CONVERTIDOR DE VARIAS VIAS, DE CORTE EN CASCADA Y LIMITADO EN CORRIENTE.

Convertidor (1) de varias vías, que comprende

un transformador (2) que comprende un arrollamiento primario (3) y al menos un arrollamiento secundario (4),



primeros medios de interrupción (T0) unidos al arrollamiento primario, permitiendo los primeros medios de interrupción cortar según una primera señal periódica de onda cuadrada (Vc1) una tensión sensiblemente continua para formar una señal de entrada (Ve), presentando la señal de entrada una fase directa y una fase en rueda libre,

segundos medios de interrupción (T1, T2) en la entrada de una de las vías, permitiendo los segundos medios de interrupción cortar según una segunda señal periódica de onda cuadrada (Vc2) una señal de salida en el arrollamiento secundario (V1) correspondiente a esta vía,

medios de medición (Rs) de una corriente primaria (ip) unidos al arrollamiento primario,

caracterizado, por otra parte, porque el convertidor comprende:

medios de memorización (12, 15) de varios valores medidos correspondientes a la corriente primaria, siendo medidos los valores en tiempos distintos de la fase directa de la señal de entrada,

medios de tratamiento (10) de los valores medidos

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E06112106.

Solicitante: HARMER + SIMMONS (FRANCE) S.A.S.

Nacionalidad solicitante: Francia.

Dirección: 4 RUE DE BROGLIE,22300 LANNION.

Inventor/es: BAPTISTE,THIERRY, LEGENDRE,CLEMENT.

Fecha de Publicación: .

Fecha Solicitud PCT: 31 de Marzo de 2006.

Fecha Concesión Europea: 28 de Abril de 2010.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • H02M3/335M

Clasificación PCT:

  • H02M3/335 ELECTRICIDAD.H02 PRODUCCION, CONVERSION O DISTRIBUCION DE LA ENERGIA ELECTRICA.H02M APARATOS PARA LA TRANSFORMACION DE CORRIENTE ALTERNA EN CORRIENTE ALTERNA, DE CORRIENTE ALTERNA EN CORRIENTE CONTINUA O DE CORRIENTE CONTINUA EN CORRIENTE CONTINUA Y UTILIZADOS CON LAS REDES DE DISTRIBUCION DE ENERGIA O SISTEMAS DE ALIMENTACION SIMILARES; TRANSFORMACION DE UNA POTENCIA DE ENTRADA EN CORRIENTE CONTINUA O ALTERNA EN UNA POTENCIA DE SALIDA DE CHOQUE; SU CONTROL O REGULACION (transformadores H01F; convertidores dinamoeléctricos H02K 47/00; control de los transformadores, reactancias o bobinas de choque, control o regulación de motores, generadores eléctricos o convertidores dinamoeléctricos H02P). › H02M 3/00 Transformación de una potencia de entrada en corriente continua en una potencia de salida en corriente continua. › utilizando solamente dispositivos semiconductores.

Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia, Ex República Yugoslava de Macedonia, Albania.

CONVERTIDOR DE VARIAS VIAS, DE CORTE EN CASCADA Y LIMITADO EN CORRIENTE.

Fragmento de la descripción:

Convertidor de varias vías, de corte en cascada y limitado en corriente.

La presente invención se refiere al ámbito de los convertidores de varias vías, de corte en cascada y limitados en corriente.

Convertidores de varias vías

Un convertidor de varias vías comprende un transformador que comprende un arrollamiento primario y al menos un arrollamiento secundario a imagen de la solicitud EP-A-0 698 959. El transformador puede comprender varios arrollamientos secundarios, correspondiendo cada arrollamiento secundario a una o varias vías. El transformador puede comprender igualmente un solo arrollamiento secundario, correspondiente a las vías del convertidor.

La figura 1 representa esquemáticamente un ejemplo de circuito convertidor de varias vías de acuerdo con la técnica anterior.

Además de un transformador 2 que comprende un arrollamiento primario 3, un arrollamiento secundario principal 4 y un arrollamiento secundario adjunto 5, el convertidor 1 comprende primeros medios de interrupción. Los primeros medios de interrupción pueden comprender un interruptor T0, por ejemplo un transistor, unido al arrollamiento primario 3.

El interruptor T0 permite cortar una tensión sensiblemente continua (no representada) según una primera señal periódica de onda cuadrada Vc1 para formar una señal de entrada Ve. El interruptor T0 es mandado por un dispositivo de control primario PWM (de Pulse Width Modulation en inglés) que controla la anchura de las ondas cuadradas de la primera señal periódica de onda cuadrada Vc1.

