Fuente de alimentación conmutada concebida para funcionar en modo entrelazado.

Fuente de alimentación conmutada (1) concebida para funcionar en modo entrelazado, que comprende convertidores CC-CC (Ci) en paralelo provistos cada uno de un interruptor controlado (Ii), en el que el estado de conmutación de cada convertidor (Ci) está controlado en función de una señal generada por el convertidor adyacente (Ci+1) y en el que el primero (C1) está controlado por una señal generada por el último convertidor (Cn), de modo que los convertidores (Ci) están dispuestos en una configuración de anillo, caracterizada por el hecho de que comprende medios para establecer las intensidades máximas (Imaxi) y mínimas (Imini) que determinan el paso del estado de cierre a abertura y de abertura a cierre de los interruptores controlados (Ii) de cada convertidor (Ci) en función de la señal generada por el convertidor adyacente (Ci+1), de modo que el dispositivo puede operar en modo entrelazado.

Fuente de alimentación conmutada concebida para funcionar en modo entrelazado.

La presente invención se refiere a una fuente de alimentación conmutada destinada a funcionar en modo entrelazado, o interleaving, que reduce al mínimo la necesidad de circuitos auxiliares de control.

Antecedentes de la invención

Son conocidas las fuentes de alimentación conmutadas provistas de una pluralidad de convertidores CC-CC dispuestos en paralelo y provistos cada uno de un interruptor controlado.

En un tipo de fuente conocida, la evolución temporal de la intensidad suministrada por cada convertidor es una sucesión de tramos de pendiente positiva, asociados a periodos de cierre de los interruptores controlados, y tramos de pendiente negativa, asociados a periodos de abertura de los interruptores controlados.

Según una disposición particular de estas fuentes, conocida como configuración de anillo y descrita por ejemplo en la solicitud de Van Der Wal y otros US2009/0067199, el estado de conmutación de cada convertidor está controlado en función de una señal generada por el convertidor adyacente y el primero está controlado por una señal generada por el último convertidor.

Las fuentes con estas características están especialmente concebidas para operar en modo entrelazado, conocido más generalmente como "interleaving", el cual consiste en controlar el desfase entre las corrientes suministradas por los diferentes convertidores, de modo que se logra la cancelación de harmónicos.

Como puede comprobarse en la curva 231 de la figura 11 de la mencionada solicitud, su objeto dispone de un integrador y un biestable para generar las rampas necesarias para su funcionamiento, o bien un PLD.

Además, precisa de cuatro conexiones, que implican cuatro cables de tierra y cuatro tomas de tierra.

Todos estos elementos, agrupados en el bloque 100 de la mencionada solicitud, implican una circuitería adicional, con la complejidad, posibilidad de fallo y aumento del consumo que ello supone.

Por ello, los inventores del objeto de la presente solicitud consideran necesario disponer de una fuente conmutada que dé solución a los inconvenientes de la técnica mencionados.

Descripción de la invención

Para ello, la presente invención propone una fuente de alimentación conmutada especialmente concebida para funcionar en modo entrelazado, que comprende:

- Una pluralidad de convertidores CC-CC dispuestos en paralelo provistos cada uno de un interruptor controlado;

- siendo la evolución temporal de la intensidad suministrada por cada convertidor una sucesión de tramos de pendiente positiva, asociados a periodos de cierre de los interruptores controlados, y tramos de pendiente negativa, asociados a periodos de abertura de los interruptores controlados;

- En el que el estado de conmutación de cada convertidor está controlado en función de una señal generada por el convertidor adyacente y en el que el primero está controlado por una señal generada por el último convertidor, de modo que los convertidores están dispuestos en una configuración de anillo;

caracterizada por el hecho de que comprende medios para establecer las intensidades máximas y mínimas que determinan el paso del estado de cierre a abertura y de abertura a cierre respectivamente de los interruptores controlados de cada convertidor en función de la señal generada por el convertidor adyacente, de modo que puede funcionar en modo entrelazado.

Esta realimentación entre convertidores sucesivos permiten superar los inconvenientes antes mencionados porque no necesita ninguna unidad de control adicional, sino tan solo los circuitos que permiten establecer las intensidades máximas y mínimas mencionadas.

