ES2205090T3 - Salidas multiples, conmutacion a tension cero, inversor vhf resonante en serie. - Google Patents
Salidas multiples, conmutacion a tension cero, inversor vhf resonante en serie.Info
- Publication number
- ES2205090T3 ES2205090T3 ES97110393T ES97110393T ES2205090T3 ES 2205090 T3 ES2205090 T3 ES 2205090T3 ES 97110393 T ES97110393 T ES 97110393T ES 97110393 T ES97110393 T ES 97110393T ES 2205090 T3 ES2205090 T3 ES 2205090T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- resonant
- capacitor
- network
- inductor
- circuit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 106
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims description 16
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 15
- 230000004913 activation Effects 0.000 claims 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 4
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 2
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M7/00—Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output
- H02M7/42—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal
- H02M7/44—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters
- H02M7/48—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M7/53—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M7/537—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
- H02M1/0083—Converters characterised by their input or output configuration
- H02M1/009—Converters characterised by their input or output configuration having two or more independently controlled outputs
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
- Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
Abstract
INVERSORES VHF DE DC A AC QUE INCLUYEN CIRCUITERIA DE CONMUTACION (13; 115, 125) Y MULTIPLES REDES RESONANTES CONFORMADORAS DE ONDA (C11, L11, C21, L21, C22; C111, L111, C221, L221, C331, L331, C441, L441) CONECTADAS ENTRE LA CIRCUITERIA DE CONMUTACION (13; 115, 125) Y LOS RESPECTIVOS CIRCUITOS DE CARGA (33, 43; 133, 143)
Description
Salidas múltiples, conmutación a tensión cero,
inversor VHF resonante en serie.
La presente invención se refiere a un inversor de
corriente continua a corriente alterna (CC a CA) de VHF que
comprende medios de conmutación conectados entre una tensión de
alimentación y una tensión de referencia, una primera red o malla
resonante para conformado de onda, sensible a dichos medios de
conmutación, un primer circuito de carga sensible a dicha primera
red de conformado de onda resonante, una segunda red de conformado
de onda resonante, sensible a dichos medios de conmutación, y un
segundo circuito de carga, sensible a dicha segunda red de
conformado de onda resonante.
Además, la presente invención se refiere a un
inversor de corriente continua a corriente alterna que comprende una
primera red de conformado de onda resonante, una segunda red de
conformado de onda resonante, primeros medios de conmutación,
segundos medios de conmutación, un primer circuito de carga y un
segundo circuito de carga.
Tales inversores de corriente continua a
corriente alterna se conocen del documento
EP-A-0062275. Este documento se
refiere a un circuito de control de lámpara fluorescente que
incluye un circuito oscilador equilibrado o en
contra-fase que tiene dos transistores, un elemento
inductivo y un condensador destinado a suministrar energía a las
lámparas. Si se han de conectar más de una lámpara fluorescente al
circuito de control, la lámpara adicional es alimentada por los
mismos dos transistores en paralelo, a través de otro elemento
inductivo y otro condensador.
Los inversores de corriente continua a corriente
alterna se utilizan habitualmente en aplicaciones que requieren la
conversión de potencia de corriente continua a potencia de
corriente alterna y que incluyen, por ejemplo, las fuentes de
alimentación de potencia. Los inversores de corriente continua a
corriente alterna han venido diseñándose para funcionar en el
intervalo de frecuencias de VHF, puesto que las frecuencias mayores
permiten unas componentes pasivas significativamente más pequeñas y
proporcionan también una respuesta de realimentación más rápida a
las perturbaciones en la carga.
En numerosas aplicaciones se requieren salidas
múltiples para el suministro de potencia, por ejemplo, una salida
principal y una o más salidas auxiliares. Típicamente, esto se
logra con el uso de inversores independientes, o bien de divisores
de potencia que dividen la salida de un único inversor.
Las consideraciones que se han de tener en cuenta
para inversores independientes y para los divisores de potencia
incluyen la complejidad, la eficiencia reducida y el número
incrementado de sus partes. Una consideración adicional con
respecto a los divisores de potencia es el efecto de regulación que
ejerce una de las puertas del divisor de potencia sobre la otra
puerta del divisor de potencia.
Sería, por tanto, ventajoso proporcionar un
inversor de corriente continua a corriente alterna de VHF mejorado
que proporcionase múltiples salidas.
Este objeto se alcanza por medio del inversor de
corriente continua a corriente alterna de VHF mencionado al
principio, en el cual dichos medios de conmutación incluyen un
transistor que tiene un primer terminal y un segundo terminal, y un
inductor conectado entre dicho primer terminal y la fuente de
alimentación de tensión, incluyendo dicho primer circuito resonante
un primer condensador de primer circuito resonante, conectado entre
dicho primer terminal y dicho segundo terminal, y un inductor de
primer circuito resonante y un segundo condensador de primer
circuito resonante, conectados en serie entre dicho primer terminal
y dicho primer circuito de carga, e incluyendo dicho segundo
circuito resonante un primer condensador de segundo circuito
resonante, que está conectado entre dicho primer terminal y dicho
segundo terminal y puede combinarse con dicho primer condensador de
primer circuito resonante, y un inductor de segundo circuito
resonante y un segundo condensador dde segundo circuito resonante
conectados en serie entre dicho primer terminal y dicho segundo
circuito de carga.