Por otra parte, el convertidor 1 comprende medios de desmagnetización (no representados), por ejemplo un enclavamiento activo (active clamp en inglés), por resonancia (resonant reset en inglés) o también por un arrollamiento de desmagnetización. La media en un período de la señal de entrada Ve es sensiblemente nula. La señal de entrada Ve presenta una fase en rueda libre, correspondiente a los tiempos durante los cuales la primera señal periódica de onda cuadrada Vc1 es sensiblemente nula, y una fase directa sensiblemente durante las ondas cuadradas de la primera señal periódica de onda cuadrada Vc1.

Una primera señal de salida V1 en una vía principal 7 tiene una amplitud proporcional a la amplitud de la señal de entrada Ve. Un circuito rectificador-promediador 6 permite obtener una señal continua principal V1' a partir de la primera señal de salida V1. El valor de la tensión de la señal continua principal V1' es función de la relación cíclica de la primera señal periódica de onda cuadrada Vc1.

Convertidores de corte en cascada

El convertidor es de corte en cascada, es decir que el convertidor comprende, además de los primeros medios de interrupción, segundos medios de interrupción en la entrada de una de las vías, en este caso un interruptor adjunto T1. Así, el dispositivo que permite obtener una señal continua adjunta V2' a partir de una segunda señal de salida V2 en una vía adjunta 8 es casi idéntico al circuito rectificador-promediador 6, excepto que el interruptor adjunto T1 permite cortar según una segunda señal periódica de onda cuadrada Vc2 la segunda señal de salida V2. La segunda señal de salida V2 tiene una amplitud sensiblemente proporcional a la amplitud de la señal de entrada Ve.

La segunda señal periódica de onda cuadrada Vc2 presenta por ejemplo ondas cuadradas de una anchura inferior a la anchura de las ondas cuadradas de la primera señal periódica de onda cuadrada Vc1, terminando las ondas cuadradas de la segunda señal periódica de onda cuadrada Vc2 por ejemplo al mismo tiempo que las ondas cuadradas de la primera señal periódica de onda cuadrada Vc1. Así pues, una señal cortada V2r tendrá un valor en tensión no nulo solamente durante las ondas cuadradas de la segunda señal periódica de onda cuadrada Vc2. La señal cortada V2r tendrá por tanto una forma sensiblemente de señal periódica de onda cuadrada, teniendo las ondas cuadradas de la señal cortada una anchura inferior a las ondas cuadradas de la primera señal periódica de onda cuadrada Vc1.

La señal continua adjunta V2' se obtiene después por rectificación y promedio de la señal módulo V2r. El valor de la señal continua adjunta V2' depende por tanto, en este ejemplo, del retardo de los frentes ascendentes de la segunda señal periódica de onda cuadrada Vc2 con respecto a los frentes ascendentes de la primera señal periódica de onda cuadrada Vc1.

Limitación de corriente

El convertidor puede comprender un dispositivo de limitación de corriente (no representado), con el fin de proteger a los componentes.

La limitación de corriente se efectúa generalmente en el secundario, es decir que la corriente en la vía principal es medida por ejemplo utilizando una resistencia de medición, denominada shunt. La tensión en los bornes de la resistencia de medición es memorizada, tratada y transmitida a través de un optoacoplador al dispositivo de control primario. El dispositivo de control primario modifica el valor de la relación cíclica de las ondas cuadradas de la primera señal periódica de onda cuadrada Vc1 en función del valor de la corriente medida en la vía principal. Un bucle de este tipo permite regular la corriente en la vía principal con una precisión relativamente elevada.

Asimismo, se mide la corriente en la vía adjunta y el valor de la relación cíclica de la segunda señal periódica de onda cuadrada Vc2 es ajustado o modificado en función del valor de la corriente medida.

La limitación de corriente puede efectuarse igualmente en el primario. Se efectúa una medición de la corriente que atraviesa el arrollamiento primario, denominada corriente primaria. Un dispositivo de limitación de corriente de este tipo comprende una sola resistencia de medición y en consecuencia es menos voluminoso y menos caro que un dispositivo de limitación de corriente secundaria.

El valor medido de la corriente primaria proporciona una información global sobre varias vías. El valor de la relación cíclica de las ondas cuadradas de la primera señal periódica de onda cuadrada Vc1 es ajustado en función del valor de la corriente primaria.

