Преобразователь переменного напряжения в постоянное

 

Использование: изобретение может быть использовано в качестве источника питания радиоаппаратуры. Сущность изобретения1 устройство состоит из трансформатора 5 с двумя вторичными обмотками, к одной из которых подключен выпрямительный блок 1, а к другой - выпрямительный блок 6, выход которого через конденсатор 3 LC-фильтра подключен к нагрузке 4. Выход выпрямительного блока 1 через дроссель 2 LC-фильтра подключен к конденсатору 3, Указанное выполнение устройства обеспечивает снижение пульсаций выходного напряжения и массогабаритные показатели. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

О (л

К .АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4686642/07 (22) 03:05.89 (46) 15.12.92. Бюл ¹ 46 (71) Государственный научно-исследовательский институт радио (72) А.П,Ульянов (56) Авторское свидетельство СССР № 811437, кл. Н 02 М 1/15, 1981.

Авторское свидетельство СССР

N. 565360, кл. Н 02 М 1/14, 1977.

Авторское свидетельство СССР

N 82788, кл; Н 02 М 1/14, 1949. (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ

Изобретение относится к электротехнической и радиотехнической промышленности, например, высококачественной приемной и воспроизводящей радиоаппаратуре в высоковольтных выпрямйтелях или в других устройствах подобного назначения.

Известны сглаживающие фильтры.

Один из известных сглаживающий фильтр

Г-образного типа, содержащий в последовательном звене реактор, а в параллельном— две или более резонансные цепи, каждая из которых выполнена в виде последовательно соединенных конденсатора и индуктивности,выполненные с индуктивной связью (1).

Однако этот сглаживающий фильтр является сложным, дорогостоящим и габаритным фильтром, особенно для высоковольтных цепей. Второе устройство для сглаживания пульсации на выходе выпрямителя, содер-. жащее электромагнитный умножитель часЯ2, 1781795 А1 (51)5 Н 02 М 7/08 (57) Использование: изобретение может быть использовано в качестве источника питания радиоаппаратуры. Сущность изобретения: устройство состоит из трансформатора 5 с двумя вторичными обмотками, к одной из которых подключен выпрямительный блок 1, а к другой — выпрямительный блок 6, выход которого через конденсатор 3

1 С-фильтра подключен к нагрузке 4. Выход выпрямительного блока 1 через дроссель 2

LC-фильтра подключен к конденсатору 3, Указанное выполнение устройства обеспечивает снижение" пульсаций выходного напряжения и массогабаритные показатели. 2 з.п. ф-лы, 3 ил. тоты с обмоткой возбуждения и выходной обмоткой, включенной последовательно с нагрузкой, а также LC-фильтр, подключенный к выходным клеммам" выйрямителя, а выход фильтра соединен с цепью, состоящей из выходной обмотки умножителя частоты и цепи нагрузки; причем обмотка возбуждения подключена к выходным клеммам выпрямителя . Однако и зто устройство является сложным, дорогостоящим и габаритным фильтром.

Наиболее близким техническйм решением к данному изобретению является устройство для ослабления пульсаций постоянного тока на выходе или на входе, которое содержит два равнозначных выпрямителя с LC-фильтрами.

Переменная составляющая пульсации выпрямленного найряжения на конденсаторе фильтра компенсируется с помощью второго выпрямителя .и конденсатора. Однако

1781795 данное устройство может применяться только для специальной аппаратуры, так как

"для компенсации пульсации требуется две равнозначные по току нагрузки и кроме этого содержит лишний LC-фильтр, что увеличивает габариты и понижает КПД устройства.

Целью изобретения является повышение КПД и улучшение массогабаритных по..;* .,:.- „>м: и казателей. ",,„., „, Поставленйаа цель досТигается тем, что преобрэзоватеЖ, содержащйй трайсформатор" с одной обмоткой, соединенной с входнымй выводами для подключения питающей сети и двумя вторичными обмотками соединенными последовательно, общая точка соединения образует среднюю точку, к которой подключен один из выводов конденсатора 1 С фильтра, а свободные выводы этих обмоток соединены с соответствующими входами блока выпрямителя, выходные выводы которого через дроссель (С-фильтра подключены к нагрузке.

Такой и реобразователь прост в изготов лении, позволяет снизить коэффициент пульсации в 12 раз и одновременно утвердить остаточную частоту пульсации пб отношению питающей сети.

Это повышает КПД и уменьшает объем и вес фильтра в два раза по сравнению с существующими фильтрами, На фиг.1,2,3 представлены электрйческие схемы преобразователя.

Преобразователь по фиг,1 содержит трансформатор 5 с одной первичной обмоткой и двумя вторичными обмотками, под ключенные к соответствующим входам выпрямительных блоков 1 и 6. Параллельно выходу выпрямительного блока 1 подключе на последовательная цепь, состоящая из дросселя 2 и конденсатора 3 LC-фильтра, а выходы выпрямительного блока бчерез конденсатор 3 подключены к нагрузке 4.

Преобразователь по фиг.2 также содержит трансформатор 5 с одной первичной . обмоткой и двумя вторичными обмотками, соединенные с соответствующим входом выпрямительных блоков 1 и 6 соединенные выходами последовательно, гго йрохожде HM*Io тока, причем параллельно выходу вы прфмительного блока 1 подключена последовательная цепь, состоящая "из дросселя 2 и конденсатора 3, а нагрузка 4 под ключена к точке соединения дросселя 2 и койденсатора 3 и с другим выводом выхода выпрямительного блока 6.--- "-- -- -"Преобразователь. по фиг.3 содержит трансформатор 5 с одной первичной обмоткой и с одной вторичной обмоткой, содержащей средний вывод соединенный с выводом

15 ный на частоту ниже частоты пульсации выпрямительного блока на 2 . Этим достигается в точке соединения дросселя и кон20

30

55 конденсатора 3, концы вторичной обмотки подключены к входам выпрямительного блока 1, выходы которого соединены через дроссель 2 к нагрузке 4, а второй вывод конденсатора 3 подключен к точке соединения дросселя 2 и нагрузки 4.

Преобразователь по фиг.1 работает следующим образом.

Вторичные обмотки трансформатора 5 подключены к соответствующим входам выпрямительных блоков 1 и 6. К выходам выпрямительного блока 1 включен LC-фильтр, состоящий из последовательно соединенных дросселя 2 in конденсатора 3, настроенденсатора сдвиг напряжения и тока на 90 по отношению питающего выпрямительного блока 1 и соответственно выпрямительного блока 6. Напряжение, образованное на конденсаторе 3; складывается с напря>кением выпрямительного блока 6, в результате чего частота остаточной у пульсации на нагрузке 4 по отношению питающей сети учетверяется, а коэффициент пульсации уменьшается с 67% до 5-7% в зависимости от питающей сети. На рис.4(а) показана форма напряжения на выходе выпрямительных блоков 1 и 6, на рис.4(6) форма напряжения на конденсаторе 3. Постоянная составляющая этйх"напряжений составляет приблизительно 0,3%.. Форма суммарных напряжений рис.4 (а и б) на нагрузке 4 показана на рис,4 (в). При необходимости дальнейшего уменьшения пульсации выходного напря>кения, можно применять любой дополнительный фильтр, который рассчитывается на учетверенную частоту пульсации и по этому дополнительный фильтр будет в несколько раз меньше, При изменении напряжения питающей сети или сопротивления нагрузки, коэффициент пульсации практически не изменяется, так как нагрузка изменяет только ток подмагничивания дросселя, который незначительно изменяет его индуктивность.

Схемы фиг.1 и 2 равнозначны, отличаются только схемными соединениями. В данных схемах напряжение вторичной обмотки трансформатора 5, питающей выпрямительный блок 1 должно быть выше на величину падения напряжений на дросселе

2.

Преобразователь по фиг.3 работает следующим образом.

Допустим, в ьерхней части обмотки трансформатора 5 идет напряжение и ток положительного полупериода, который про1781795 ходит через выпрямительный блок 1 и через дроссель 2 в нагрузку и одновременно идет ток заряда конденсатора 3 через среднюю . точку трансформатора 5, Таким образом, через дроссель 2 протекает два тока, ток нагрузки и ток заряда конденсатора. В момент времени, когда ток, идущий с выпрямительного блока, близок к "0" и ток дросселя будет падать; в зто время начнет разряжаться конденсатор 3, ток которого будет проходить через нагрузку, через выпрямительный блок и через половину обмотки трансформатора

5 на вторую обкладку конденсатора 3, В следующий полупериод напряжение и ток с нижней части вторичной обмотки трансформатора пройдет как было описано выше, Таким образом, в каждый полупериод через нагрузку проходит ток и напряжение выпрямительного блока рис.4(а) и затем ток и напряжение заряда конденсатора рис,4 (б) сдвинутые во времени на 900, как показано в графиках рис.4 (а,.б, в). Это позволило пульсацию выходного напряжения снизить с 67% до 5-7% с остаточной пульсацией 200

Гц при частоте питающей сети 50 Гц.

Как видно из схем фиг,1,2 и 3 дроссель и конденсатор работают в цепи 0,5 выходного напряжения. зто улучшает cos f, повышает КПД по отношению известного

Г-образного фильтра, причем чем выше выходные напряжения и ток, тем выше зти показатели и особенно улучшаются габаритные и весовые показатели, Величины индуктивности и емкости фильтра удовлетворяют условию, при котором

С 42f2 где1 и С вЂ” величины индуктивности и емкости соответственно дросселя и конденсатора фильтра и f-частота выходного напряжения выпрямительного блока.

Формула изобретения

1, Преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий трансформатор с одной первичной обмоткой, 5 соединенной с входными выводами для подключения питающей сети, и двумя вторичными обмотками, соединенными с соответствующими входами блока выпрямления с двумя выходами, параллельно одно10 му из которых включен LC-фильтр, а также выходные выводы для подключения нагрузки, о т л и ч а ю щ" и и с я тем, что, с целью повышения КПД и улучшения массогабаритных показателей, указанный другой выход

15 блока выпрямления соединен с выходными . выводами через конденсатор указанного

1 С-фильтра.

2, Преобразователь по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что выпрямительный блок

20 выполнен в виде двух диодных выпрямителей, собранных по мостовой схеме, вход каждого из которых соединен с одной из вторичных обмоток трансформатора. а выход образует соответствующий выход вы25 прямительного блока.

3, Преобразователь по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что вход выпрямительного блока подключен к свободным выводам общей обмотки. состоящей из указанных

30 вторичных обмоток трансформатора, соединенных последовательно, общая точка сое динения которых образует среднюю точку. к которой подключен один из выводов конденсатора LC-фильтра, причем величины

35 индуктивности и емкости фильтра удовлетворяют условию, при котором

L=

С 42f2

40 где L и С вЂ” величины индуктивности и емко0 сти соответственно дросселя и конденсатора фильтра, f — частота выходного напряжения выпрямительного блока.

1781795

Составитель А.Ульянов

Техред М.Моргентал Корректор С.Патрушева

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 4280 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5