Además, el anterior objeto se alcanza por medio
del segundo inversor de corriente continua a corriente alterna,
mencionado al principio, en el cual
dicha primera red o malla resonante de conformado
de onda está constituida por un primer condensador y un primer
inductor, conectados en serie entre un primer nodo de tensión de
alimentación y un primer nodo central, estando dicho primer nodo de
tensión de alimentación a una tensión positiva con respecto a
tierra,
estando dicha segunda red de conformado de onda
resonante constituida por un segundo condensador y un segundo
inductor, conectados en serie entre dicho primer nodo de tensión de
alimentación y un segundo nodo central,
estando conectados dichos primeros medios de
conmutación a través de dicho primer condensador y dicho segundo
condensador, siendo accionados dichos primeros medios de conmutación
con una primera señal de excitación periódica de una frecuencia
predeterminada,
una tercera red o malla de conformado de onda
resonante, compuesta por un tercer condensador y un tercer inductor,
conectados en serie entre un segundo nodo de tensión de
alimentación y el primer nodo central, estando dicho segundo nodo
de tensión de alimentación a una tensión que es menor que dicha
tensión positiva,
una cuarta red o malla de conformado de onda
resonante, compuesta por un cuarto condensador y un cuarto inductor,
conectados en serie entre el segundo nodo de tensión de suministro
y el segundo nodo central,
estando conectados dichos segundos medios de
conmutación a través de dichos tercer y cuarto condensadores,
siendo accionados dichos segundos medios de conmutación con una
segunda señal periódica de dicha frecuencia predeterminada y que
está desfasada 180º con respecto a dicha primera señal de excitación
periódica,
un primer filtro de paso-banda,
conectado a dicho primer nodo central y sensible a dicha primera red
de conformado de onda resonante y a dicha tercera red de conformado
de onda resonante,
siendo dicho primer circuito de carga sensible a
dicho primer filtro de paso-banda,
un segundo filtro de paso-banda,
conectado a dicho segundo nodo central y sensible a dicha segunda
red de conformado de onda resonante y a dicha cuarta red de
conformado de onda resonante, y
siendo dicho segundo circuito de carga sensible a
dicho segundo filtro de paso-banda.
Las ventajas y características de la invención
que se describe se comprenderán fácilmente por parte de los expertos
de la técnica a partir de la siguiente descripción detallada,
cuando se lea en combinación con el dibujo, en el cual:
La Figura 1 es un diagrama de circuitos
esquemático de un inversor de corriente continua a corriente alterna
de VHF de la clase E y de múltiples salidas, de acuerdo con la
invención.
La Figura 2 es un diagrama esquemático de un
inversor de corriente continua a corriente alterna resonante de VHF
de medio puente en serie y con múltiples salidas, de acuerdo con la
invención.
En la siguiente descripción detallada y en las
diversas figuras del dibujo, los elementos análogos están
identificados con los mismos números de referencia.
Haciendo referencia a continuación a la Figura 1,
se expone en ella un diagrama esquemático de un inversor de
corriente continua a corriente alterna de VHF de acuerdo con la
invención, el cual incluye una bobina de choque o de reactancia 11
de radiofrecuencia (RF) que tiene uno de sus terminales conectado a
un nodo de alimentación 101 que está conectado a una tensión de
alimentación V_{IN} que es positiva con respecto a una referencia
de tierra. El otro terminal de la bobina de reactancia de RF 11
está conectado al terminal de colector de un transistor de unión
NPN 13. El terminal de emisor del transistor NPN 13 está conectado
a un potencial de referencia de tierra, mientras que la base del
transistor NPN 13 es excitada con una señal de tensión de excitación
periódica DR que tiene una frecuencia predeterminada F_{0}. A
modo de ejemplo ilustrativo, la señal de tensión de excitación
periódica DR puede consistir en una onda sinusoidal.
Un condensador C11 está conectado entre el
colector del transistor NPN 13 y la tierra, y existe un inductor L11
conectado entre el colector del transistor NPN 13 y uno de los
terminales de un condensador C12. El otro terminal del condensador
C12 está conectado a un circuito de carga 33, que puede consistir en
una carga regulada.
El inversor de corriente continua a corriente
alterna de VHF que se muestra en la Figura 1 incluye adicionalmente
un condensador C21 que está conectado entre el colector del
transistor NPN 13 y la tierra, y un inductor L21 que está conectado
entre el colector del transistor NPN 13 y uno de los terminales de
un condensador C22. El otro terminal del condensador C22 está
conectado a un circuito de carga 43 que puede consistir en una
carga regulada.
