Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Smart and flexible capacitor charger for warm environments
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM), Machine Design (Dept.).
2016 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
Smart och flexibel kondensator laddare för varma miljöer (Swedish)
Abstract [en]

A studio camera flash system being developed by Eascal AB needs a capacitor

charging power supply (CCPS) that can work in a hot environment without

problems and also not emit too much heat itself. The CCPS needs to be able to

operate from battery power as well as net power, so called off-line, and to

charge a capacitor to between 0-400 V.

Most power supplies do not act upon a rise in temperature until it overheats

and shuts down or goes into fail-safe mode where they stop delivering power.

The aim of this thesis is to investigate how a smart power supply which

features a micro-controller can change the behaviour of the unit or the user

so that heat emission is reduced if needed in order to avoid overheating. The

unit will be allowed to deliver less power in this mode.

Starting the project was the information gathering phase where a lot of

different kinds of power supply topologies were investigated and evaluated to

find the most suitable. A flyback converter was chosen for the battery driven

charger and a non-inverting buck-boost converter was chosen for off-line

supply.

Following the final choice of topology, simulations were made to ensure that

the power supply of choice would live up to the expectations and to specify

the ingoing components.

After the simulations were to satisfaction the prototypes were built to

verify the simulations, for testing and evaluating proposed techniques for

regulating the heat emission of the unit.

The sought after performance of the prototypes was never reached due to lack

of time and a need for better components that was not available. However the

simulations showed that the wanted performance was within reach and this was

verified by the worse performing prototypes living up to their simulated

counterparts. No actual physical work was done with the heat control, this

was conducted by theoretical reasoning and calculations. Results showed that

with a micro-controller the suggested chargers would be able to regulate

their heat emission by making changes to the charging profile or increase

dead-time between charge cycles.

Abstract [sv]

En kamerablixt för studiobruk är under utveckling av Eascal AB och behöver en

kondensator-laddare som kan jobba i varma miljöer utan att överhettas eller

att själv avge för mycket värme. Laddaren måste kunna drivas från nätspänning

såväl som från ett batteri med en spänning som specificeras under projektet

och måste kunna ladda en kondensator till mellan 0 och 400V.

De flesta laddare som finns idag agerar inte på en ökning av temperaturen

innan enheten överhettas och stänger ner sig eller hamnar i ett felsäkert

läge där den slutar leverera ström. Målet med detta projekt är att undersöka

hur man med hjälp av en mikro-kontroller kan undvika detta läge genom att

förändra sitt eller användarens beteende för att minska värmeutvecklingen.

Enheten tillåts leverera mindre effekt i detta tillstånd.

Projektet startades med att söka information om vilka olika typer av laddare

som finns och på vilket sätt de används. En flyback-converter valdes för att

ladda från batteri och en icke-inverterande buck-boost converter valdes för

laddning från elnätet.

Efter det slutgiltiga valet av topologi gjordes simuleringar för att

säkerställa att den valda topologin kunde uppfylla kraven som ställdes på den

eftersökta laddaren.

När simuleringarna visat på ett acceptabelt resultat byggdes prototyper för

att verifiera simuleringarna och att göra tester på för att kunna utvärdera

strategier för värmereglering.

Prototyper levde aldrig upp till kraven som hade ställts på dem på grund av

tidsbrist och ett behov för bättre komponenter än som fanns tillgängliga.

Däremot så visade simuleringarna på att det eftersökte resultatet är inom

räckhåll med de föreslagna topologierna med rätt komponenter. Detta visades

genom att prototyperna presterade jämförelsebart med simuleringar efter deras

förmågor. Ingen fysiskt arbete gjordes med temperaturkontrollering men

mätningar och formler visar på att med hjälp av mikro-kontroller kan de

föreslagna laddarna reglera sin värmeutveckling genom att ändra på

laddningsprofilen. Detta blir på bekostnad av laddningstiden eller hur ofta

laddningscyklerna kan repeteras.

Place, publisher, year, edition, pages
2016. , 56 p.
Series
MMK 2016.14 MDA522
National Category
Mechanical Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-187675OAI: oai:DiVA.org:kth-187675DiVA: diva2:931063
Supervisors
Examiners
Available from: 2016-05-26 Created: 2016-05-26 Last updated: 2016-05-26Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(5204 kB)130 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 5204 kBChecksum SHA-512
f340ea824749cbd529b1444ffb9ebec3cd8e3e1b7013ae29bac675a020327dd896be91b291b1f2f367407ef6ab6fb47c0ab595e9acc7f145861bcafbaaff9531
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Machine Design (Dept.)
Mechanical Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 130 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 52 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf