. 17 схематично зображує варіант здійснення системи електроживлення, що містить ІС, в якій живлення подається на додаткову шину живлення.

Слід зазначити, що елементи, позначені одними і тими ж умовними позначеннями на різних кресленнях, мають одні й ті ж особливості конструкції і одне і те ж призначений�і пояснені, немає необхідності повторювати їх пояснення в докладному описі.

Значення електронних компонентів, показаних на кресленнях, є лише прикладами представлених варіантів здійснення. Якщо показана схема повинна працювати інакше, значення можуть бути змінені відповідним чином.

ОПИС ПЕРЕВАЖНИХ ВАРІАНТІВ ЗДІЙСНЕННЯ ВИНАХОДУ

На фіг. 1 зображений відомий ємнісний джерело 100 харчування з двухполуперіодним випрямлячем. Вхід 102 приймає напруга мережі змінного струму 230 Ст. Резистор Rsurgeвикористовується для того, щоб зробити схему менш чутливою до різких відхилень напруги мережі, наприклад до стрибків і падінь напруги. Конденсатор Ccapзабезпечує ємнісну зв'язок між напругою мережі і джерелом живлення. Резистор Rbleedвикористовується для розряду Ccapпри відключенні ємнісного джерела 100 харчування з двухполуперіодним випрямлячем від напруги мережі, внаслідок чого постійна часу RbleedCcapобмежується максимальним значенням і зазвичай підтримується постійною. Діод D2 проводить струм при збільшенні рівня напруги хвилі вхідного змінного струму і заряджає конденсатор C2b. Напруга на кон�оводниковий стабілітрон D3b обмежує вихідна напруга першого виходу 106. Діод D1 проводить струм при зменшенні рівня напруги хвилі вхідного змінного струму і заряджає конденсатор C2a. Напруга на конденсаторі C2a подається через інший додатковий резистор R5a для захисту від перенапруг на другий вихід 108, а напівпровідниковий стабілітрон D3a обмежує вихідна напруга другого виходу 108. Вихідна напруга першого виходу 106 практично дорівнює +5 В, а вихідна напруга другого виходу 108 практично дорівнює -5 Ст.

Відомий ємнісний джерело 100 харчування з двухполуперіодним випрямлячем часто використовується в електронному пристрої, управління основною роботою якого здійснюється контролером 104. Контролер 104, наприклад, керує сімістором, який підключає ланцюга напруги мережі електронного пристрою до напруги мережі або відключає від них. Симистору потрібен менший струм управління, якщо контролер 104 працює на негативному напрузі, як показано на кресленні. Контролер 104 може додатково використовуватися для перемикання режиму електронного пристрою між режимом готовності і робочим режимом. У режимі готовності контролер 104 використовується лише для детектування так званого включення сигналу, який може приймати�єкос 104, інші частини електронного пристрою перемикаються контролером 104 в робочий режим.

Струм, який може передаватися через перший вихід 106:

а вихідна потужність, яка може передаватись через перший вихід 106:

Потужність, яка може передаватись через другий вихід 108, також практично дорівнює (2). У режимі готовності до першого виходу 106 навантаження не підключається, і лише дуже незначний струм відбирається контролером 104 з другого виходу 108. Однак джерело 100 харчування з двухполуперіодним випрямлячем споживає більше енергії, ніж енергоспоживання контролера. Потужність, споживана в режимі готовності, ємнісного джерела 100 харчування з двухполуперіодним випрямлячем практично дорівнює (якщо при цьому не брати до уваги розсіювання потужності в діодах D1і D2і резисторах R5a і R5b для захисту від перенапруг):

де:

Необхідно відзначити, що в режимі готовності максимальна вихідна потужність Pout1+ Pout2просто розсіюється в полупроводниковиѻя захисту від перенапруг Rsurgeі в послідовній компонуванні разряжающих резисторів Rbleedмають, відповідно, квадратичну і лінійну залежність від ємності конденсатора Ccap.

Необхідно відзначити, що показаний на фіг. 1 контролер 104 забирає потужність з другого виходу 108. Інші компоненти електронного пристрою можуть забирати потужність з першого виходу 106 та/або другого виходу 108. У тих випадках, коли вимагається лише один вихід з різницею напруг, наприклад 5 В, вихідна напруга першого виходу 106 і вихідна напруга другого виходу можуть бути знижені до 2,5 і -2,5 відповідно, при цьому контролер 104 і навантаження електронного пристрою повинні підключатися між зазначеними двома висновками з зазначеними відповідними напругами. Однак це вимагає підвищення ємності конденсатора Ccap, оскільки повинен передаватися більш високий струм, у той час як загальна величина переданої потужності повинна залишатися такою ж. У зв'язку з цим, це призводить до більш високих втрат потужності, споживаної в режимі готовності.

На фіг. 2 зображено варіант здійснення у відповідності з першим аспектом винаходу. Показана система 200 електроживлення. Система 200 електроживлення містить пряжение в навантаження 216. Система 200 електроживлення додатково містить перетворювач 204 постійного струму в постійний струм, який містить другий вхід 203, випрямні схему 212 і обмежувач 214 напруги. Випрямна схема 212 пов'язана ємнісний зв'язком з першим входом і подає випрямлена напруга на вихід 218. Обмежувач 214 напруги пов'язаний з виходом 218 і обмежує вихідна напруга попередньо певним напруженням. Другий вхід 203 перетворювача постійного струму в постійний струм пов'язаний ємнісний зв'язком з першим входом 206 і подає живлення на вихід 218. Ємнісна зв'язок забезпечується окремими засобами 202 і 210 ємнісний зв'язку, або загальним засобом 208 ємнісний зв'язку.

Як було зазначено вище на фіг. 1, якщо лише одне вихідна напруга має подаватися на вихід відомого ємнісного джерела 100 харчування з двухполуперіодним випрямлячем з однієї і тієї ж вихідної потужності, ємність конденсатора повинна бути збільшена. При використанні системи електроживлення, показаної на фіг. 2, це не потрібно. Якщо, наприклад, попередньо певна напруга становить -5 В, а на другому вході 203 приймається інша напруга, перетворювач постійного струму в постійний струм може пихода 218. З цієї причини ємність конденсатора(ів) ємнісний зв'язку не повинна бути збільшена. Таким чином, втрати потужності, споживаної в режимі готовності, не повинні бути збільшені. Таким чином, система 200 електроживлення працює ефективно, зокрема, в режимі готовності.

