PL225637B1

PL225637B1 - System for powering a receiver with high frequency current

Info

Publication number: PL225637B1
Application number: PL409358A
Authority: PL
Inventors: Zygfryd Głowacz; Roman Kieroński; Jarosław Kozik; Wacław Orlewski; Henryk Krawiec
Original assignee: Akademia Górniczo Hutnicza Im Stanisława Staszica W Krakowie
Priority date: 2014-09-03
Filing date: 2014-09-03
Publication date: 2017-05-31
Also published as: PL409358A1

Description

Przedmiotem wynalazku jest układ do zasilania odbiornika prądem wielkiej częstotliwości. Jest to układ przetwarzania napięcia zmiennego na prądy wielkiej częstotliwości odbiornika do generacji w odbiorniku takich prądów. Układ przeznaczony jest zwłaszcza do odbiorników zasilanych napięciem sieciowym.The subject of the invention is a system for supplying a receiver with high-frequency current. It is a system for converting alternating voltage into high-frequency currents of the receiver to generate such currents in the receiver. The system is designed especially for receivers powered by mains voltage.

Do zasilania odbiorników, głównie indukcyjnych, znane są i stosowane generatory do grzania indukcyjnego, do zasilania pieców i nagrzewnic indukcyjnych szeroko opisywane w literaturze elektrotermicznej.Induction heating generators are known and used for supplying loads, mainly inductive ones, for supplying furnaces and induction heaters, widely described in the electrothermal literature.

Znany też jest z opisu patentowego nr PL 180 577 B1 układ do nagrzewania indukcyjnego. Układ ten zawiera filtr dolnoprzepustowy, przyłączony równolegle do źródła napięcia stałego, łącznik elektroniczny i dławik oraz kondensator połączony równolegle z nagrzewnicą indukcyjną. Jeden zacisk wyjściowy filtru przyłączony jest za pośrednictwem łącznika i połączonego z nim szeregowo dławika do wspólnego punktu kondensatora i nagrzewnicy. Drugi ich punkt wspólny jest połączony z drugim zaciskiem wyjściowym filtru. Łącznik stanowi tranzystor mocy z dołączoną do niego szeregowo diodą.A system for induction heating is also known from the patent description No. PL 180 577 B1. This circuit includes a low-pass filter connected in parallel to the DC voltage source, an electronic switch and a choke, and a capacitor in parallel with an induction heater. One output terminal of the filter is connected via a connector and a choke in series with it to the common point of the capacitor and the heater. Their second common point is connected to the second output terminal of the filter. The connector is a power transistor with a diode connected in series to it.

Układ, według wynalazku, charakteryzuje się tym że zawiera autotransformator przyłączony równolegle do źródła napięcia zmiennego. Wyjście autotransformatora zbocznikowane jest kondensatorem i falownikiem. Jeden zacisk wejściowy falownika przyłączony jest za pośrednictwem dwukierunkowego łącznika sterowanego i połączonej z nim szeregowo cewki falownika, do pierwszego zacisku wejściowego odbiornika. Drugi zacisk wejściowy falownika połączony jest, za pośrednictwem kondensatora falownika, do drugiego zacisku wejściowego odbiornika.The system according to the invention is characterized in that it comprises an autotransformer connected in parallel to an alternating voltage source. The autotransformer output is bypassed by a capacitor and an inverter. One input terminal of the inverter is connected via a bidirectional controlled coupler and an inverter coil connected in series with it, to the first input terminal of the receiver. The second input terminal of the inverter is connected via the inverter capacitor to the second input terminal of the receiver.

Korzystnym jest, że w przypadku odbiornika indukcyjnego lub rezystancyjno-indukcyjnego odbiornik zbocznikowany jest kondensatorem.It is preferable that in the case of an inductive or resistance-inductive receiver, the receiver is bypassed by a capacitor.

Korzystnym jest, że w przypadku odbiornika pojemnościowego lub rezystancyjno-pojemnościowego, odbiornik zbocznikowany jest cewką.It is preferable that in the case of a capacitive or resistive-capacitive receiver, the receiver is bypassed by a coil.

Korzystnym jest, że w przypadku odbiornika rezystancyjnego, odbiornik zbocznikowany jest kondensatorem i cewką.Preferably, in the case of an ohmic receiver, the receiver is bypassed by a capacitor and a coil.

Układ pozwala w prosty sposób na uzyskanie w odbiorniku prądów wielkiej częstotliwości. Zasilany jest bezpośrednio napięciem zmiennym, najczęściej sieciowym, nie ma prostownika zasilającego. Posiada tylko jeden łącznik. Dzięki zastosowaniu rezonansu równoległego duże prądy płyną tylko w odbiorniku, co powoduje minimalizowanie strat w pozostałych elementach układu, a zatem zwiększanie sprawności.The system allows you to easily obtain high-frequency currents in the receiver. It is powered directly by alternating voltage, usually mains voltage, there is no power rectifier. It has only one connector. Thanks to the use of parallel resonance, high currents flow only in the receiver, which minimizes losses in other elements of the system, and thus increases efficiency.