Sin embargo, si por ejemplo una de las vías está cortada o en vacío, la corriente que atraviesa esta vía será nula. Debido al principio de la conversión de la energía en el transformador, puede ser que la limitación de corriente, en particular cuando las potencias en cada una de las vías son muy diferentes, intervenga únicamente cuando la corriente en la vía restante sea relativamente elevada. La limitación de corriente puede resultar entonces inútil en cuanto a la protección de los componentes.

La presente invención permite una limitación de la corriente en el primario en los circuitos convertidores de varias vías con un mejor control de la corriente en cada vía.

Convertidor de acuerdo con la invención

La presente invención tiene por objeto un convertidor de varias vías, que comprende:

- un transformador que comprende un arrollamiento primario y al menos un arrollamiento secundario,
- primeros medios de interrupción unidos al arrollamiento primario, permitiendo los primeros medios de interrupción cortar según una primera señal periódica de onda cuadrada una tensión sensiblemente continua para formar una señal de entrada en el arrollamiento primario, presentando la señal de entrada una fase directa y una fase en rueda libre,
- segundos medios de interrupción en la entrada de una de las vías, permitiendo los segundos medios de interrupción cortar según una segunda señal periódica de onda cuadrada una señal de salida en el arrollamiento secundario correspondiente a esta vía,
- medios de medición de una corriente primaria unidos al arrollamiento primario.

Por otra parte, de acuerdo con la invención, el convertidor comprende:

- medios de memorización de varios valores medidos correspondientes a la corriente primaria, siendo medidos los valores en tiempos distintos de la fase directa de la señal de entrada, y
- medios de tratamiento de los valores medidos.

La corriente primaria evoluciona en el tiempo, en parte debido a los segundos medios de interrupción que permiten una discontinuidad de la corriente primaria durante la fase directa. Efectuando dos mediciones de la corriente primaria en tiempos...

 


Reivindicaciones:

1. Convertidor (1) de varias vías, que comprende

un transformador (2) que comprende un arrollamiento primario (3) y al menos un arrollamiento secundario (4),

primeros medios de interrupción (T0) unidos al arrollamiento primario, permitiendo los primeros medios de interrupción cortar según una primera señal periódica de onda cuadrada (Vc1) una tensión sensiblemente continua para formar una señal de entrada (Ve), presentando la señal de entrada una fase directa y una fase en rueda libre,

segundos medios de interrupción (T1, T2) en la entrada de una de las vías, permitiendo los segundos medios de interrupción cortar según una segunda señal periódica de onda cuadrada (Vc2) una señal de salida en el arrollamiento secundario (V1) correspondiente a esta vía,

medios de medición (Rs) de una corriente primaria (ip) unidos al arrollamiento primario,

caracterizado, por otra parte, porque el convertidor comprende:

medios de memorización (12, 15) de varios valores medidos correspondientes a la corriente primaria, siendo medidos los valores en tiempos distintos de la fase directa de la señal de entrada,

medios de tratamiento (10) de los valores medidos.

2. Convertidor (1) de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual

los medios de tratamiento (10) están unidos a medios de mando de interrupción elegidos entre los primeros medios de interrupción (T0) y los segundos medios de interrupción (T1, T2).

3. Convertidor (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 o 2, que comprende estrictamente dos vías.

4. Convertidor (1) de acuerdo con la reivindicación 3, en el cual la segunda señal periódica de onda cuadrada (Vc2) se obtiene utilizando una copia temporal de la primera señal periódica de onda cuadrada (Vc1) y aplicando un retardo en los frentes ascendentes de esta copia temporal.

5. Convertidor (1) de acuerdo con la reivindicación 4, que comprende

medios de detección de los frentes ascendentes de las ondas cuadradas de la primera señal periódica de onda cuadrada (Vc1),

medios de detección de un valor máximo de la corriente primaria (ip) en cada onda cuadrada de la primera señal periódica de onda cuadrada,

y en el cual los medios de memorización comprenden

primeros medios de memorización (12) para memorizar un primer valor (Vm1) correspondiente al valor de la corriente primaria al inicio de la onda cuadrada de la primera señal periódica de onda cuadrada, y

segundos medios de memorización (15) para memorizar un valor máximo (Vm2) correspondiente al valor máximo de la corriente primaria.

6. Convertidor (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, en el cual

los segundos medios de interrupción (T1, T2) comprenden un transistor mandado por un dispositivo de control (11).

7. Convertidor (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones 4 a 5, en el cual

los segundos medios de interrupción comprenden un amplificador magnético.

8. Convertidor (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, que comprende un solo arrollamiento secundario (4).

9. Convertidor de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, que comprende un arrollamiento secundario para cada vía del convertidor.


 

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