При практичному здійсненні показаної на фіг. 2 системи з виходом з'єднується накопичувач 213 енергії. Випрямна схема 212 подає енергію в накопичувач енергії таким чином, що на виході виходить практично стабільну напругу постійного струму. При ще одному практичному здійсненні показаної на фіг. 2 системи з другим виходом 203 з'єднується додатковий накопичувач 222 енергії, при цьому додаткова випрямна схема 220 з'єднується між ємнісний зв'язком 202 або 208 і першим входом для подачі додаткового випрямленої напруги на другий вхід 203.

На фіг. 3 зображений інший варіант здійснення у відповідності з першим аспектом винаходу. Показана система 300 електроживлення, яка в додаток до елементів системи 200 електроживлення містить додаткову випрямні схему 302, додатковий обмежувач 304 напруги, опціональний керований перемикач 306 і опціональний �ю з напругою змінного струму, яке приймається входом 206, та подає випрямлена напруга на другий вхід 203. Додатковий обмежувач 304 напруги також пов'язаний з другим входом 203 і обмежує напругу другого входу 203 додатковим попередньо певним напруженням. Керований перемикач 306 пов'язаний з другим входом 203 і підключений паралельно додатковому обмежувача 304 напруги для закорочування додаткового обмежувача 304 напруги в режимі готовності системи 300 електроживлення. У режимі готовності система 300 електроживлення подає потужність, споживану в режимі готовності, на навантаження 216 через вихід 218. У робочому режимі система 300 електроживлення подає робочу потужність на навантаження 216.

Якщо керований перемикач 306 розімкнений, напруга на другому вході 203 перетворювача постійного струму в постійний струм 204 обмежується додатковим обмежувачем 304 напруги. Потужність, яка може передаватись через перетворювач постійного струму в постійний струм на вихід 218, практично дорівнює:

причому Ccapозначає ємність конденсатора, який забезпечує ємнісну зв'язок додаткової випрямної схеми 302 з входом 206. Як в�певної напруги. Як зазначено на фіг. 1, всі втрати потужності, споживаної в режимі готовності, мають квадратичну або лінійну залежність від ємності конденсатора. Таким чином, шляхом збільшення додаткового попередньо визначеного напруги ємність конденсатора ємнісний зв'язку може бути зменшена, внаслідок чого втрати потужності, споживаної в режимі готовності, знижуються.

Додаткове зниження втрат потужності, споживаної в режимі готовності, може бути забезпечено закороченні додаткового обмежувача напруги керованим перемикачем 306. Фактично, це призводить до з'єднання конденсатора ємнісний зв'язку паралельно вхідній напрузі змінного струму. Конденсатор, паралельний напрузі змінного струму, не розсіює ніякої потужності. Крім того, додатковий обмежувач 304 напруги не може розсіювати потужність, оскільки обидва виведення додаткового обмежувача 304 напруги приймають одне і те ж напруга. Таким чином, як видно з формули (3), потужність, споживана в режимі готовності, зменшується на величину потужності, яка розвіювався б у додатковому обмежувачі 304 напруги. Додатково, шляхом замикання керованого пере�го струму в постійний струм 204 фактично вимикається і не може розсіювати ніякої потужності.

В іншому варіанті здійснення другий вхід 203 перетворювача постійного струму в постійний струм 204 може бути відключений від додаткової випрямної схеми 302 допомогою додаткового керованого перемикача 307. Відключення другого входу 203 перетворювача постійного струму в постійний струм 204 призводить до вимикання перетворювача постійного струму в постійний струм 204, що знижує можливі втрати потужності в перетворювачі постійного струму в постійний струм 204. Зокрема, в режимі готовності системи 300 електроживлення додатковий керований перемикач 307 повинен бути розімкнутий. В альтернативному варіанті здійснення перетворювач постійного струму в постійний струм 204 містить засіб для вимикання перетворювача постійного струму в постійний струм 204. Наявні в продажі перетворювачі постійного струму в постійний струм часто мають такий засіб.

При практичному здійсненні показаної на фіг. 3 системи з виходом з'єднується накопичувач 213 енергії, що має те ж призначення, що і накопичувач 213 енергії, показаний на фіг. 2, при цьому додатковий накопичувач 303 енергії з'єднується з вузлом, який додаткова випрямна схема подає випрямл�рактически стабільного напруги постійного струму.

В іншому варіанті здійснення показаної на фіг. 3 системи передбачається керований перемикач 301, який з'єднується між нейтральним напругою і вузлом між ємнісний зв'язком і додаткової випрямної схеми 302. Потужність, споживана в режимі готовності, також може бути знижена шляхом замикання керованого перемикача 301 в режимі готовності, оскільки це призводить до підключення конденсатора ємнісний зв'язку паралельно напрузі змінного струму.

На фіг. 4 показаний інший варіант здійснення 400 системи електроживлення згідно з першим аспектом винаходу. Система 400 електроживлення містить вхід 206 для прийому напруги мережі і містить вихід 218 для подачі вихідної напруги Voutпостійного струму на низьковольтні ланцюги, наприклад, електронного пристрою. Система 400 електроживлення містить засіб 402 ємнісний зв'язку, яке містить конденсатор Ccap, резистор Rsurgeдля захисту від перенапруг, підключений послідовно конденсатора Ccapі разряжающий резистор Rbleed, підключений паралельно конденсатору Ccap. Діод D2проводить струм при підвищенні рівня вхідної напруги мережі і зберігає элекьно конденсатору З1і обмежує напругу на конденсаторі С1попередньо визначеним напругою V1. Обмежена напруга подається на другий вхід 203, який є входом перетворювача постійного струму в постійний струм 404. Перетворювач постійного струму в постійний струм 404 400 системи електроживлення є проміжним вольтододаточного перетворювачем, який містить керований перемикач S1, котушку L1індуктивності, розрядний діод D3і контролер 406. Система 400 електроживлення додатково містить діод D1, який проводить струм при падінні рівня напруги хвилі вхідного напруги мережі і зберігає електричну енергію в конденсаторі З2. Конденсатор З2подає вихідна напруга Voutна вихід 218. Вихідна напруга обмежується попередньо визначеним вихідним напругою Voutз допомогою напівпровідникового стабілітрона Dzener2, який з'єднується паралельно конденсатору З2.

Проміжний вольтододаточного перетворювач 404 перетворює напругу V1в напругу Vout. Керований перемикач S1може управлятися в розімкнутому стані і в замкнутому сЃтим і замкнутим. На певній частоті і з певною тривалістю включення напруга V1перетвориться в напругу Vout. При замиканні перемикача S1струм через котушку L1індуктивності поступово збільшується. Перемикач S1розімкнений, коли в котушці індуктивності зберігається достатня кількість енергії. Коли перемикач S1розімкнений, збережена в котушці L1індуктивності енергія викликає струм через діод D3, який поступово зменшується. Наприклад, коли струм через діод D3практично дорівнює нулю, перемикач S1може бути замкнутий, і цикл розмикання і замикання перемикача повторюється.