El condensador C11, el inductor L11 y el
condensador C12 forman una primera red o malla de conformado de onda
resonante, mientras que el condensador C21, el inductor L21 y el
condensador L22 forman una segunda red de conformado de onda
resonante. Estas redes se sintonizan substancialmente a la misma
frecuencia, por ejemplo, en el intervalo de aproximadamente
0,8F_{0} a aproximadamente 0,9F_{0}, donde F_{0} es la
frecuencia de la señal de excitación periódica DR, si bien están
configuradas para suministrar cantidades diferentes de potencia. De
esta forma, las relaciones entre los valores de los elementos
correspondientes de las primera y segunda redes de conformado de
onda resonantes vienen determinadas por la relación de potencias
suministradas a los circuitos de carga 33 y 43. En particular, si la
relación entre la potencia suministrada al primer circuito de carga
y la potencia suministrada al segundo circuito de carga es A/B, la
relación entre el valor del condensador C11 de la primera red de
conformado de onda y el valor del condensador C21 de la segunda red
de conformado de onda es A/B (es decir, que el valor de C21 es B/A
veces el valor de C11). De manera correspondiente, la relación
entre el valor del inductor L11 de la primera red de conformado de
onda y el valor del inductor L21 de la segunda red de conformado de
onda es B/A (esto es, el valor de L21 es A/B veces el valor de L11).
La relación existente entre el valor del condensador C12 de la
primera red de conformado de onda y el valor del condensador C22 de
la segunda red de conformado de onda resonante es A/B (es decir,
que el valor de C22 es B/A veces el valor de C12).
El conmutador 13 (que puede ser implementado,
alternativamente, como un FET -transistor de efecto de campo- de
potencia), el condensador C11, el inductor L11 y el condensador
C12, conjuntamente con la bobina de choque o de reactancia de RF
11, constituyen un inversor convencional de corriente continua a
corriente alterna de VHF de la clase E, configurado para suministrar
una potencia A al circuito de carga 33. El condensador C11, el
inductor L11 y el condensador C12 constituyen una red o malla de
conformado de onda resonante que garantiza que la tensión Vce
(tensión de colector a emisor) a través del conmutador 13 es cero
cuando el conmutador 13 se activa, y que la tensión Vce a través del
conmutador 13 crecerá lentamente (desde Vce = Vsat (tensión de
saturación) \approx 0) cuando el conmutador se desactiva,
permitiendo de esta forma que la corriente de conmutador caiga a
cero antes de que se haya acumulado una tensión apreciable en el
conmutador.
El condensador C21, el inductor L21 y el
condensador C22 constituyen también una red de conformado de onda
resonante que funciona de forma similar a la red resonante
constituida por el condensador C11, el inductor L11 y el
condensador C12, y, conjuntamente con el conmutador 13 y la bobina
de reactancia de RF 11, constituyen un inversor de corriente
continua a corriente alterna convencional de VHF de la clase E, que
está configurado para suministrar una potencia B al circuito de
carga 43.
Cuando los dos circuitos inversores del inversor
de la Figura 1 se hacen funcionar conjuntamente, es posible combinar
elementos en paralelo. De esta forma, el conmutador 13 y la bobina
de reactancia de RF 11 llevan a cabo sus funciones para ambos
circuitos resonantes, y el condensador C11 puede combinarse con el
condensador C21. En la práctica, se realizan dos inversores con un
conmutador 13, una bobina de reactancia de RF 11 y un condensador de
emisor-colector (o un condensador de
drenaje-fuente si el conmutador 13 se realiza en la
práctica con un FET).
De esta forma, se proporciona una salida de
corriente alterna independiente por medio de un único inductor
adicional y un único condensador adicional. En contraste, la
solución de divisor de potencia a la que se hace referencia en la
exposición anterior requerirá dos inductores adicionales, dos
condensadores adicionales y una resistencia adicional.
Haciendo referencia, a continuación, a la Figura
2, se muestra en ella un diagrama esquemático de un inversor de
corriente continua a corriente alterna de VHF de medio puente en
serie y resonante, de acuerdo con la invención, el cual incluye un
condensador C111 que tiene uno de sus terminales conectado a un
primer nodo de alimentación 201 que está conectado a una tensión de
suministro V_{IN} que es positiva con respecto a una referencia
de tierra. El otro terminal del condensador C111 está conectado a
uno de los terminales de un inductor L111, el cual tiene su otro
terminal conectado a un primer nodo central 103. El terminal de
colector de un primer transistor de unión NPN 115 está conectado al
primer nodo de alimentación 201, mientras que el emisor del primer
transistor NPN 115 está conectado al nodo situado entre el
condensador C111 y el inductor L111. La base del primer transistor
NPN 115 se excita con una primera señal de tensión de excitación
periódica DR1, que tiene una frecuencia predeterminada.
Un condensador C221 tiene uno de sus terminales
conectado al primer nodo de alimentación 201, el cual está conectado
a la tensión de alimentación V_{IN}, que es positiva con respecto
a una referencia de tierra. El otro terminal del condensador C221
está conectado a uno de los terminales de un inductor L221, el cual
tiene su otro terminal conectado a un segundo nodo central 203.
