Устройство для ослабления пульсаций постоянного тока на выходе выпрямителя и ограничения выходного тока в момент коммутации
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано во вторичных источниках питания. Цель изобретения - повышение КПД и надежности. Устройство состоит из управляемого ограничительного элемента 6, в качестве которого использован полевой транзистор. Выводы элемента б соединены соответственно с входным выводом 2, а через последовательно соединенные конденсаторы 3 и 5 - с входным выводом 1 Между выводами 1 и 2 включена нагрузка 8. Управляющий вывод элемента 6 через конденсатор 7 соединен с входным выводом 2, а через резистор 4 - с общей точкой соединения конденсаторов 3 и 5. Указанное выполнение устройства позволяет при небольшом количестве используемых элементов обеспечить ослабление пульсации постоянного тока на выходе выпрямителя и ограничение выходного тока в момент коммутации При этом на ограничительном элементе 6 во включенном состоянии рассеивается минимальная электрическая мощность. 2 ил СП
mIO3 СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБПИК (я>s Н 02 М 1/14
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ.
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (/
Ае (21) 4405377/07 (22) 10.03.88 (46) 23.06.91. Бюл. № 23 (71) Научно-исследовательский институт интроскопии Томского политехнического института им.С.М.Кирова (72) Г.И.Зайдман и M,С.Ройтман (53) 621.314.5 (088 8) (56) Патент США
¹ 3555398, кл, Н 02 М 7/00, 1979.
Мкртчян Ж,А. Электропитание электронновычислительных машин. — М.: Энергия, 1980, с.76, рис 2.44. (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ОСЛАБЛЕНИЯ
ПУЛЬСАЦИЙ ПОСТОЯННОГО ТОКА НА
ВЫХОДЕ ВЫПРЯМИТЕЛЯ И ОГРАНИЧЕНИЯ ВЫХОДНОГО TOKA В МОМЕНТ КОММУТАЦИИ (57) Изобретение огносится к электротехнике и может быть использовано во вторичных
„„. рЦ „„1658321 А1 источниках питания, Цель изобретения — повышение КПД и надежности. Устройство состоит из управляемого ограничительного элемента 6, в качестве которого использован полевой транзистор, Выводы элемента 6 соединены соответственно с входным выводом
2, а через последовательно соединенные конденсаторы 3 и 5 — с входным выводом 1.
Между выводами 1 и 2 включена нагрузка 8.
Управляющий вывод элемента 6 через конденсатор 7 соединен с входным выводом 2, а через резистор 4 — с общей точкой соединения конденсаторов 3 и 5. Укаэанное выполнение устройства позволяет при небольшом количестве используемых элементов обеспечить ослабление пульсаций постоянного тока на выходе выпрямителя и ограничение выходного тока в момент коммугэщии. При этом на ограничительном элементе 6 во включенном состоянии рассеивается минимальная электрическая мощность. 2 ил
1658321
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано во вторичных источниках питания.
Цель изобретения — повышение КПД и надежности.
На фиг,1 приведена функциональная схема устройства; на фиг.2 — эпюры напряжения U1 на нагрузке до момента подключения устройства к выходу выпрямителя и напряжения О н на нагрузке после момента его подключения, Устройство содержит входные выводы 1 и 2, объединенные с выходными, конденсатор 3, резистор 4, конденсатор 5, управляемый ограничительный элемент 6, конденсатор 7 и нагрузку 8. Входной вывод
1 соединен с первым выводом конденсатора 3 и с первым выводом нагрузки 8. Второй вывод конденсатора 3 соединен с первым выводом конденсатора 5 и с первым выводом резистора 4. Второй вывод конденсатора 5 соединен с первым выводом ограничительного элемента 6, второй вывод которого подключен к входному выводу 2, к конденсатору 7 и к второму выводу нагрузки
8. Ограничительный элемент 6 выполнен в виде полевого транзистора, управляющий вывод которого подключен к общей точке соединения резистора 4 и конденсатора 7.
Второй вывод ограничительного элемента 6 через последовательно соединенные конденсаторы 3 и 5 подключен к входному выводу 1. Свободный вывод резистора 4 подключен к общей точке соединения конденсаторов 3 и 5. Первый и второй выводы ограничительного элемента образованы соответственно стоком и истоком полевого транзистора.