Контролер 406 може додатково використовуватися для управління роботою системи 400 електроживлення в режимі готовності або в робочому режимі. У режимі готовності керований перемикач S1постійно замкнутий, а в робочому режимі здійснюється управління керованим перемикачем S1для зміни стану між розімкненим і замкнутим. Перемикач S1проміжного вольтододаточного перетворювача 404 використовується для закорочування напівпровідникового стабілітрона Dzener1в режимі готовЂся через котушку L1індуктивності. Як зазначено вище, закорочування напівпровідникового стабілітрона Dzener1запобігає втрати потужності в напівпровідниковому стабілітроні Dzener1у режимі готовності. В іншому варіанті здійснення контролером 406 може бути універсальний програмований контролер, який також здатний керувати електронним пристроєм, який містить систему 400 електроживлення, наприклад, для управління основною роботою електронного пристрою.

В одному варіанті здійснення 400 системи електроживлення попередньо певну напругу V1вище попередньо визначеного вихідної напруги Vout. Якщо V1вище, втрати в режимі готовності можуть бути відвернені зважаючи на можливості використовувати конденсатор Ccapз меншою ємністю для ємнісний зв'язку. Результатом є зниження втрат в резисторі Rsurgeдля захисту від перенапруг, разряжающем резисторі Rbleedі, в залежності від стану керованого перемикача S1у напівпровідниковому стабілітроні Dzener1. На фіг. 5 представлена діаграма, яка відображає співвідношення між попередньо визначеними напругою V1і втратами потужність�еличини вихідної потужності. Як видно з креслення, втрати в режимі готовності значно знижуються в діапазоні, показаному умовним позначенням 502, від 0 до приблизно 50 Ст. В іншому діапазоні понад 50 В, показаному умовним позначенням 504, втрати можуть зменшитися ще більше, проте, якщо проміжний вольтододаточного перетворювач 404 приймає на другому вході 203 напруження, яке вище 50 В, щонайменше, керований перемикач S1повинен виготовлятися з використанням технології високовольтних мікросхем, щоб керований перемикач S1був здатний витримувати підвищені напруги. Інші компоненти, наприклад, котушка L1індуктивності, також можуть стати більш дорогими. Таким чином, попередньо певну напругу V1в діапазоні 502 до 50 забезпечує переваги. Нижньою межею попередньо визначеного напруги V1є вихідна напруга Vout, яке визначається напругою напівпровідникового стабілітрона Dzener2.

На фіг. 6 зображений конкретний варіант здійснення системи електроживлення згідно з першим аспектом винаходу. Показана система 600 електроживлення розрахована на забезпечення вихідного немає Pout=129 мВт. Призначення Rsurge, Rbleed, Ccap, D1, D2, C2a, C2b, D3a, D3b, L1і D5розглядалося вище стосовно до варіанту здійснення, показаному на фіг. 4. Напівпровідниковий стабілітрон D3aобмежує вихідна напруга величиною -4,7, а напівпровідниковий стабілітрон D3bобмежує напругу, яка подається на проміжний вольтододаточного перетворювач, величиною 35 Ст. Додаткові резистори R5bі R5aдля захисту від перенапруг додаються для захисту напівпровідникових стабілітронів D3aі D3bвід раптових змін напруг на конденсаторах C2aі C2b,відповідно. В системі 600 електроживлення проміжний вольтододаточного перетворювач містить інший контролер 602 і має іншу топологію навколо керованого перемикача М1порівняно з варіантом здійснення, показаним на фіг. 4.

Керований перемикач М1, який реалізується з використанням МДН-транзистора р-типу, модулює струм через котушку L1індуктивності. Додатково, керований перемикач М1використовується для закорочування напівпровідникового з�ub>1управляється контролером 602.

Контролер має два вихідних вузла, а саме SB і HF. У режимі готовності сигнали вихідних вузлів SB і HF є великими. Великий сигнал SB перемикає керований перемикач М2, який реалізується у вигляді МДН-транзистори n-типу, в провідний стан і, отже, перемикає керований перемикач М1також в провідний стан. М1є провідним, оскільки затвор М1підключається до напруги -5 В, що, щонайменше, на 5 нижче напруги витоку М1. Напівпровідниковий стабілітрон D4забезпечує, щоб у випадку, якщо різниця напруг між напругою витоку М1і напругою затвора М1становить вище 4,7 і якщо М2знаходиться у провідному стані, струм через напівпровідниковий стабілітрон D4розряджає конденсатор C2bдо тих пір, поки напруга витоку М1не стане на 4,7 вище, ніж напруга затвора М1. У робочому режимі 600 системи електроживлення сигнал SB є малим, а сигнал HF змінюється між низьким і високим. Таким чином в робочому режимі керований перемикач М2знаходиться в непроводящем стані. Для перемикання управляемогть дорівнює або вище напруги витоку М1. Спочатку, безпосередньо після перемикання М2у непроводящее стан, резистор R6зменшує різниця напруг між витоком та затвором М1таким чином, що М1перемикається в непроводящее стан.

Для перемикання керованого перемикача М1в провідний стан в робочому режимі напруга на затворі М1повинно бути нижче напруги витоку М1. Контролер лише здатний видавати напругу між -5 і 0 на своєму вихідному вузлі HF, внаслідок чого управління затвором М1не може здійснюватися безпосередньо з контролера 602, оскільки постійний струм між вихідним вузлом HF і затвором керованого перемикача М1призводить до постійно замкнутому керованого комутатора М1. Для управління керованим перемикачем М1додається схема накачування заряду з конденсатором С3і напівпровідникових стабілітронів D4. Дана схема ґрунтується на тому, що напруга на конденсаторі С3не може змінитися за короткий час. Для включення керованого перемикача М1напруга на вихідному вузлі HF контролера 602 знижується, і внаслідок цього напруга на затворі М1�ок в ток затвора М1піднімається до напруги витоку М1або вище за нього. Іншими словами, конденсатор С3використовується для компенсації різниці напруг між вхідною напругою проміжного вольтододаточного перетворювача (між 0 і 35 В) і напругою, що може видаватися контролером 602 (між -5 0 В). Необхідно відзначити, що постійна часу, що визначається резистором R6і З3, повинна бути достатньо великою, щоб запобігати занадто раннє перемикання М1у непроводящее стан в результаті струму через R6, який зменшує різниця напруги між затвором і витоком М1.

