Устройство для ослабления пульсаций напряжения постоянного тока на выходе выпрямителя
Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано при построении вторичных источников питания. Цель изобретения - повышение КПД. Устройство содержит сглаживающий дроссель 1, включенный между входным 2 и выходньм 3 выводами, конденсатор 4 фильтра-и регулирующий элемент, выполн,енный по мостовой схеме на управляемых ключах 5, 6 и диодах 7, 8, включенных в соответствующие противоположные плечи. Регулирующий элемент и конденсатор 4 включены параллельно между выходными выводами 3, 11. Входной 10 и выходной 11 выводы образуют общий вывод. В диагональ моста регулирующего элемента включена обмотка дополнительного дросселя 9. Устройство снабжено интегратором 12, подключенным паС S раллельно дросселю 1, компараторами (Л 13, 14, входы которых соединены с выходом интегратора 12, и формирователями 16, 17 сигналов управления, входами подключенными к выходам компараторов 13, 14, а выходами - к управляющим электродам ключей 5, 6 срответJM ю О) 3 ел -О со со сх «д 15 д 10 О- // О йл/
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИН (5ц 4 Н 02 М 1/14
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
И А BTGPCHGMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР по делАм изоБРетений и ОтнРытий (21) 3739120/24-07 (22) 16.05.84 (46) 23.10.86. Бюл. Р 39 (71) Томский ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного
Знамени политехнический институт им. С.М.Кирова (72) Б.А.Багинский и H.Ë.Tðóáíèêîâ (53) 621.314.5(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР
N - 777782, кл. Н 02 М 1/14, 1979.
Патент США - 4241395, кл. Н 02 J t/02, 1980. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОСЛАБЛЕНИЯ ПУЛЬСАЦИЙ НАПРЯЖЕНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА НА
ВЬ1ХОДЕ ВЫПРЯМИТЕЛЯ (57) Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано при построении вторичных источников питания, Цель изобретения — повышение КПД. Устройство со„„SU„„265938 А1 держит сглаживающий дроссель 1, включенный между входным 2 и выходным 3 выводами, конденсатор 4 фильтра и регулирующий элемент, выполненный по мостовой схеме на управляемых ключах
5, 6 и диодах 7, 8, включенных в соответствующие противоположные плечи.
Регулирующий элемент и конденсатор 4 включены параллельно между выходными выводами 3, 11. Входной 10 и выходной
11 выводы образуют общий вывод. В диагональ моста регулирующего элемента включена обмотка дополнительного дросселя 9. Устройство снабжено интегратором t2, подключенным входом параллельно дросселю 1, компараторами
13, 14, входы которых соединены с выходом интегратора 12, и формирователями 16, t7 сигналов управления, входами подключенными к выходам компараторов 13, 14, а выходами — к управляющим электродам ключей 5, б соответ1265938 ственно, Введение указанных элементов позволяет путем суммирования и вычитания токов сглаживающего и дополнительного дросселей на определенных интервалах времени при помощи ключей
5, 6.и диодов 7, 8 увеличить частоту
Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано при построении вторичных источников питания.
Цель изобретения — повьппение КПД.
На фиг.1 представлена электрическая принципиальная схема предлагаемо- го устройства; на фиг.2 — диаграммы токов и напряжений.
Устройство содержит сглаживающий дроссель 1, начало обмотки которого соединено с входным выводом 2, а конец — с выходным выводом 3, конденсатором 4, регулирующий элемент,.состоящий из. управляемых ключей 5 и 6, ко- 1з торые совместно с диодами 7 и 8 образуют мост, причем диоды и ключи включены в противоположные плечи моста.
Б диагональ моста включена обмотка дополнительного дросселя 9. Другой диагональю указанный мост, а также конденсатор 4 включены между выходными выводами. Входной вывод 10 и выходной вывод 11 образуют общий вывод.
Параллельно обмотке сглаживающего. дросселя 1 подключены входы интегратора 12, выход которого соединен с входами компараторов 13 и 14.,Вторые входы компараторов связаны с выходами источника 15 опорных напряжений, а выходы — с входами формирователей 16 и 17 сигналов управления, выходы которых соединены с управляющими электродами ключей 5 и 6. На фиг.2 обозначены; I, I» Е4, Е, Е, и Х9, — то- 35 ки на сглаживающем дросселе 1, выходном выводе 3, конденсаторе 4, ключе 5, диоде 7 и дополнительном дросселе 9 соответственно, U, — переменная составляющая входного напряжения, 40
U, „ — переменная составляющая выходного напряжения, П,, - напряжение интегратора 12; U q и U,4 - напряжепульсаций выходного напряжения и снизить амплитуду пульсаций. При этом величина тока, коммутируемого ключами, равная току дополнительного дросселя, значительно меньше тока нагрузки. 2 ил.