El primer transistor NPN 115 constituye un
conmutador activo que proporciona un circuito abierto cuando se abre
o está en estado de no conducción, y que conecta eléctricamente los
terminales de los condensadores C111, C221 cuando está en estado de
conducción. El condensador C111 y el inductor L111 constituyen una
primera red de conformado de onda resonante, mientras que el
condensador C221 y el inductor L221 constituyen una segunda red de
conformado de onda resonante.
El inversor de corriente continua a corriente
alterna de la Figura 2 comprende adicionalmente un condensador C331
que tiene uno de sus terminales conectado a un segundo nodo de
alimentación 202, el cual está conectado a una segunda tensión de
alimentación -V_{IN} que es negativa con respecto a la primera
tensión de alimentación V_{IN}. El otro terminal del condensador
C331 está conectado a uno de los terminales de un inductor L331,
que tiene su otro terminal conectado al primer nodo central 103. El
terminal de colector de un segundo transistor NPN 125 está
conectado al nodo entre el condensador C331 y el inductor L331,
mientras que el emisor del segundo transistor NPN 125 está
conectado al segundo nodo de alimentación 202. La base del segundo
transistor NPN 125 es excitada por medio de una segunda señal de
tensión de excitación periódica DR2, que es de la misma frecuencia
predeterminada que la primera señal de tensión de excitación
periódica DR1, pero que está desfasada 180º con respecto a la
primera señal de tensión de excitación periódica DR1.
Un condensador C441 tiene uno de sus terminales
conectado al segundo nodo de alimentación 202, el cual está
conectado a la segunda tensión de alimentación -V_{IN}, que es
negativa con respecto a la primera tensión de alimentación
V_{IN}. El otro terminal del condensador C441 está conectado a
uno de los terminales de un inductor L441, el cual tiene su otro
terminal conectado al segundo nodo central 203.
El segundo transistor NPN 125 comprende un
conmutador activo que proporciona un circuito abierto cuando se
encuentra abierto o en estado de no conducción, y que conecta
eléctricamente los dos terminales de los condensadores C331, C441
cuando está en estado de conducción. El condensador C331 y el
inductor L331 constituyen una tercera red o malla de conformado de
onda resonante, mientras que el condensador C441 y el inductor L441
constituyen una cuarta red de conformado de onda resonante.
Un primer filtro de paso-banda de
LC 130, conectado al primer nodo central 103, es sensible a las
primera y tercera redes de conformado de onda resonantes formadas
por los condensadores C111 y C331 y por los inductores L111 y L331,
y proporciona potencia a un primer circuito de carga 133, que puede
consistir en una carga regulada. Un segundo filtro de
paso-banda de LC 140, conectado al segundo nodo
central 103, es sensible a las segunda y cuarta redes de conformado
de onda resonantes formadas por los condensadores C221 y C441 y por
los inductores L221 y L441, y proporciona potencia a un segundo
circuito de carga 143, que puede consistir en una carga
regulada.
La primera red resonante formada por los
elementos C111 y L111, y la tercera red resonante formada por los
elementos C331 y L331 son substancialmente idénticas. De forma
similar, la segunda red resonante formada por los elementos C221 y
L221, y la cuarta red resonante formada por los elementos C441 y
L441 son substancialmente idénticas. Estas redes o mallas se
sintonizan substancialmente a la misma frecuencia, si bien están
configuradas para suministrar cantidades diferentes de potencia. De
esta forma, las relaciones entre los valores de los elementos
correspondientes en la primera red de conformado de onda resonante
(C111, L111) y en la segunda red de conformado de onda resonante
(C221, L221) están determinadas por la relación entre las potencias
proporcionadas a los circuitos de carga 133 y 143. De forma
similar, las relaciones entre los valores de los elementos
correspondientes en la tercera red de conformado de onda resonante
(C331, L331) y en la cuarta red de conformado de onda resonante
(C331, L441) vienen determinadas por la relación existente entre
las potencias suministradas a los circuitos de carga 133 y 143. En
particular, si la relación entre la potencia suministrada al primer
circuito de carga 133 y la potencia suministrada al segundo
circuito de carga 143 es A/B, entonces la relación entre el valor
del condensador C111 de la primera red de conformado de onda y el
valor del condensador C221 de la segunda red de conformado de onda
es A/B (es decir, que el valor de C221 es B/A veces el valor de
C111). De manera correspondiente, la relación existente entre el
valor del inductor L111 de la primera red de conformado de onda y
el valor del inductor L221 de la segunda red de conformado de onda
es B/A (es decir, que el valor de L221 es A/B veces el valor de
L111). La relación existente entre el valor del condensador C331 de
la tercera red de conformado de onda y el valor del condensador
C441 de la cuarta red de conformado de onda es A/B (es decir, que
el valor de C441 es B/A veces el valor de C331). De forma
correspondiente, la relación entre el valor del inductor L331 de la
tercera red de conformado de onda y el valor del inductor L441 de
la cuarta red de conformado de onda es B/A (es decir, que el valor
de L441 es A/B veces el valor de L331).