На фіг. 6b показано сигнали SB і HF як функція часу. Часовий інтервал, зазначений умовним позначенням 604, відповідає режиму готовності 600 системи електроживлення. Часовий інтервал, зазначений умовним позначенням 606, відповідає робочого режиму. Додатково на діаграмі показано напруга на конденсаторі C2bі струм через котушку L1індуктивності як функція часу. У режимі готовності сигнали SB і HF є великими, і, отже, керовані перемикачі М1і М2знаходяться в провідному режимі. Таким чином, конденсатор Сторое практично дорівнює нулю. Коли система 600 електроживлення переходить в робочий режим, сигнал SB зменшується. Отже, керований перемикач М2розмикається, і в результаті струму через R6керований перемикач М1також розмикається. Таким чином, напруга на C2bпочинає збільшуватися. Коли згодом сигнал HF зменшується до більш низької напруги, керований перемикач М1перемикається в провідний стан, внаслідок чого через L1починає протікати зростаючий струм, і в котушці L1індуктивності зберігається енергія. Як тільки сигнал HF стає високим, керований перемикач М1перемикається в непроводящее стан, і енергія, збережена в котушці індуктивності, створює струм через D3. Отже, енергія, збережена в котушці L1індуктивності, зменшується, внаслідок чого зменшується струм через котушку L1індуктивності. Під час перших циклів розмикання і замикання керованого перемикача М1напруга на конденсаторі C2bне досягає максимального значення. З цієї причини струм через котушку L1індуктивності не досягає свого максимуму. Тим не менш, з того моменту, коли нап напівпровідникового стабілітрона D3bпроміжний вольтододаточного перетворювач досягає стабільної роботи, при якій вхідна напруга проміжного вольтододаточного перетворювача перетворюється у вихідну напругу.

На фіг. 7 зображений інший варіант здійснення системи електроживлення згідно з першим аспектом винаходу. Система 700 електроживлення аналогічна системі 600 електроживлення, однак управління керованим перемикачем М1за допомогою контролера 702 відрізняється. У контролері 702 є лише один вихідний вузол, який видає сигнал HF. Замість керованого перемикача М2системи 600 електроживлення передбачається резистор R6. Струм через R6зменшує різниця напруги між затвором М1і виходом -5 таким чином, що напруга затвора керованого перемикача М1нижче напруги його витоку. Якщо вихідний сигнал HF протягом деякого часу стабільний, напруга затвора керованого перемикача М1нижче напруги витоку М1, внаслідок чого керований перемикач М1через деякий час переходить в провідний стан. Таким чином, в режимі готовності сигнал HF протягом деякого часу стабільний. В �про керований перемикач М1перейшов у непроводящее стан. Потім R6поступово збільшує різниця напруги між затвором М1і його витоком і, отже, М1може перемикатися в провідний стан або автоматично після закінчення часового інтервалу, який залежить від постійної часу, яка визначається R6і З3, або в результаті сигналу HF, який зменшується до більш низького значення таким чином, що напруга на затворі М1зменшується в той момент, коли сигнал HF спадає.

На фіг. 8 зображено електронний пристрій 800 згідно з другим та/або третім аспектом винаходу. В електронному пристрої 800 є вхід 810 для прийому напруги мережі. Частина електронного пристрою працює з використанням напруги мережі і називається силовою схемою 808. Силова схема 808 підключається до входу 810 і відключається від нього з допомогою симістора 802. Напруга мережі також приймається системою 812 електроживлення згідно з першим аспектом винаходу. Система 812 електроживлення подає харчування при низькій напрузі 815 на контролер 818 електронного пристрою і опціонально на низьковольтну схему 824, що забезпечує, наприклад, інтерфейс з пів�я або може управлятися керуючим сигналом 816, приймаються від контролера 818 пристрою. Контролер 818 пристрою додатково підключається до пристрою 820 включення/виключення, що детектує, подає користувач команду включення або виключення команда. Команда користувача може прийматися кнопковим перемикачем, детектором дистанційного управління або іншим засобом прийому введених користувачем даних. У відповідь на детектированную команду включення або у відповідь на детектированную команду вимикання здійснюється управління переходом симістора 802 в провідний або непроводящее стан відповідно з допомогою керуючого сигналу 804 симістора, управління знаходженням низьковольтної схеми у включеному або вимкненому стані відповідно з допомогою керуючого сигналу 822 низьковольтної схеми і опціонально управління знаходженням системи 812 електроживлення в режимі готовності або робочому режимі з допомогою керуючого сигналу 816. Додатково, при включенні електронного пристрою 800 контролер 818 управляє основною роботою силової схеми 808 допомогою керуючого сигналу 806 високовольтної схеми. Необхідно відзначити, що замість симістора 802 можуть використовуватися і інші засоби перемикання на у відповідності з першим аспектом винаходу. Система 900 електроживлення аналогічна системі 700 електроживлення, показаної на фіг. 7. Призначення і дія мікроконтролера 908 аналогічно призначенню і дії контролера 702 на фіг. 7. Мікроконтролер 908 може додатково використовуватися для управління (основної) роботою пристрою, в якому використовується система 900 електроживлення. Система 900 електроживлення містить інтегральну схему (ІВ) 902, в якій реалізована частина системи 700 електроживлення. Напівпровідникові стабілітрони D3bі D3aне містяться в ІС 902, оскільки присутність напівпровідникових стабілітронів в ІС обмежена. Замість напівпровідникового стабілітрона D3bв ІС 902 реалізується шунтувальний регулятор 904 з контуром управління, що містить резистори R9і R10. Замість напівпровідникового стабілітрона D3aв ІС 902 реалізується додатковий шунтувальний регулятор 906 з контуром управління, що містить резистори R11і R12. Конфігурація шунтуючого регулятора 904, включаючи контур управління, що містить резистори R9і R10представлена на фіг. 9b. Шунтувальний регулятор 904 містить джерело напруги, пропорційного абсолютній температурі (PTAT), для створення опорного напря� утворюють схему розподілу напруги, яка подає поділена напруга на плюсовій вхід ОУ U1. Вихідний сигнал ОУ U1подається через резистор R1на базу паралельного транзистора Q1, який підключається між двома висновками шунтуючого регулятора 904. Якщо ділене напруга більше опорної напруги, транзистор починає проводити струм, що викликає меншу різниця напруг між двома висновками шунтуючого регулятора. Схема розподілу напруги в сукупності з іншими напругою джерела напруги PTAT визначає, до якої величини напруження обмежується шунтувальним регулятором.

На фіг. 10 зображений інший варіант здійснення системи електроживлення згідно з першим аспектом винаходу. Система 1000 електроживлення аналогічна системі 900 електроживлення, показаної на фіг. 9а, однак резистор R5b для захисту від перенапруг замінений на активну схему 1004 обмеження струму, яка реалізується в ІС 1002 і розміщується послідовно з шунтовим регулятором 904.

На фіг. 11 представлений ще один варіант здійснення системи електроживлення згідно з першим аспектом винаходу. Показаний варіант здійснення аналогічний системі 900 електроживлення, показаної на фіг. 9а, і Ѵержит шунтувальний регулятор 904 з контуром управління, як описано стосовно системи 900 електроживлення на фіг. 9а. Тим не менш, ІС 1102 містить керований перемикач 1108 і контур управління, містить захист 1106 від перенапруги (OVP) для керування напругою на конденсаторі C2b. Додатково, схема обмеження струму, як описано стосовно фіг. 10, підключається послідовно керованого комутатора 1108. ІВ 1102 містить OVP 1106, яка порівнює напруга на конденсаторі C2bз опорною напругою Vref. При практичному здійсненні OVP 1106 є компаратором з гістерезисом. Вихідний сигнал OVP 1106 подається на керований перемикач з метою замикання перемикача, коли напруга на конденсаторі C2bзанадто високо. Як зазначено вище, опорне напруга Vrefможе генеруватися з використанням реалізації на ІС джерела напруги РТАТ. У разі якщо керованим перемикачем 1108 є двонаправлений перемикач для управління потрібна так звана схема 1110 з нульовим х, коли керований перемикач 1108 може бути замкнений на деякий інтервал часу таким чином, що конденсатор C2bбільше не заряджається. Керований перемикач 1108 може бути замкнутий лише в тому астает. Схема 1110 з нульовим х повинна вимірювати змінний струм і містить диференціюючу ланцюг, яка є відносно складним. Замість двонаправленого керованого перемикача 1108 і схеми 1110 з нульовим х може використовуватися послідовна компонування 1112 МОП транзистори n-типу S2і діода D5.

На фіг. 12 зображений інший варіант здійснення системи 1200 електроживлення. Система 1200 електроживлення аналогічна системі 1100 електроживлення на фіг. 11. Система 1200 електроживлення містить ІС 1202, яка замість сукупності діода D4, резистора R6і конденсатора З3, показаних на фіг. 11, містить схему 1204 зміщення рівня, що перетворює напругу в області напруг, що живлять мікроконтролер 908, в область напруг, в якій працює керований перемикач S1. Реалізації схем зміщення рівня на ІС добре відомі. Хоча для реалізації схеми 1204 зміщення рівня в ІС 1202 повинно використовуватися відносно велике число компонентів, це, тим не менш, може бути виконано відносно ефективно в порівнянні з використанням додаткового зовнішнього конденсатора З3.

У розглянутому вище варіанті здійснення мікроконтролер 908 осущестля замкнутий. Для виконання цієї функції мікроконтролер 908 повинен мати таймер, який недорогих мікроконтролерах часто відсутня. Застосування автоколивального проміжного вольтододаточного перетворювача є рішенням, що не вимагає таймера в мікроконтролері 908. Це показано на фіг. 13.

Система 1300 електроживлення містить інтегральну схему 1302, яка аналогічна ІС 1202 на фіг. 12. Система 1300 електроживлення містить мікроконтролер 1310, який можна порівняти з мікроконтролером 908 попередніх варіантів здійснення, однак дозволяючий сигнал EN мікроконтролера 908, який подається на інтегральну схему 1302, лише вказує, повинен працювати перетворювач постійного струму в постійний струм. В системі 1300 електроживлення перетворювачем постійного струму в постійний струм є проміжний вольтододаточного перетворювач, утворений керованим перемикачем S1, діодом D3, котушкою L1індуктивності та контролером 1306 підвищення напруги. В даному варіанті здійснення контролером 1306 підвищення напруги є так званий контролер PWM SOPS, що означає автоколивальний контролер живлення з широтно-імпульсною модуляцією. Такі контролери і�авления проводять і непровідним станом керованого перемикача S1. Керуючий сигнал подається на схему 1304 зміщення рівня для генерування належного рівня напруги, яка потрібна для управління керованим перемикачем S1. Контролер 1306 підвищення напруги живиться від нейтрального живлячої напруги N і негативного живлячої напруги Vneg. Контролер 1306 підвищення напруги додатково приймає дозволяючий сигнал EN від мікроконтролера 1310, який вказує, чи працювати проміжний вольтододаточного перетворювач. Можливі абсолютно різні рішення по функціонуванню автоколивального проміжного вольтододаточного перетворювача. На фіг. 13 контролер 1306 підвищення напруги підключений до так званої схеми 1308 фіксованого тони і має підключення до вузла, що є загальним для керованого перемикача S1, котушки L1індуктивності та діода D3. Підключення до спільного вузла використовується для контролю струму через діод D3. Схема 1308 фіксованого тони і контролер 1306 підвищення напруги забезпечують так зване управління фіксованого тони проміжного вольтододаточного перетворювача. Це означає, що управління керованим переключателния керованим перемикачем S1у непроводящем стані, і коли струм через діод D3стає практично рівним нулю, управління керованим перемикачем S1здійснюється в провідному стані протягом фіксованого проміжку часу. Перевага управління фіксованого тони проміжного вольтододаточного перетворювача полягає в тому, що частота, на якій працює проміжний вольтододаточного перетворювач, практично постійна. Недолік полягає в тому, що максимальна потужність проміжного вольтододаточного перетворювача залежить від розкиду значень L1. Додатково, якщо Vposстає, наприклад, тимчасово нижче, ніж рівень напруги, при якому керований перемикач 1108 і захист 1106 від перенапруг здійснюють спробу регулювання Vpos, вхідний струм знижується, при цьому максимальна потужність проміжного вольтододаточного перетворювача також знижується. Це може бути припинено за допомогою механізму керування, який описується з використанням фіг. 14.

На фіг. 14 зображений варіант здійснення системи 1400 електроживлення. Резистор Rsenseпідключається послідовно котушки L1індуктивності для измерекатушки L1індуктивності, подається на ІС 1402, яка аналогічна ІС 1302 на фіг. 13, проте ІС 1402 містить імпульсний інвертується контролер 1406, який управляє керованою перемикачем S1не на основі механізму управління фіксованого тони, а на основі вимірювання кількості енергії, яка зберігається в котушці L1індуктивності. При здійсненні управління керованим перемикачем S1у провідному стані струм через L1підвищується, і імпульсний інвертується контролер визначає величину струму через вхідний порт R3інтегральної схеми 1402. При досягненні максимального струму Ipeakчерез L1, визначається величиною резистора Rsense, здійснюється управління керованим перемикачем S1у непроводящем стані до тих пір, поки струм через діод D3не стане практично рівним нулю. Коли струм через діод D3стає практично рівним нулю, здійснюється управління керованим перемикачем в провідному стані. Перевага такого механізму управління полягає в тому, що розкид значень L1може бути усунутий. Недолік полягає в тому, що коли максимальний струм Ipeakстає занадто великим, тре�ь напруги Vposзнижується.