Устройство работает следующим образом, При подаче выпрямленного напряжения 01 (фиг.2) на входные выводы 1,2 входной ток протекает от вывода 1 к выводу 2 в двух направлениях, разветвляясь на составляющие тока 11, Iz. Составляющая тока 11 протекает через нагрузку 8, а составляющая тока Iz протекает через конденсатор 3, заряжая его, В интервале времени То-Т1 (фиг,2) управляемый ограничительный элемент 6 заперт, т.е. через его силовые выводы протекает только ток, обусловленный его запертым состоянием. В свою очередь Iz разветвляется на составляющие !з, l4. Составляющая тока 1з проТекает в направлении через конденсатор 3, резистор 4, конденсатор 7 к выводу 2. Заряд конденсаторов 3, 7 идет с постоянной времени
Сз Ст
Т1 (RB+R4)
Сз+С7
55 где R B — выходное сопротивление выпрямителя;
R4 — сопротивление резистора 4;
Сз. Ст — емкости конденсаторов 3 и 7 соответственно.
Составляющая тока 14 протекает через конденсатор 5 и запертое состояние ограничительного элемента 6. Заряд конденсатора
5 идет с постоянной времени
72=(R6ssn. +RB) С +С
Сз . С6
СЭ + С6 где R 6эап — сопротивление ограничительного элемента 6 в запертом состоянии.
Закон изменения напряжения UH на нагрузке 8 в интервале времени TO > T1 показан на фиг.2, В момент времени T=T1 напряжение на конденсаторе 7 достигает порогового значения, при котором резко уменьшается сопротивление между силовыми электродами ограничительного элемента 6. При этом ток заряда конденсатора 3 протекает преимущественно через конденсатор 5 и сопротивление открытого ограничительного элемента 6. Заряд конденсаторов Сз, С6 далее идет с постоянной времени
Сз С6
r3 =(RB+ R6P7K ) С + С
Сз + С6
ГДЕ R 6отк- СОПРОТИВЛЕНИЕ ОтКРЫтОГО ЭЛЕмента 6.
Емкость конденсатора 5 выбирается меньше емкости конденсатора 7, чтобы обеспечить требуемое управляющее напряжение (ток) для элемента 6. Падение напряжения на последовательно соединенных конденсаторах обратно пропорционально их емкостям. Сопротивление элемента 6 во включенном состоянии много меньше сопротивления резистора 4, т.e R 6вкл «R0.
Поэтому выполняется условие г1 ) ) Tz после включения элемента 6 увеличивается ток заряда конденсатора 3, а напряжение на нагрузке 8 при с ц возрастает до максимального значения LI„„ (фиг.2). В качестве конденсаторов 3,5 следует использовать оксидные конденсаторы, обладающие малыми массогабаритными показателями. но большими токами утечек, а в качестве конденсатора 7 использовать конденсаторы, характеризуемые малыми массогабаритными показателями и малыми токами утечек.
Характерной особенностью предлагаемого устройства является управление ограничительного элемента 6 по интегральному значению напряжения или тока. Варьируя постоянную времени 1, можно ограничительный элемент 6 включать в тот момент времени, когда напряжение на конденсаторе 3 достигнет уровня, при котором ток за1658321
Составитель А. Кириллов
Техред М.Моргентал Корректор М.Демчик
Редактор А. Мотыль
Заказ 1720 Тираж 394 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва. Ж-35, Раушская наб„4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент". г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 ряда будет оставаться меньше предельно допустимого значения для диодов выпрямителя. В данном устройстве мощность. затрачиваемая в цепи управления, мала, причем эта мощность непосредственно отбирается 5 от входной цепи.
Кроме того. предлагаемое устройство позволяет мгновенно реагировать на изменение токов заряда, разряда конденсатора и тока нагрузки. На элементе 6 во включен- 10 ном состоянии рассеивается минимальная электрическая мощность, Поскольку в устройстве используется минимальное количество элементов, то оно достаточно надежно.
Формула изобретения
Устройство для ослабления пульсаций постоянного тока на выходе выпрямителя и ограничения выходного тока в момент коммутации, содержащее объединенные пер- 20 вые входной и выходной выводы, обьединенные вторые входной и выходной выводы для подключения соответственно выхода выпрямителя и нагрузки, конденсатор и ограничительный элемент, причем одни выводы конденсатора и ограничительного элемента подключены соответственно к первому и второму выходным выводам, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения КПД и надежности, ограничительный элемент выполнен управляемым в виде полевого транзистора, сток и исток которого образуют два вывода ограничительного элемента, и дополнительно введены второй, третий конденсаторы и резистор, один вывод которого соединен с управляющим выводом полевого транзистора и выводом второго конденсатора, свободный вывод которого подключен к второму выходному выводу, причем свободные выводы резистора и первого конденсатора соединены между собой и их общая точка соединения подключена к выводу третьего конденсатора, свободный вывод которого соединен со свободным выводом ограничительного элемента.