Przedmiot wynalazku uwidoczniony jest w przykładowym wykonaniu na rysunku, przedstawiającym schemat ideowo-blokowy układu.The subject of the invention is presented in an exemplary embodiment in the drawing, showing a schematic-block diagram of the system.

Układ, według wynalazku, zawiera autotransformator Lz przyłączony równolegle do źródła napięcia Uz zmiennego, o wyjściu zbocznikowanym kondensatorem Cz i falownikiem F. Jeden zacisk wejściowy falownika przyłączony jest za pośrednictwem dwukierunkowego łącznika sterowanego S i połączonej z nim szeregowo cewki falownika Ls do pierwszego zacisku wejściowego odbiornika Oe. Drugi zacisk wejściowy falownika jest połączony za pośrednictwem kondensatora falownika Cs do drugiego zacisku wejściowego odbiornika Oe.The system, according to the invention, comprises an autotransformer Lz connected in parallel to an AC voltage source U, with an output shunted with a capacitor Cz and an inverter F. One input terminal of the inverter is connected via a bidirectional controlled connector S and the inverter coil Ls connected in series with it to the first input terminal of the receiver Oe. The second inverter input terminal is connected via the inverter capacitor Cs to the second input terminal of the receiver Oe.

W przykładzie przedstawiono odbiornik rezystancyjny Ro zbocznikowany kondensatorem Co i cewką Lo.The example shows a Ro receiver shunted with a Co capacitor and a Lo coil.

W przypadku odbiornika indukcyjnego lub rezystancyjno-indukcyjnego odbiornik zbocznikowany jest kondensatorem Co.In the case of an inductive or resistance-inductive load, the load is shunted by a Co capacitor.

W przypadku odbiornika pojemnościowego lub rezystancyjno-pojemnościowego, odbiornik zbocznikowany jest cewką Lo.In the case of a capacitive or resistive-capacitive receiver, the receiver is bypassed with the Lo coil.

Działanie układu według wynalazku polega na tym, że przy cyklicznym załączaniu i wyłączaniu łącznika S ze źródła napięcia zmiennego Uz pobierana jest cyklicznie energia i przekazywana do o bwodu zamkniętego odbiornika Oe utworzonego przez rezystancję Ro, indukcyjność Lo i pojemność Co powodując występowanie drgań elektrycznych w tym obwodzie. Autotransformator Lz wraz z konde nsatorem Cz służy do zmiany wartości napięcia wejściowego Uz na napięcie Uf zasilające falownik F.The operation of the system according to the invention is based on the fact that during the cyclic switching on and off of the switch S from the alternating voltage source Uz, energy is cyclically collected and transferred to a closed receiver Oe formed by resistance Ro, inductance Lo and capacitance Co, causing the occurrence of electric vibrations in this circuit . The autotransformer Lz with the converter Cz is used to change the value of the input voltage Uz into the voltage Uf supplying the inverter F.

Załączanie łącznika S następuje przy odpowiednim napięciu Uo na odbiorniku Oe, a wyłączanie dokonywane jest w chwili płynięcia prądu do źródła. Przy odpowiednio dobranej indukcyjności cewki Ls, pojemności kondensatora Cs w odniesieniu do parametrów Ro, Lo, Co odbiornika Oe, prąd pobierany ze źródła napięcia Uz przy załączonym łączniku S ma przebieg pulsu co jest warunkiem koniec znym prawidłowej pracy układu.Switching on the switch S takes place at the appropriate voltage Uo at the receiver Oe, and switching off is made when the current flows to the source. With an appropriately selected inductance of the coil Ls, the capacitance of the capacitor Cs in relation to the parameters Ro, Lo, Co of the receiver Oe, the current drawn from the voltage source Uz with the switch S on, has a pulse course, which is the final condition for the correct operation of the system.

Claims

1. A system for supplying the receiver with high-frequency current, characterized by the fact that it includes an autotransformer (Lz) connected in parallel to an alternating voltage source (Uz), with an output bypassed by a capacitor (Cz) and an inverter (F), from which the inverter has one input terminal is connected via a bidirectional controlled connector (S) and an inverter coil (Ls) connected in series to the first input terminal of the receiver (Oe), and the second input terminal of the inverter is connected via the inverter capacitor (Cs) to the second input terminal of the receiver (Oe ).

2. A circuit for supplying a receiver with a high frequency current, according to claim 1, The method of claim 1, characterized in that in the case of an inductive (Lo) or resistance-inductive load, the load is bypassed by a capacitor (Co).

A circuit for supplying a receiver with high frequency current, according to claim 1, The method of claim 1, characterized in that in the case of a capacitive (Co) or resistive-capacitive receiver, the receiver is bypassed by a coil (Lo).

A circuit for supplying a receiver with a high frequency current, according to claim 1, The method of claim 1, wherein in the case of a resistive receiver (Ro), the receiver is bypassed by a capacitor (Co) and a coil (Lo).