En tanto en cuanto la primera red resonante
(C111, L111) y la tercera red resonante (C331, L331) sean
substancialmente idénticas, la capacidad de C111 es substancialmente
igual a la capacidad de C331, y la inductancia de L111 es
substancialmente igual a la inductancia de L331. De forma similar,
la segunda red resonante (C221, L221) y la cuarta red resonante
(C441, L441) son sustancialmente idénticas, y la capacidad de C221
es substancialmente igual a la capacidad de C441, mientras que la
inductancia de L221 es substancialmente igual a la inductancia de
L441.
Más particularmente, por lo que respecta a las
señales de excitación DR1 y DR2, los inductores L111, L221, L331 y
L441 evitan el incremento rápido de la corriente, lo que permite a
los transistores 115 y 125 ser activados ventajosamente con un
ciclo de trabajo del 50 por ciento. De esta forma, las primera y
segunda señales de tensión de excitación periódicas, DR1 y DR2,
pueden consistir en curvas sinusoidales que pueden generarse
fácilmente en el intervalo de VHF. A modo de ejemplo ilustrativo,
la frecuencia de las señales de tensión de excitación periódicas
DR1 y DR2 se encuentra en el intervalo de 30 MHz a 200 MHz. Puesto
que los transistores 115 y 125 pueden ser activados con una
proporción de utilización del 50 por ciento, las redes de conformado
de onda resonantes pueden ser sintonizadas, por ejemplo, a una
frecuencia de resonancia que está comprendida en el intervalo entre
0,75F_{0} y 1,1F_{0}, donde F_{0} es la frecuencia de las
señales de tensión de excitación periódicas DR1 y DR2, y, por
tanto, la frecuencia de funcionamiento del inversor de la Figura
2.
Los conmutadores 115 y 125, los condensadores
C111 y C331, los inductores L111 y L331, y el filtro de
paso-banda 130 constituyen, más particularmente, un
inversor de corriente continua a corriente alterna de VHF de medio
puente resonante y en serie, configurado con el fin de suministrar
una cierta potencia A al circuito de carga 133. El condensador C111
y el inductor L111 comprenden una red o malla resonante que
garantiza que la tensión Vce a través del conmutador 115 es cero
cuando el conmutador 115 se conecta o activa, y que la tensión Vce
a través del conmutador 115 aumentará lentamente desde el cero
cuando el conmutador 115 se desconecte o desactive, permitiendo así
a la corriente de conmutador descender hasta cero antes de que haya
crecido la tensión de conmutador hasta un valor apreciable. El
condensador C331 y el inductor L331 llevan a cabo una función
similar para el conmutador 125.
En funcionamiento, y puesto que las señales de
excitación DR1 y DR2 están desfasadas 180º, el conmutador 115 está
activado cuando el conmutador 125 se encuentra desactivado, y el
conmutador 125 está activado cuando el conmutador 115 está
desactivado.
Cuando el conmutador 115 está activado, la
corriente se suministra desde el nodo 201 (que está conectado a
V_{IN}), circulando a través del inductor L111 y llegando al nodo
103. Una cierta cantidad de la corriente es suministrada al filtro
de paso-banda 130 (en el cual se filtra el contenido
de harmónicos), y de aquí al circuito de carga 133. El resto de la
corriente proporciona energía al circuito resonante compuesto por
el condensador C331 y el inductor L331. De forma similar, cuando el
conmutador 125 está activado, la corriente se devuelve desde el
circuito de carga 133, a través del filtro de
paso-banda 130, al nodo 103. Una cierta cantidad de
la corriente regresa, a través del inductor L331, al nodo 202, el
cual está conectado a -V_{IN}. El resto de la corriente
suministra energía al circuito resonante formado por el condensador
C111 y el inductor L111.
Los conmutadores 115 y 125, los condensadores
C221 y C441, los inductores L221 y L441 y el filtro de
paso-banda 140 constituyen un inversor de corriente
continua a corriente alterna de VHF de medio puente resonante y en
serie, configurado de tal manera que suministre una potencia B al
circuito de carga 143. Este inversor se comporta substancialmente
de la misma manera que el inversor formado por los conmutadores 115
y 125, los condensadores C111 y C331, los inductores L111 y L331 y
el filtro de paso-banda 130, y que se ha descrito
anteriormente. Así pues, el condensador C221 lleva a cabo la misma
función que el condensador C111, y el inductor L221 realiza la
misma función que el inductor L111. El condensador C441 lleva a
cabo la misma función que el condensador C331, y el inductor L441
desempeña la misma función que el inductor L331. El filtro de
paso-banda 140 lleva a cabo la misma función que el
filtro de paso-banda 130.
Cuando los dos circuitos inversores del inversor
de la Figura 2 se hacen funcionar conjuntamente, es posible combinar
elementos en paralelo. De esta forma, los conmutadores 115 y 125
pueden llevar a cabo la función de conmutación para ambos
inversores, los condensadores en paralelo C111 y C221 pueden ser
combinados, y los condensadores en paralelo C331 y C441 pueden ser
combinados. Así pues, se han realizado dos inversores utilizando
tan solo un par de conmutadores y un par de condensadores de
colector-emisor.