На фіг. 15 зображено ще один варіант здійснення системи електроживлення. Система 1500 електроживлення аналогічна системі 1300 електроживлення на фіг. 13 і містить, наприклад, для управління проміжним вольтододаточного перетворювачем механізм управління фіксованого тони допомогою імпульсного інвертуючого контролера 1306 і схеми 1308 фіксованого тони. В ІС 1502 на фіг. 15 рівень негативного напруги Vnegуправляється пропорційним керуванням рівнем позитивного напруги Vpos. Напруга на конденсаторі C2bбільше не підтримується постійним, тим не менш, напруга на конденсаторі C2bуправляється в залежності від енергоспоживання навантаження, яка живиться негативною напругою Vneg. З допомогою іншого захисту 1504 від перенапруги (OVP) негативне напруга порівнюється з опорною напругою Vref. При практичному здійсненні OVP 1504 є компаратором з гістерезисом. Якщо абсолютне значення рівня негативного напруги Vnegє занадто малим, здійснюється управління керованим перемикачем 1108 для забезпечення підвищення напруги на конденсаторі C2b, а якщо�виправлення керованим перемикачем 1108 для забезпечення зниження напруги на конденсаторі C2b. Результат управління полягає в тому, що на проміжний вольтододаточного перетворювач подається в точності належна величина потужності. Такий тип управління, є управлінням рівнем позитивного напруги Vposв залежності від рівня негативного напруги Vnegдобре взаємодіє з управлінням фіксованого тони проміжного вольтододаточного перетворювача. Додатково, в одному варіанті здійснення мікроконтролер 1310 не має дозволяючого вихідного сигналу EN, і, отже, ІС 1502 не має вхідного контакту для прийому дозволяючого сигналу EN: якщо величина споживаної потужності є занадто низькою, керований перемикач 1108 постійно замкнутий, і, як зазначено в попередньому варіанті здійснення (наприклад, стосовно фіг. 3) втрати в резервному режимі зберігаються низькими за рахунок підтримки напруги на конденсаторі C2bпрактично рівним нулю і, тим самим, регулювання проміжного вольтододаточного перетворювача в неробочому стані.

Необхідно відзначити, що керований перемикач 1108 повинен бути двонаправленим перемикачем. Управління рівнем негативного напруги Vnegз і�тель може бути негативним або позитивним. Керований перемикач 1108 не може бути замінений послідовної компонуванням 1112, показаної на фіг. 11. Додатково, керований перемикач S1 зображений у вигляді МОП транзистора p-типу. Керований перемикач S1також може бути реалізований у вигляді pnp-транзистора, npn-транзистора або МОП транзистори n-типу. Однак у таких системах електроживлення, як система 1500, переважно використовувати МОП транзистор p-типу, оскільки величина перетвореної потужності є відносно невеликий.

На фіг. 16 зображено ще один варіант здійснення системи електроживлення згідно з першим аспектом винаходу. Система 1600 електроживлення містить інтегральну схему (ІВ) 1602, яка аналогічна ІС 1302 на фіг. 13, проте діод D3замінений на керований перемикач S3, який зображений на фіг. 16 у вигляді n-МОП транзистори. Імпульсний інвертується контролер 1606 управляє керованою перемикачем S3для реалізації функції фазочутьєвого детектора з використанням керованого перемикача S3. Заміна діода D3на МДН транзистор n-типу і керуюча схема для МДН транзистора n-типу легко можуть бути досягнуті при реалізації в ІС, але не в тому сла фіг. 17 зображено ще один варіант здійснення системи електроживлення. Система 1700 електроживлення містить інтегральну схему (ІВ) 1702, яка аналогічна ІС 1302 показаного на фіг. 13 варіанту здійснення. Крім діода D3використовується діод D4для подачі живлення на додаткову шину Vauxхарчування. В шині Vauxхарчування є конденсатор С4 для тимчасового зберігання енергії, при цьому шина Vauxживлення використовується для подачі живлення, наприклад, на всі світлодіоди пристрою, в якому використовується система електроживлення. Перевага конфігурації з використанням додаткової шини Vauxхарчування складається в тому, що коли, незважаючи на заходи безпеки, шина Vauxхарчування закорочується, система 1700 електроживлення, тим не менш, подає потужність в мікроконтроллер 1310 по шині Vnegнегативного напруги. Таким чином, робота мікроконтролера 1310 не переривається із-за проблем в ланцюгах, які живляться через шину Vauxживлення.

Необхідно зазначити, що вищеописані варіанти здійснення ілюструють, а не обмежують винахід, і що фахівці зможуть створити безліч альтернативних варіантів здійснення в межах � дужки, не повинні тлумачитися як такі, що обмежують пункт формули винаходу. Використання дієслова «бути» і його спряжений не виключає наявності елементів або етапів крім зазначених у пункті формули винаходу. Єдине число не виключає наявності безлічі таких елементів. Винахід може бути реалізовано з допомогою апаратного забезпечення, що містить декілька окремих елементів, і з допомогою відповідним чином запрограмованого комп'ютера. У пункті формули винаходу на пристрій, перечисляющем кілька засобів, деякі з цих коштів можуть бути здійснені за допомогою одного і того ж елемента апаратного забезпечення. Сам по собі той факт, що деякі критерії викладаються в різних залежних пунктах формули винаходу, не означає, що сукупність цих критеріїв не може використовуватися з користю.

1. Система(200, 300, 400, 600, 700, 812, 900, 1000, 1100, 1200, 1300, 1400, 1500, 1600, 1700) електроживлення, що містить:
- перший вхід (206) для прийому напруги змінного струму,
- вихід (218) для подачі живлення в навантаження (216, RL),
- перетворювач постійного струму в постійний струм (204, 404), що містить другий вхід (203), має ємнісну зв'язок з першим входом (206) і розміщений для подачі питжду першим входом (206) і виходом (218), для подачі випрямленої вихідної напруги на вихід (218),
- обмежувач (214, Dzener2, D3a) напруги, пов'язаний з виходом (218), для обмеження випрямленої вихідної напруги попередньо визначеним напругою.

2. Система(200, 300, 400, 600, 700, 812) електроживлення по п. 1, що містить:
- додаткову випрямні схему (302, D2), що має ємнісну зв'язок з першим входом (206), для забезпечення додаткового випрямленої напруги на другий вихід (203),
- додатковий обмежувач (304, Dzener1, D3b) напруги, пов'язаний з другим входом (203) і розміщений для обмеження додаткового випрямленої напруги другого входу (203) додатковим попередньо визначеним напругою.