Concretamente el objeto de la invención prescinde del bloque 100 mencionado y en lugar de los cuatro cables y las cuatro entradas 121, 122, 123, 124, solamente necesita un cable de conexión más una toma de tierra tanto en la entrada como en la salida.

Preferentemente, los medios para establecer las intensidades máximas y mínimas comprenden dos bloques en serie, siendo el primero de ellos un seguidor de tensión del promedio de una intensidad de referencia y la intensidad filtrada del convertidor adyacente y siendo el segundo bloque un divisor de tensión que tiene como entrada la salida del primer bloque y como salida dichas intensidades máximas y mínimas.

Ventajosamente, el seguidor de tensión es un amplificador operacional con una de sus entradas conectada a su salida, estando constituida su otra entrada por tres ramas en paralelo, una primera rama conectada con interposición de una primera resistencia a una tensión imagen de dicha intensidad de referencia, una segunda rama conectada con interposición de una segunda resistencia a una tensión imagen de dicha intensidad filtrada del convertidor adyacente y una tercera rama conectada a tierra con interposición de una capacidad, que permite obtener dicha intensidad filtrada.

Más preferentemente, la segunda rama comprende además entre la segunda resistencia y la tensión imagen de dicha intensidad filtrada una segunda capacidad, de modo que se configura un filtro pasa-banda.

Más ventajosamente, el seguidor de tensión es un amplificador operacional con una de sus entradas conectada a su salida, estando constituida su otra entrada por dos ramas en paralelo, una primera rama conectada con interposición de una primera resistencia a una tensión imagen de dicha intensidad de referencia, una segunda rama constituida por una tercera resistencia, un seguidor de tensión y una segunda resistencia a una tensión imagen de dicha intensidad filtrada del convertidor adyacente y que comprende una derivación conectada a tierra con interposición de una capacidad, que permite obtener dicha intensidad filtrada.

Finalmente, el divisor comprende en el siguiente orden:

- Una tercera resistencia;

- Dos diodos;

- Una cuarta resistencia;

Estando el terminal libre de la tercera resistencia conectado a un potencial superior, estando el terminal libre de la cuarta resistencia conectado a un potencial inferior, estando el punto de conexión de los dos diodos conectado a la salida del primer bloque, siendo la tensión en el punto de conexión entre la tercera resistencia y el diodo aguas abajo imagen de la intensidad máxima y siendo la tensión en el punto de conexión entre la cuarta resistencia y el diodo aguas arriba imagen de la intensidad mínimas.

Breve descripción de los dibujos

Para mejor comprensión de cuanto se ha expuesto se acompañan unos dibujos en los que, esquemáticamente y tan sólo a título de ejemplo no limitativo, se representa un caso práctico de realización.

La figura 1 es un esquema eléctrico del dispositivo de la invención provisto de dos convertidores.

La figura 2 es un esquema eléctrico de una realización preferida de los medios de generación de las señales imin e imax.

La figura 3 es un esquema de control del dispositivo de la invención.

Las figuras 4 y 5 son dos realizaciones opcionales del bloque seguidor.

Descripción de una realización preferida

Tal como se ilustra en la figura 1, donde se representa un ejemplo con únicamente dos convertidores, es decir en el que i=1 por lo que i+1=2, la invención se refiere a una fuente de alimentación conmutada 1, que comprende:

- Una pluralidad de convertidores CC-CC C_i dispuestos en paralelo provistos cada uno de un interruptor controlado Ii;

- siendo la evolución temporal de la intensidad suministrada por cada convertidor C_i una sucesión de tramos de pendiente positiva, asociados a periodos de cierre de los interruptores controlados Ii, y tramos de pendiente negativa, asociados a periodos de abertura de los interruptores controlados Ii;

- En el que el estado de conmutación de cada convertidor C_i está controlado en función de una señal generada por el convertidor adyacente C_i+1 y en el que el primero C₁ está controlado por una señal generada por el último convertidor C_n, de modo que los convertidores C_i están dispuestos en una configuración de anillo.

Las características mencionadas son conocidas por ejemplo del...