Se ha proporcionado, por tanto, en lo anterior
una descripción de inversores de corriente continua a corriente
alterna de VHF que proporcionan de manera eficaz múltiples salidas
con una complejidad reducida, lo que incluye los elementos de
circuito de conmutación y las múltiples redes de conformado de onda
resonantes conectadas entre los elementos de circuito de conmutación
y los respectivos circuitos de carga.
Si bien lo anterior es una descripción acompañada
de una ilustración de realizaciones específicas de la invención,
ello no debe interpretarse como una limitación del ámbito de la
invención, tal y como se define por las reivindicaciones que se
acompañan.
Claims (10)
1. Un inversor de VHF de corriente continua a
corriente alterna (de CC a CA) que comprende:
medios de conmutación (13), conectados entre una
tensión de alimentación (V_{IN}) y una tensión de referencia;
una primera red o malla de conformado de onda
resonante (C11, L11, C12), sensible a dichos medios de conmutación
(13);
un primer circuito de carga (33), sensible a
dicha primera red de conformado de onda resonante (C11, L11,
C12);
una segunda red de conformado de onda resonante
(C21, L21, C22), sensible a dichos medios de conmutación (13); y
un segundo circuito de carga (43), sensible a
dicha segunda red de conformado de onda resonante (C21, L21,
C22),
caracterizado por que:
dichos medios de conmutación (13) incluyen un
transistor (13) que tiene un primer terminal y un segundo terminal,
y un inductor (11), conectado entre dicho primer terminal y la
tensión de alimentación (V_{IN});
dicho primer circuito resonante (C11, L11, C12)
incluye un primer condensador (C11) de primer circuito resonante,
conectado entre dicho primer terminal y dicho segundo terminal, y
un inductor (L11) de primer circuito resonante y un segundo
condensador (C12) de primer circuito resonante, conectados en serie
entre dicho primer terminal y dicho primer circuito de carga (33);
y
dicho segundo circuito resonante (C21, L21, C22)
incluye un segundo condensador (C21) de primer circuito resonante,
que está conectado entre dicho primer terminal y dicho segundo
terminal, y que puede ser combinado con dicho primer condensador
(C11) de primer circuito resonante, y un inductor (L21) de segundo
circuito resonante y un segundo condensador (C22) de segundo
circuito resonante, conectados en serie entre dicho primer terminal
y dicho segundo circuito de carga (43).
2. El inversor de acuerdo con la reivindicación
1, caracterizado por que los valores de dichos primer
condensador (C11), inductor (L11) y segundo condensador (C12) de
primer circuito resonante son, respectivamente, proporcionales con
respecto a los valores de dichos primer condensador (C21), inductor
(L12) y segundo condensador (C22) de segundo circuito resonante, de
acuerdo con una relación existente entre la potencia suministrada a
dicho primer circuito de carga (33) y la potencia suministrada a
dicho segundo circuito de carga (43).
3. El inversor de acuerdo con la reivindicación
2, caracterizado por que:
la relación entre la potencia suministrada a
dicho primer circuito de carga (33) y la potencia suministrada a
dicho segundo circuito de carga (43) es A/B;
la relación entre el valor de dicho primer
condensador (C11) de primer circuito resonante y el valor de dicho
primer condensador (C21) de segundo circuito resonante es A/B;
la relación entre el valor de dicho inductor
(L11) de primer circuito resonante y el valor de dicho inductor
(L21) de segundo circuito resonante es B/A; y
la relación entre el valor de dicho segundo
condensador (C21) de primer circuito resonante y el valor de dicho
segundo condensador (C22) de segundo circuito resonante es A/B.