3. Система(200, 300, 400, 600, 700, 812) електроживлення по п. 2, в якій абсолютне значення додаткового попередньо визначеного напруги більше абсолютного значення попередньо визначеного напруги.

4. Система(200, 300, 400, 600, 700, 812) електроживлення по п. 2, виконана з можливістю роботи в режимі резервному для забезпечення резервної потужності в навантаження (216, RL), або в робочому режимі для забезпечення робочої потужності в навантаження (216, RL), причому система(200, 300, 400, 600, 700, 812) електроживлення соде4, Dzener1, D3b) напруги для закорочування додаткового обмежувача (304, Dzener1, D3b) напруги, і контролер (406, 602, 702, 814) для замикання закорачивающего керованого перемикача (306) в резервному режимі, або система(200, 300, 400, 600, 700, 812, 900, 1000, 1100, 1200, 1300, 1400, 1500, 1600, 1700) електроживлення містить додатковий закорочувальний керований перемикач (301), резмещенний між вузлом, який є загальним для ємнісний зв'язку (208, Ссар) і додаткової випрямної схеми (302, D2), і вузлом системи(200, 300, 400, 600, 700, 812, 900, 1000, 1100, 1200, 1300, 1400, 1500, 1600, 1700) електроживлення, які мають нейтральне напруга (N), і містить контролер (406, 602, 702, 814) для замикання додаткового закорачивающего керованого перемикача (301) в резервному режимі.

5. Система(200, 300, 400, 600, 700, 812) електроживлення по п. 2, виконана з можливістю роботи або в резервному режимі для подачі резервної потужності в навантаження (216, RL), або в робочому режимі для подачі робочої потужності в навантаження (216, RL), причому перетворювач постійного струму в постійний струм (204, 404) містить проміжний вольтододаточного перетворювач, що містить керований перемикач (S1, M1) для модулювання струму через котушку (L1) індуктивності, причому система(200, 300, 400, 600, 700, 812) электропи�02, 702, 814) розміщено для (i) управління знаходженням керованого перемикача (S1, M1) постійно в замкнутому стані в резервному режимі системи електроживлення для закорочування додаткового обмежувача (304, Dzener1, D3b) напруги через котушку (L1) індуктивності та (ii) управління перемиканням керованого перемикача (S1, M1) між розімкненим станом і замкнутим станом в робочому режимі системи(200, 300, 400, 600, 700, 812) електроживлення для управління збереженням енергії в котушці (L1) індуктивності і вивільненням енергії з неї.

6. Система(200, 300, 400, 600, 700, 812) електроживлення по п. 1, виконана з можливістю роботи або в резервному режимі для забезпечення резервної потужності в навантаження (216, RL), або в робочому режимі для забезпечення робочої потужності в навантаження (216, RL), і містить контролер для управління керованим перемикачем (307) відключення для відключення другого входу перетворювача постійного струму в постійний струм від ємнісний зв'язку з входом в резервному режимі.

7. Система(200, 300, 400, 600, 700, 812) електроживлення по п. 2, в якій напруга змінного струму, прийняте першим входом (206), містить ділянку зростаючого напруження хвилі напруги змінного струму і містить ділянку убиватью випрямлення тільки одного з ділянки зростаючого напруження або ділянки убутного напруги, а додаткова випрямна схема (302, D2) виконана з можливістю випрямлення іншого з ділянки зростаючого напруження або ділянки убутного напруги.

8. Система(200, 300, 400, 600, 700, 812) електроживлення по п. 1 або 2, в якій
- система(200, 300, 400, 600, 700, 812) електроживлення по п. 1, містить одиночну ємнісну зв'язок (208, Ссар), що містить, принаймні, один конденсатор, або
- система(200, 300, 400, 600, 700, 812) електроживлення по п. 2 містить одиночну ємнісну зв'язок (208, Ссар), підключену між першим входом (206) і випрямної схеми (212, D1) і підключену між першим входом (206) і додаткової випрямної схеми (302, D2), причому одиночна ємнісна зв'язок (208, Ссар) містить конденсатор для забезпечення ємнісний зв'язку, або
- система(200, 300, 400, 600, 700, 812) електроживлення по п. 2 містить першу ємнісну зв'язок (202), підключену між першим входом (206) і випрямної схеми (212, D1), і містить другу ємнісну зв'язок (210), підключену між першим входом (206) і додаткової випрямної схеми (302, D2), причому і перша ємнісна зв'язок (202), і друга ємнісна зв'язок (210) містять конденсатор для забезпечення ємнісний зв'язку.

9. Система(200, 300, 400, 600, 700, 812, 900, 1000, 1100, 1200, 1300, 1400, 1500, 1600, 1700) електроживлення � перемикач (1108) обмеження напруги, причому перший вхід захисту (1106) від перенапруг пов'язаний з другим входом, а другий вхід захисту (1106) від перенапруг пов'язаний з попередньо визначеним опорною напругою, вихід захисту (1106) від перенапруг пов'язаний з керованим перемикачем (1108) обмеження напруги для управління знаходженням керованого перемикача (1108) обмеження напруги або в провідному режимі, або в непроводящем режимі і при цьому керований перемикач (1108) обмеження напруги пов'язаний з вузлом, який є загальним для ємнісний зв'язку (208, Ссар) і додаткової випрямної схеми (302, D2), і пов'язаний з нейтральним напругою (N) системи(200, 300, 400, 600, 700, 812, 900, 1000, 1100, 1200, 1300, 1400, 1500, 1600, 1700) електроживлення.

10. Система(200, 300, 400, 600, 700, 812, 900, 1000, 1100, 1200, 1300, 1400, 1500, 1600, 1700) електроживлення по п. 8, в якій
- обмежувач (214, Dzener2, D3a) напруги містить захист (1504) від перенапруг для детектування випрямленої вихідної напруги, є занадто високим та дуже низьким щодо попередньо визначеного напруги,
- додатковий обмежувач (304, Dzener1, D3b) напруги містить керований перемикач (1108) обмеження напруги, пов'язаний з вузлом, який є загальним для ємнісний зв'язку 00, 700, 812, 900, 1000, 1100, 1200, 1300, 1400, 1500, 1600, 1700) електроживлення, причому керований перемикач (1108) обмеження напруги управляється захистом (1504) від перенапруг з переходом в провідний стан, якщо абсолютне значення випрямленої вихідної напруги є занадто високим, і з переходом в непроводящее стан, якщо абсолютне значення випрямленої вихідної напруги є надто низьким.