1. Fuente de alimentación conmutada (1) concebida para funcionar en modo entrelazado, que comprende:

- Una pluralidad de convertidores CC-CC (C_i) dispuestos en paralelo provistos cada uno de un interruptor controlado (I_i);

- siendo la evolución temporal de la intensidad suministrada por cada convertidor (C_i) una sucesión de tramos de pendiente positiva, asociados a periodos de cierre de los interruptores controlados (I_i), y tramos de pendiente negativa, asociados a periodos de abertura de los interruptores controlados (I_i);

- En el que el estado de conmutación de cada convertidor (C_i) está controlado en función de una señal generada por el convertidor adyacente (C_i+1) y en el que el primero (C₁) está controlado por una señal generada por el último convertidor (C_n), de modo que los convertidores (C_i) están dispuestos en una configuración de anillo;

caracterizada por el hecho de que comprende medios para establecer las intensidades máximas (Imax_i) y mínimas (Imin_i) que determinan el paso del estado de cierre a abertura y de abertura a cierre respectivamente de los interruptores controlados (I_i) de cada convertidor (C_i) en función de la señal generada por el convertidor adyacente (C_i+1), de modo que el dispositivo puede operar en modo entrelazado.

2. Fuente de alimentación conmutada (1) según la reivindicación anterior, en la que los medios para establecer las intensidades máximas (Imax_i) y mínimas (Imin_i) comprenden dos bloques en serie, siendo el primero de ellos un seguidor de tensión del promedio de una intensidad de referencia (IREF) y la intensidad filtrada (I_i+1) del convertidor adyacente (C_i+1) y siendo el segundo bloque un divisor de tensión que tiene como entrada la salida del primer bloque y como salida dichas intensidades máximas (Imax_i) y mínimas (Imin_i).

3. Fuente de alimentación conmutada (1) según la reivindicación anterior, en la que el seguidor de tensión es un amplificador operacional con una de sus entradas conectada a su salida, estando constituida su otra entrada por tres ramas en paralelo, una primera rama conectada con interposición de una primera resistencia a una tensión imagen de dicha intensidad de referencia (IREF), una segunda rama conectada con interposición de una segunda resistencia a una tensión imagen de dicha intensidad filtrada (I_i+1) del convertidor adyacente (C_i+1) y una tercera rama conectada a tierra con interposición de una capacidad, que permite obtener dicha intensidad filtrada (I_i+1).

4. Fuente de alimentación conmutada (1) según la reivindicación anterior, en la que la segunda rama comprende además entre la segunda resistencia y la tensión imagen de dicha intensidad filtrada (I_i+1) una segunda capacidad, de modo que se configura un filtro pasa-banda.

5. Fuente de alimentación conmutada (1) según la reivindicación 2, en la que el seguidor de tensión es un amplificador operacional con una de sus entradas conectada a su salida, estando constituida su otra entrada por dos ramas en paralelo, una primera rama conectada con interposición de una primera resistencia a una tensión imagen de dicha intensidad de referencia (IREF), una segunda rama constituida por una tercera resistencia, un seguidor de tensión y una segunda resistencia a una tensión imagen de dicha intensidad filtrada (I_i+1) del convertidor adyacente (C_i+1) y que comprende una derivación conectada a tierra con interposición de una capacidad, que permite obtener dicha intensidad filtrada (I_i+1).

6. Fuente de alimentación conmutada (1) según 5 cualquiera de las reivindicaciones 3 a 5, en la que el divisor comprende en el siguiente orden:

- Una tercera resistencia;

- Dos diodos;

- Una cuarta resistencia;

Estando el terminal libre de la tercera resistencia conectado a un potencial superior, estando el terminal libre de la cuarta resistencia conectado a un potencial inferior, estando el punto de conexión de los dos diodos conectado a la salida del primer bloque, siendo 3 la tensión en el punto de conexión entre la tercera resistencia y el diodo aguas abajo imagen de la intensidad máxima (Imax_i) y siendo la tensión en el punto de conexión entre la cuarta resistencia y el diodo aguas arriba imagen de la intensidad mínimas (Imin_i).