Однофазный безмостовой корректор коэффициента мощности

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в однофазных и трехфазных выпрямителях. Достигаемый технический результат - преобразование однополупериодного корректора коэффициента мощности в двухполупериодный с сохранением общей точки входного и выходного напряжения. Однофазный безмостовой корректор коэффициента мощности содержит два полностью управляемых вентиля, три диода, индуктивный накопитель и конденсатор фильтра, диод 1 анодом подключен к фазе сети, катодом - к аноду управляемого вентиля 2, катод которого подключен к соединенным между собой катодом диода 3 и первым выводом индуктивного накопителя 4, анод диода 3 соединен с нейтралью сети, второй вывод индуктивного накопителя 4 подключен к соединенным между собой анодами управляемого вентиля 5 и диода 6, катод управляемого вентиля 5 соединен с нейтралью сети, катод диода 6 подключен к положительному выводу конденсатора фильтра 7, отрицательный вывод которого соединен с нейтралью сети, отличающийся тем, что введены диод 8 и диод 9, анодами подключенные к катоду управляемого вентиля 5, катод диода 8 подключен к фазе сети, катод диода 9 - к нейтрали сети. 1 ил.

 

Настоящее изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в однофазных и трехфазных выпрямителях с улучшенной электромагнитной совместимостью.

Из существующего уровня техники известен однополупериодный корректор коэффициента мощности. Наиболее близким к заявленному техническому решению является двухполупериодный полумостовой корректор коэффициента мощности, в котором два однополупериодных корректора включаются по схеме удвоения напряжения [Tan J., Zhou Z., Yang J., Gou W., Yirig J. Single-phase and three-phase dual buck-boost/buck power factor correction circuits and controlling method thereof. Патент №0253295. Опубл. 7.10.2010].

Одним из основных недостатков указанного решения является значительная сложность схемы.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является упрощение схемы полумостового двухполупериодного корректора коэффициента мощности.

Данная задача решается за счет того, что однополупериодный корректор при добавлении двух диодов становится двухполупериодным с сохранением общей точки входного и выходного напряжения.

Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является более простая схема двухполупериодного (безмостового) корректора коэффициента мощности с общей точкой входного и выходного напряжения.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображено:

На фиг.1 - двухполупериодный безмостовой корректор коэффициента мощности.

Предлагаемое устройство содержит два полностью управляемых вентиля, три диода, индуктивный накопитель и конденсатор фильтра, у которого диод 1 анодом подключен к фазе сети, катодом к аноду управляемого вентиля 2, катод управляемого вентиля 2 подключен к соединенным между собой катодом диода 3 и первым выводом индуктивного накопителя 4, анод диода 3 соединен с нейтралью сети, второй вывод индуктивного накопителя 4 подключен к соединенным между собой анодами управляемого вентиля 5 и диода 6, катод управляемого вентиля 5 соединен с нейтралью сети, катод диода 6 подключен к положительному выводу конденсатора фильтра 7, отрицательный вывод конденсатора фильтра 7 соединен с нейтралью сети. Для обеспечения возможности двухполупериодной работы корректора вводятся диоды 8 и 9, анодами подключаемые к катоду управляемого вентиля 5, катодом диода 8 - к фазе, катодом диода 9 - к нейтрали сети.

Для положительного и отрицательного полупериодов сетевого напряжения заявляемое устройство имеет разные конфигурации.

Для положительного полупериода - последовательное соединение повышающего и понижающего регуляторов, с результирующим коэффициентом передачи K⁽⁺⁾=D/(1-D), где D - коэффициент заполнения (относительное время открытого состояния вентиля). На отрицательном полупериоде фазного напряжения устройство работает как инвертирующий регулятор с коэффициентом передачи K^(-)=D/(1-D).

Как видно из соотношений, коэффициент передачи одинаковый для положительного и отрицательного полупериода. Таким образом, заявляемое устройство может работать как корректор коэффициента мощности и на положительном, и отрицательном полупериодах сетевого напряжения.

Данное устройство позволяет получать на выходе постоянное напряжение любого уровня (от 0 до бесконечности); либо наоборот, стабилизировать выходное напряжение при нестабильности сетевого.

Принцип работы заявляемого устройства состоит в следующем. На положительном полупериоде при одновременном открывании управляемых вентилей 2 и 5 энергия запасается в индуктивном накопителе 4. Ток протекает по контуру от фазы сети к нейтрали N:

фаза «+»-1-2-4-5-9-N«-».

При одновременном выключении вентилей накопленная энергия передается в нагрузку по цепи:

N-3-4-6-7«+», где 7«+» - положительный вывод конденсатора фильтра.

На отрицательном полупериоде накопление энергии в 4 происходит при открывании вентиля 5 (состояние 2 безразлично). Ток протекает по контуру:

N«+»-3-4-5-8-фаза «-».

При размыкании 5 энергия передается в нагрузку по цепи:

N-3-4-6-7«+».

Наличие общей точки выходного напряжения и напряжения сети допускает соединение трех таких устройств по трехфазной схеме в виде трехфазного безмостового корректора коэффициента мощности.

Таким образом, благодаря тому, что однополупериодный корректор при добавлении двух диодов становится двухполупериодным с сохранением общей точки входного и выходного напряжения, достигается упрощение схемы полумостового двухполупериодного корректора.

Однофазный безмостовой корректор коэффициента мощности, содержащий два полностью управляемых вентиля, три диода, индуктивный накопитель и конденсатор фильтра, у которого диод 1 анодом подключен к фазе сети, катодом к аноду управляемого вентиля 2, катод управляемого вентиля 2 подключен к соединенным между собой катодом диода 3 и первым выводом индуктивного накопителя 4, анод диода 3 соединен с нейтралью сети, второй вывод индуктивного накопителя 4 подключен к соединенным между собой анодами управляемого вентиля 5 и диода 6, катод управляемого вентиля 5 соединен с нейтралью сети, катод диода 6 подключен к положительному выводу конденсатора фильтра 7, отрицательный вывод конденсатора фильтра 7 соединен с нейтралью сети, отличающийся тем, что вводятся диод 8 и диод 9, анодами подключаемые к катоду управляемого вентиля 5, катодом диода 8 - к фазе, катодом диода 9 - к нейтрали сети.