Комбинированный выпрямитель

Изобретение относится к области электротехники и предназначено, в частности, для преобразования переменных напряжения и тока в постоянные. Комбинированный выпрямитель содержит диоды (1-9), согласующий силовой трансформатор (10), повышающий силовой трансформатор (11), конденсаторы (12, 13) и нагрузку (14). Для выпрямления переменного напряжения и тока комбинированным выпрямителем диод (1), первичные обмотки трансформаторов (10) и (11) соединены последовательно между собой и источником переменного напряжения, диодный мост из диодов (2-5) соединен со вторичной обмоткой трансформатора (10) и конденсатором (12), диодный мост из диодов (6-9) соединен со вторичной обмоткой трансформатора (11) и с конденсатором (13), положительный полюс диодного моста из диодов (2-5) и конденсатора (12) соединен с отрицательным полюсом диодного моста из диодов (6-9) и конденсатора (13). Нагрузка (14) соединена с отрицательным полюсом диодного моста из диодов (2-5) и конденсатора (12) и с положительным полюсом диодного моста из диодов (6-9) и конденсатора (13), с помощью диода (1) происходит однополупериодное выпрямление переменного тока, в трансформаторах (10) и (11) индуцируются переменные ЭДС, которые затем выпрямляются двухполупериодными выпрямителями из диодов (2-5) и (6-9), фильтруются с помощью конденсаторов (12) и (13), складываются за счет последовательного соединения диодных мостов и конденсаторов и суммарная ЭДС подается на нагрузку (14). Технический результат - повышение КПД. 2 ил.

 

Изобретение относится к области электротехники и предназначено, в частности для преобразования переменных напряжения и тока в постоянные.

Заявителю известен ближайший прототип заявленного изобретения, как наиболее близкий ему по совокупности существенных признаков. Данный прототип представляет собой выпрямитель, содержащий диод, включенный последовательно нагрузке и дросселю, и два конденсатора, один из которых включен параллельно нагрузке напрямую, а второй через дроссель (Энциклопедический словарь юного техника. - М.: Педагогика, 1988, с 75-76).

Недостатками этого выпрямителя являются низкие коэффициент полезного действия и коэффициент отношения выпрямленного напряжения к переменному.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является снижение потерь при преобразовании переменных напряжения и тока в постоянные.

Упомянутая задача достигается тем, что комбинированный выпрямитель содержит диоды 1-9, согласующий силовой трансформатор 10, повышающий силовой трансформатор 11, конденсаторы 12, 13 и нагрузку 14, диод 1, первичные обмотки трансформаторов 10 и 11 соединены последовательно между собой и источником переменного напряжения, диодный мост из диодов 2-5 соединен с вторичной обмоткой трансформатора 10 и конденсатором 12, диодный мост из диодов 6-9 соединен со вторичной обмоткой трансформатора 11 и с конденсатором 13, положительный полюс диодного моста из диодов 2-5 и конденсатора 12 соединен с отрицательным полюсом диодного моста из диодов 6-9 и конденсатора 13, нагрузка 14 соединена с отрицательным полюсом диодного моста из диодов 2-5 и конденсатора 12 и с положительным полюсом диодного моста из диодов 6-9 и конденсатора 13, причем с помощью диода 1 происходит однополупериодное выпрямление переменного тока, в трансформаторах 10 и 11 индуцируются переменные ЭДС, которые затем выпрямляются двухполупериодными выпрямителями из диодов 2-5 и 6-9, фильтруются с помощью конденсаторов 12 и 13, складываются за счет последовательного соединения диодных мостов и конденсаторов и суммарная ЭДС подается на нагрузку 14.

Техническим результатом изобретения является получение коэффициента полезного действия, равного 99,95%, и коэффициента отношения выпрямленного напряжения к переменному, равного 1,5.

Получение технического результата изобретения возможно только за счет первичного однополупериодного выпрямления тока и последующего восстановления второго полупериода переменной ЭДС в трансформаторах за счет ЭДС индукции, а также двухполупериодного выпрямления, фильтрации и сложения двух постоянных ЭДС.

На фиг.1 представлена принципиальная электрическая схема комбинированного выпрямителя;

На фиг.2 представлены временные диаграммы токов, напряжений и ЭДС на различных участках схемы комбинированного выпрямителя.

Принципиальная электрическая схема, изображенная на фиг.1, содержит диоды 1-9, согласующий силовой трансформатор 10, повышающий силовой трансформатор 11, конденсаторы 12, 13 и нагрузку 14, диод 1, первичные обмотки трансформаторов 10 и 11 соединены последовательно между собой и источником переменного напряжения, диодный мост из диодов 2-5 соединен с вторичной обмоткой трансформатора 10 и конденсатором 12, диодный мост из диодов 6-9 соединен со вторичной обмоткой трансформатора 11 и с конденсатором 13, положительный полюс диодного моста из диодов 2-5 и конденсатора 12 соединен с отрицательным полюсом диодного моста из диодов 6-9 и конденсатора 13, нагрузка 14 соединена с отрицательным полюсом диодного моста из диодов 2-5 и конденсатора 12 и с положительным полюсом диодного моста из диодов 6-9 и конденсатора 13.

Схема работает следующим образом. С помощью диода 1 осуществляется однополупериодное выпрямление входного переменного напряжения и тока. Выпрямленный пульсирующий ток, протекая по первичным обмоткам трансформаторов 10 и 11, создает в их магнитопроводах изменяющийся магнитный поток, в результате чего в обмотках этих трансформаторов индуцируется переменная ЭДС с частотой входного напряжения. Далее с помощью двухполупериодных мостовых выпрямителей из диодов 2-5, соединенного с вторичной обмоткой трансформатора 10, и из диодов 6-9, соединенного с вторичной обмоткой трансформатора 11, индуцируемые переменные ЭДС этих трансформаторов выпрямляются, с помощью конденсаторов 12, соединенного с диодным мостом из диодов 2-5, и 13, соединенного с диодным мостом из диодов 6-9, фильтруется. Благодаря последовательному соединению двух вышеуказанных мостовых выпрямителей и нагрузки напряжение на последней складывается из напряжений этих двух выпрямителей.

Временные диаграммы, изображенные на фиг.2 графически поясняют физические процессы, протекающие в различных частях схемы. На них показаны входное переменное напряжение Uвх, ток, протекающий через диод 1 Iвх, ЭДС, индуцируемая в трансформаторах, и напряжение их обмоток Ет и Uт и показано выпрямленное и отфильтрованное напряжение Uc.

Комбинированный выпрямитель, включающий согласующий и повышающий силовые трансформаторы, первичные обмотки которых соединены последовательно между собой и источником переменного напряжения, а вторичные обмотки - с диодными мостами, при этом положительный полюс диодного моста согласующего трансформатора соединен с отрицательным полюсом диодного моста повышающего трансформатора, и нагрузку, которая соединена с отрицательным полюсом диодного моста согласующего трансформатора и с положительным полюсом диодного моста повышающего трансформатора, отличающийся тем, что в комбинированный выпрямитель дополнительно включены однополупериодный выпрямитель и конденсаторы, причем однополупериодный выпрямитель выполнен в виде диода и соединен последовательно с источником переменного напряжения и первичной обмоткой согласующего трансформатора, а каждый конденсатор соединен с диодным мостом соответствующего трансформатора.