11. Система(200, 300, 400, 600, 700, 812, 900, 1000, 1100, 1200, 1300, 1400, 1500, 1600, 1700) електроживлення по кожному з пп. 1, 2, 4 або 5, в якій система(200, 300, 400, 600, 700, 812, 900, 1000, 1100, 1200, 1300, 1400, 1500, 1600, 1700) електроживлення містить інтегральну схему(902, 1002, 1102, 1202, 1302, 1402, 1502, 1602, 1702), яка містить, щонайменше, одне з групи, що складається з: щонайменше частина перетворювача постійного струму в постійний струм (204, 404), обмежувач (214, Dzener2, D3a) напруги, додатковий обмежувач (304, Dzener1, D3b) напруги, закорочувальний керований перемикач (306), контролер (406, 602, 702, 814) для управління закорачивающим керованим перемикачем (306), щонайменше, частина проміжного вольтододаточного перетворювача, керований перемикач (M1, S1) проміжного вольтододаточного перетворювача, діод (D3) проміжного вол�для забезпечення потужності на додаткову шину (Vauxхарчування, контролер (702, 1204, 1306, 1406) для управління керованим перемикачем (M1, S1) проміжного вольтододаточного перетворювача, схему (1004) обмеження струму для обмеження струму через обмежувач (214, Dzener2, D3a) напруги.

12. Система(200, 300, 400, 600, 700, 812, 900, 1000, 1100, 1200, 1300, 1400, 1500, 1600, 1700) електроживлення по п. 11, в якій:
- обмежувач (214, Dzener2, D3a) напруги містить шунтувальний регулятор (904, 910) з контуром управління, утвореним послідовної компонуванням двох резисторів (R9, R10), або
- додатковий обмежувач (304, Dzener1, D3b) напруги містить додатковий шунтувальний регулятор (906) з контуром управління, утвореним додаткової послідовної компонуванням двох резисторів (R11, R12), або
- обмежувач (214, Dzener2, D3a) напруги містить шунтувальний регулятор (904, 910) з контуром управління, утвореним послідовної компонуванням двох резисторів (R9, R10), а додатковий обмежувач (304, Dzener1, D3b) напруги містить додатковий шунтувальний регулятор (906) з контуром управління, утвореним додаткової послідовної компонуванням двох резисторів (R11, R12).

13. Електронний пристрій (800), що містить систему(200, 300, 400, 600, 700, 812) електроживлення по п. 1.

14. Електронний пристрій�(800) для управління знаходженням електронного пристрою (800) у резервному режимі або в робочому режимі,
- систему(200, 300, 400, 600, 700, 812) електроживлення по п. 7, в якій контролер (406, 602, 702, 814) системи(200, 300, 400, 600, 700, 812) електроживлення об'єднаний з контролером (406, 602, 702, 814) пристрою.

15. Контролер (406, 602, 702, 814) для використання в системі(200, 300, 400, 600, 700, 812) електроживлення по п. 7 або для використання в електронному пристрої (800) за п. 14.



 

Схожі патенти:

Рекуператор електроенергії для перетворювачів частоти з ланкою постійного струму

Винахід відноситься до області електротехніки. Рекуператор електроенергії для перетворювачів частоти з ланкою постійного струму, що містить однофазний транзисторний міст, що складається з чотирьох транзисторів, паралельно яким з'єднані чотири діода. Пристрій містить конденсатор, перший шунт і послідовно з'єднаний з ним згладжуючий дросель, ланка постійного струму, датчик напруги ланки постійного струму, датчик напруги мережі. Рекуператор електроенергії містить блок управління, виходи якого з'єднані з однофазним транзисторним мостом, реле і п'ятим транзистором, включеним в розрив позитивної лінії ланки постійного струму, а входи блоку управління з'єднані з датчиками напруги мережі і напруги в ланці постійного струму, а також чотирма шунтами; при цьому другий шунт встановлено послідовно з ланкою постійного струму, а третій і четвертий шунти встановлені в розрив ланцюгів витоків третього і четвертого транзисторів. Технічний результат - отримання коефіцієнта потужності, близької до одиниці, можливість передачі енергії як в прямому, так і в зворотному напрямку, зменшення масогабаритних показників згладжуючих фільтрів за рахунок підвищення �

Багатозонний перетворювач постійного струму в змінний

Винахід відноситься до напівпровідникових перетворювачів електричної енергії, призначеним для перетворення постійного струму в регульований змінний і може бути використане в регульованих електроприводах змінного струму і в якості регульованого другого перетворювача в перетворювачах частоти з проміжним ланкою постійного напруження. Технічний результат полягає у створенні більш простого багатозонного перетворювача постійного струму в змінний з підвищеними масогабаритними параметрами, меншим зворотним напругою на вентилях, із зменшеною кількістю котушок індуктивності та поліпшеними енергетичними показниками, що веде до спрощення перетворювача. Для цього заявлене пристрій містить джерело струму, 3-фазну мостову схему, в якій кожне плече мосту виконано з 2 груп n-послідовно включених керованих односпрямованих вентилів, до точок з'єднання яких в кожному плечі моста введені додатково дві групи некерованих вентилів, причому одна група n керованих вентилів підключена катодом крайнього вентиля до навантаження, а анодом іншого крайнього вентиля групи - до «+» джерела струму, друга група управляеодом послідовно включених керованих вентилів першої групи і навантаженням включені діоди першої додаткової групи, катодами до навантаження, аналогічно, між катодами керованих вентилів другої групи і навантаженням також включені діоди другої додаткової групи, анодами до навантаження. 3 іл.

Спосіб експлуатації перетворювальної схеми і пристрій для здійснення способу

Винахід відноситься до галузі силової електроніки і може бути використане при експлуатації перетворювальної схеми

Трифазний випрямляч активний

Винахід відноситься до силової перетворювальної техніки і може бути використаний для живлення електроприводів постійного струму, в складі перетворювачів частоти для живлення електроприводів змінного струму, в системах електроживлення постійним струмом, у силових випрямних установок, що живляться від джерел електричної енергії обмеженої потужності

Вентиль електричний

Винахід відноситься до області електроніки і електротехніки і може бути використане в випрямлячах, в пристроях з паралельним з'єднанням джерел напруги живлення на загальну навантаження тощо

Джерело вторинного електроживлення

Винахід відноситься до електротехніки, до перетворювачів змінної напруги в постійне для забезпечення захисту навантаження від перенапруг, що виникають в джерелі змінної напруги

Компенсаційний стабілізатор напруги

Винахід відноситься до електротехніки

Джерело живлення

Винахід відноситься до блоків живлення, в особливості до схем випрямлячів, виконаних на польових МОП-транзисторах

Джерело живлення з захистом від перевантажень

Винахід відноситься до електротехніки і може бути використано в системах живлення пристроїв автоматики та обчислювальної техніки
Up!