4. Un inversor de corriente continua a corriente
alterna (CC a CA) que comprende una primera red o malla (C111, L111)
de conformado de onda resonante, una segunda red o malla (C221,
L221) de conformado de onda resonante, primeros medios de
conmutación (115), segundos medios de conmutación (125), un primer
circuito de carga (133) y un segundo circuito de carga,
caracterizado por que
dicha primera red (C111, L111) de conformado de
onda resonante está compuesta por un primer condensador (C111) y un
primer inductor (L111), conectados en serie entre un primer nodo de
alimentación de tensión (201) y un primer nodo central (103),
estando dicho primer nodo de tensión de alimentación (201) a una
tensión positiva (V_{IN}) con respecto a tierra;
estando dicha segunda red (C221, L221) de
conformado de onda resonante compuesta por un segundo condensador
(C221) y un segundo inductor (L221), conectados en serie entre el
primer nodo de tensión de alimentación (201) y un segundo nodo
central (203);
estando conectados dichos primeros medios de
conmutación (115) a través de dicho primer condensador (C111) y
dicho segundo condensador (C221), y siendo excitados o activados
dichos primeros medios de conmutación (115) con una primera señal
de excitación periódica (DR1) de una frecuencia predeterminada
(F_{0});
una tercera red (C331, L331) de conformado de
onda resonante, compuesta por un tercer condensador (C331) y un
tercer inductor (L331), conectados en serie entre un segundo nodo
de tensión de alimentación (202) y el primer nodo central (103),
estando dicho segundo nodo de tensión de alimentación (202) a una
tensión (-V_{IN}) que es menor que dicha tensión positiva
(V_{IN});
una cuarta red (C441, L441) de conformado de onda
resonante, compuesta por un cuarto condensador (C441) y un cuarto
inductor (L441), conectados en serie entre el segundo nodo de
tensión de alimentación (202) y el segundo nodo central (203);
estando conectados dichos segundos medios de
conmutación (125) a través de dichos tercer y cuarto condensadores
(C331, C441), y siendo activados dichos segundos medios de
conmutación (125) por medio de una segunda señal periódica (DR2) de
dicha frecuencia predeterminada (F_{0}) y que está desfasada 180º
con respecto a dicha primera señal de activación periódica
(DR1);
un primer filtro de paso-banda
(130), conectado a dicho primer nodo central (103) y que es sensible
a dicha primera red (C111, L111) de conformado de onda resonante, y
a dicha tercera red (C331, L331) de conformado de onda
resonante;
siendo dicho primer circuito de carga (133)
sensible a dicho primer filtro de paso-banda
(130);
un segundo filtro de paso-banda
(140), conectado a dicho segundo nodo central (203) y sensible a
dicha segunda red (C221, L221) de conformado de onda resonante y a
dicha cuarta red (C441, L441) de conformado de onda resonante; y
siendo dicho segundo circuito de carga (143)
sensible a dicho segundo filtro de paso-banda
(140).
5. El inversor de acuerdo con la reivindicación
4, caracterizado por que dicha primera red (C111, L111) de
conformado de onda resonante y dicha tercera red (C331, L331) de
conformado de onda resonante son substancialmente idénticas.
6. El inversor de acuerdo con la reivindicación
5, caracterizado por que los valores de dichos condensador
(C111) e inductor (L111) de primera red resonante son
respectivamente proporcionales con respecto a los valores de dichos
condensador (C221) e inductor (L221) de segundo circuito resonante,
de acuerdo con una relación existente entre la potencia
suministrada a dicho primer circuito de carga (133) y la potencia
suministrada a dicho segundo circuito de carga (143), y en el cual
los valores de dichos condensador (C331) e inductor (L331) de
tercera red resonante son respectivamente proporcionales con
respecto a los valores de dichos condensador (C441) e inductor
(L441) de cuarto circuito resonante, de acuerdo con la relación
existente entre la potencia suministrada a dicho primer circuito de
carga (133) y la potencia suministrada a dicho segundo circuito de
carga (143).
7. El inversor de acuerdo con la reivindicación
6, caracterizado por que:
la relación entre la potencia suministrada a
dicho primer circuito de carga (133) y la potencia suministrada a
dicho segundo circuito de carga (143) es A/B;
la relación entre el valor de dicho condensador
(C111) de primera red resonante y el valor de dicho condensador
(C221) de segunda red resonante es A/B;
la relación entre el valor de dicho inductor
(L111) de primera red resonante y el valor de dicho inductor (L221)
de segunda red resonante es B/A; y
la relación entre el valor de dicho condensador
(C331) de tercera red resonante y el valor de dicho condensador
(C441) de cuarta red resonante es A/B; y
la relación entre el valor de dicho inductor
(L331) de tercera red resonante y el valor de dicho inductor (L441)
de cuarta red resonante es B/A.
8. El inversor de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones 4 a 6, caracterizado por que dicho segundo
nodo de tensión de alimentación (202) está conectado a tierra.
9. El inversor de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones 4 a 6, caracterizado por que dicho segundo
nodo de tensión de alimentación (202) se encuentra a una tensión
negativa (-V_{IN}) con respecto a tierra.
10. El inversor de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones 4 a 8, caracterizado por que dichos primeros
medios de conmutación (115) comprenden un primer transistor de
unión NPN (115), y dichos segundos medios de conmutación (125)
comprenden un segundo transistor de unión NPN (125).