2 ния компараторов 13 и 14, U — напряжение дополнительного дросселя 9;
О, H Б, — постоянные напряжения вырабатываемые источником 15 опорных напряжений1 T 2Т, t,, С2» t3 и интервалы времени.
Устройство работает следующим образом.
В установившемся режиме переменная составляющая входного напряжения U выделяется на обмотке сглаживающего дросселя 1, и ток сглаживающего дросселя I имеет форму, изображенную на фиг.2. Ток дополнительного дросселя 9 поддерживается на постоянном уровне
Е, что обеспечивается соответствующйм выбором интервалов замкнутого и разомкнутого состояний ключей 5 и 6.
Источник 15 опорных напряжений вырабатывает постоянные напряжения U и и U, имеющие противоположную полярность. Напряжение на выходе интегратора U по форме повторяет переменную составляющую тока сглаживающего дросселя 1.
На интервале времени 0 < t < t, напряжения U, U, и П,, связаны неравенством U,(U1ã (U„, при этом компаратор 13 включен, компаратор 14. выключен и формирователи 16 и 17 вырабатывают сигналы управления таким образом, что ключ 5 находится в замкнутом состоянии, а ключ 6 — в разомкнутом. Ток дополнительного дросселя
I замыкается по цепи: обмотка дросселя 9 — диод 7 — ключ 5. Напряжений, приложенное к обмотке дросселя, близко к нулю, и энергия, накопленная дросселем, сохраняется.
На интервале времени t,с t < t вы- полняется,неравенство П„ < U... оба компаратора выключены, ключи 5 и 6 разомкнуты. При этом ток I замыкает1265938 4 где I — амплитуда переменной составляющей тока дросселя 1, Т вЂ” период входного напряжения. ся по цепи: обмотка дросселя 9 — диод 7 — конденсатор 4 — ключ 6, Напря жение, приложенное к обмотке дросселя 9, приблизительно равно выходному и имеет полярность, укаэанную на 5
Фиг.1 (без скобок), дроссель расходует запасенную энергию. Ток конденсатора 4 равен сумме токов сглаживающего и дополнительного дросселей.
На интервале времени и 0 На интервале t z 12 При этом включается компаратор 14, 15 ключ 6 замыкается, диоды 7 и 8 запираются, и ток Iq протекает по цепи: обмотка дросселя 9 — диод 7 — конденсатор 4 — ключ 5, Напряжение, приложенное к обмотке дросселя 9, близко <О к выходному и имеет полярность, указанную на Фиг.1 (в скобках). Дроссель 9 накапливает энергию. Ток конденсатора 4 равен разности токов сглаживающего и дополнительного дросселей. 25 На интервале времени и Уровень тока дополнительного дросселя I, а также длительности интервалов t = tq - t, и t = tz — t,, на которых дополнительный дроссель 9 соответственно накапливает и отдает энергию, определяемые значениями опорных напряжений U, и U, выбираются из условия минимума пульсаций выходного напряжения U Как видно из фиг.2, кривая тока ?,40 конденсатора 4 пересекает ось абсцисс в десяти точках за период входного напряжения, разбивая таким образом период на десять интервалов. Пульсации выходного напряжения минимальны 45 в случае, если абсолютные значения интервала тока конденсатора 4, определенные на каждом из этих интерва-, лов, равны между собой. Это достигается при выполнении условий Тч а SO 0,857 I и t à t" = О, 353 Т, Уровень тока I> дросселя 9 задается разностью интервалов at = t4— При выполнении указанных условий час-: тота пульсаций выходного напряжения возрастает в пять раз, а амплитуда пульсаций снижается примерно в девятнадцать раз по сравнению с Г-образным индуктивно-емкостным фильтром, имеющим те же значения индуктивности сглаживающего дросселя и емкости конденсатора. Формула изобретения Устройство для ослабления пульсаций напряжения постоянного тока на выходе выпрямителя, содержащее входной, выходной и общий выводы для подключения соответственно выходного напряжения выпрямителя и нагрузки, сглаживающий дроссель, обмотка которого включена между входным и выходным выводами, включенные между выводами для подключения нагрузки конденсатор и регулирующий элемент, состоящий из двух управляемых ключей, двух диодов и дополнительного дросселя, обмотка которого включена в диагональ моста, образованного включенными в противоположные плечи моста диодами и ключами, причем катод первого и анод второго диодов соединены соответственно с выходным и общим выводами, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения КПД, в него введены два формирователя сигналов управления, два компаратора, источник опорных на- пряжений и интегратор, входы которого подключены параллельно обмотке сгла- живающего дросселя,. а выход соединен с первыми входами компараторов, вторые входы которых соединены с выхода- . ми источника опорных напряжений, выходы компараторов соединены с входами формирователей сигналов управления, выходы которых подключены к управляющим электродам ключей. 1265938 Составитель А.Кириллов Техоед А.Кравчук Редактор О.Брковецкая Корректор Т.Колб Заказ 5678/55 Подписное Тираж 631 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4