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/671,035 US5668715A (en) | 1996-06-27 | 1996-06-27 | Multiple output, zero voltage switching, series resonant VHF inverter |
| US671035 | 1996-06-27 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2205090T3 true ES2205090T3 (es) | 2004-05-01 |
Family
ID=24692885
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES97110393T Expired - Lifetime ES2205090T3 (es) | 1996-06-27 | 1997-06-25 | Salidas multiples, conmutacion a tension cero, inversor vhf resonante en serie. |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5668715A (es) |
| EP (1) | EP0817362B1 (es) |
| JP (1) | JP3037640B2 (es) |
| AU (1) | AU690491B2 (es) |
| CA (1) | CA2208646C (es) |
| DE (1) | DE69725788T2 (es) |
| ES (1) | ES2205090T3 (es) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB9806415D0 (en) * | 1998-03-26 | 1998-05-20 | Raytec Components Limited | Dx1 power regulator |
| WO2007094787A1 (en) * | 2006-02-15 | 2007-08-23 | Sensormatic Electronics Corporation | Rf switched rfid multiplexer |
| CN102195510B (zh) * | 2010-03-08 | 2014-09-03 | 苏州奥曦特电子科技有限公司 | 单开关振荡逆变器 |
| JP5846426B2 (ja) * | 2011-11-30 | 2016-01-20 | 国立大学法人神戸大学 | 誘導加熱用高周波インバータとその制御方法 |
| GB2607063B (en) * | 2021-05-27 | 2023-09-06 | Dyson Technology Ltd | Power inverter |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3878481A (en) * | 1973-11-02 | 1975-04-15 | Westinghouse Electric Corp | Low noise VHF oscillator with circuit matching transistors |
| DE3112499A1 (de) * | 1981-03-30 | 1982-10-14 | Patra Patent Treuhand | Vorschaltanordnung zum betreiben von niederdruckentladungslampen |
| JPS5959047U (ja) * | 1982-10-13 | 1984-04-17 | アルプス電気株式会社 | Ｕｈｆ−ｖｈｆコンビネ−シヨン・チユ−ナ |
| JPS61113437U (es) * | 1984-12-26 | 1986-07-17 | ||
| US5162963A (en) * | 1989-03-14 | 1992-11-10 | Hughes Aircraft Company | Surge eliminator for switching converters |
| JP2828881B2 (ja) * | 1993-10-04 | 1998-11-25 | 沖電気工業株式会社 | 高圧電源回路 |
| US5410276A (en) * | 1993-12-28 | 1995-04-25 | Hughes Aircraft Company | RF modulation using a pulsed DC power supply |
-
1996
- 1996-06-27 US US08/671,035 patent/US5668715A/en not_active Expired - Lifetime
-
1997
- 1997-06-24 CA CA002208646A patent/CA2208646C/en not_active Expired - Fee Related
- 1997-06-25 ES ES97110393T patent/ES2205090T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1997-06-25 DE DE69725788T patent/DE69725788T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1997-06-25 EP EP97110393A patent/EP0817362B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1997-06-26 AU AU28341/97A patent/AU690491B2/en not_active Ceased
- 1997-06-27 JP JP9172333A patent/JP3037640B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA2208646C (en) | 2000-02-29 |
| DE69725788T2 (de) | 2004-05-13 |
| JP3037640B2 (ja) | 2000-04-24 |
| JPH10117483A (ja) | 1998-05-06 |
| EP0817362B1 (en) | 2003-10-29 |
| EP0817362A2 (en) | 1998-01-07 |
| EP0817362A3 (en) | 1998-12-23 |
| US5668715A (en) | 1997-09-16 |
| AU2834197A (en) | 1998-01-22 |
| CA2208646A1 (en) | 1997-12-27 |
| AU690491B2 (en) | 1998-04-23 |
| DE69725788D1 (de) | 2003-12-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3697915B2 (ja) | 電子バラスト回路 | |
| CN109661072B (zh) | Llc谐振变换器、led驱动电路及其控制方法 | |
| US5150013A (en) | Power converter employing a multivibrator-inverter | |
| EP1653786A3 (en) | Current resonance type inverter circuit and power controlling method | |
| JP2710617B2 (ja) | 放電灯点灯装置 | |
| US20040114408A1 (en) | Method and device for controlling power supply | |
| US6028399A (en) | Ballast circuit with a capacitive and inductive feedback path | |
| FI100502B (fi) | Piirijärjestely | |
| KR102857661B1 (ko) | 양방향 llc 직류-직류 컨버터 | |
| JP3037640B2 (ja) | ゼロ電圧でスイッチングする多重出力の直列共振ｖｈｆインバータ | |
| RU169427U1 (ru) | Резонансный ключ с магнитно-связанным контуром | |
| US7394207B2 (en) | Circuit arrangement having a full bridge with switching load relief for operating lamps | |
| JPH08186981A (ja) | スイッチング電源装置 | |
| dos Santos et al. | A dimmable charge-pump ZVS led driver with PFC | |
| Wei et al. | A novel approach for achieving ZVS operation in class-D ZVS inverter | |
| EP4657735A1 (en) | Converter for supplying an led-based load and system comprising the latter | |
| SU1658328A1 (ru) | Преобразователь посто нного напр жени | |
| CN203181355U (zh) | 双全桥注入锁相功率合成霓虹灯 | |
| JPH0745375A (ja) | 放電灯点灯装置及びこれを用いた照明装置 | |
| JP2677402B2 (ja) | インバータ装置 | |
| RU92581U1 (ru) | Трехуровневый инвертор с мягким переключением | |
| JP2906056B2 (ja) | 放電灯点灯回路 | |
| CN101682970A (zh) | 用于感应耦合的无电极灯的对称rf电源 | |
| JP3281021B2 (ja) | インバータ装置 | |
| Deshpande et al. | Study and analysis of three phase Z source inverter using MATLAB |