Устройство для улучшения гармонического состава пульсирующего напряжения на выходе статического преобразователя

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

О П И С А Н И Е (>exaaae

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 31.03.76(21) 2339123/24-07 (51) М. Кл.

2 с присоединением заявки №

E 02 М 1/12

Н 02 М 3/135

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет (43) Опубликовано 05.08.78.Бюллетень № 29 (45) Дата опубликования описанияоГ.р3. 7g (53) УДК 621.316. .722. 1 (088. 8) В. Л. Головкин, В. П. Климов, В. К. Ковальков и А. П. Кузнецов (72) Авторы изобретения

Московский ордена Ленина авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛУЧ1ЦЕНИЯ ГАРМОНИЧЕСКОГО

СОСТАВА ПУЛЬСИРУЮЩЕГО НАПРЯЖЕНИЯ НА ВЫХОДЕ

СТАТИЧЕСКОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ

Устройство относится к преобразователям систем электропитания и может быть использовано для сглаживания выходного напряжения импульсного регулятора и выпрямителя.

Известны пассивные электрические сглаживающие фильтры, габариты и вес которых слишком велики, когда требуется . высокая степень частотной избирательности или сглаживания сигнала (1). Известны также пассивные компенсационные фильтры, которые обладают улучшенными характеристиками, но требуемая компенсация достигается в них только на одной частоте сигнала и не выполняется на других частотах (2). Известны активные сглаживающие фильтры, которым присущи недостатки линейных стабилизаторов — большое рассеяние мощности на регулирующем или балластном транзисторе (балластном резисторе) и невозможность самостоятельного применения непосредственно после выпрямителя без предшествующего пассивного фильтра (3).

Известно устройство для снижения гармоник, являющееся прототипом данного изоб .ретения и содержащее m резонансных контуров, включенных между преобразователем — импульсным регулятором и нагрузкой и имеющих каждый в своем составе трансформатор и конденсатор, соединенный с вторичной обмоткой трансформатора, причем контуры включены параллельно нагрузке, и между нагрузкой и импульсным регулятором включен дроссель (4) .

Недостатком этого устройства является неэффективность его действия при нестабильной частоте коммутаций импульсного регулятора, обусловленная нарушением резонанса в контурах при отклонении частоты сигнала от резонансной частоты контура.

Целью изобретения является повышение эффективности снижения гармоник путем автоматической настройки контуров на частоты гармоник, изменяющиеся в процессе работы преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что каждый резонансный контур снабжен усилителем, между выходом. и одним из входов которого включен указанный конденсатор, а другой его вход через преобразователь частоты в напряжение подключен ко входн ым выводам устройства.

На чертеже изображена схема предлагаемого устройства.

618826

Фор,чула азобретеная

Устройство для снийения гармоник содержит m проходных резонансных контуров 1, составленных каждый из трансформатора 2 с первичной обмотко" 3 и вторичной обмоткои 4, управляемого усилителя 5 ,с управляемым коэффициентом усиления напряжения и конденсатора 6, включенного между входом 7 и выходом 8 усилителя 5, присоединенного входом 7 к одному зажимувторичной обмотки 4, причем контуры I включены последовательно первичными обмотками 3 трансформатора 2 между импульсным регулятором 9 и нагрузкой 10, а управляющий вход 11 управляемого усилителя 5 каждого контура соединен с выходом 12 преобразователя 13 частоты в напряжение, присоединенного входом 14 к импульсному регулятору.

Каждый контур l представляет собой резонансный фильтр-пробку, насгроенный на частоту одной из гармоник выходного сигнала импульсного регулятора 9, причем емкостью этого фильтра служит действующая емкость конденсатора 6, увеличенная по сравнению с номинальной емкостью конденсатора 6 пропорционально коэффициенту усиления усилителя 5, много большему единицы.

Увеличение действующей емкости происходит потому, что усилитель 5 увеличивает разность потенциалов обкладок емкости в (1+ А) раз, (где А — усиление усилителя 5), вызывая протекание через конденсатор 6 тока.в (1+А) раз большего по сравнению с тем, который имел бы место в отсутствие .усилителя (А=О), что и означает увеличение действующего значения емкости конденсатора 6 . Гармонические составляюшие выходного сигнала регулятора 9 ослабляются устройством на их пути к нагрузке как благодаря остроизбирательному заграждающему действию гп контуроц 1, так и благодаря действию делителя переменного напряжения, образованного суммарной индуктивностью первичных обмоток трансформаторов 2 и нагрузкой и обладающ го характеристикой низкочастотного сглаживающего фильтра.

Изменения частоты коммутаций импульсного регулятора 9, приводящие к изменению частот гармоник, преобразуются преобразователем 13 в изменение управляющего напряжения на входах 11 усилителей 5, приводящее к изменению действуюц его значения емкости каждого контура 1 и измененшо его частоты настройки и таким образом к следованию частот настройки контуров 1 за частотами гармоник изменяющегося спект. ра выходного сигнала регулятора 9, обеспечивающего постоянную настройку устройст. ва на максимальное подавление гармоник..1

Изобретение дает положительный эффект радикального повышения эффективности подавления гармоник, причем одновременно достигается улучшение сглаживания помех . в фильтруемом напряжении за счет дополнительного фактора суммирояанного дроссельного действия последовательно включенных первичных обмоток трансформаторов контуров. Кроме того, улучшаются весогаО баритнь(е показатели устройства за счет возможности замены электролитического конденсатора контура неэлектролитическим малой емкости, действующее значение которой может быть превышающим емкость электролитического конденсатора за счет большо15 го усиления управляемого усилителя.

20.

Устройство для улучшения гармонического состава пульсирующего напряжения на выходе статического преобразователя, содержащее m резонансных контуров, каждый из которых выполнен на трансформаторе, 25 причем первичные обмотки этих трансформаторов включены последовательно между входными и выходными выводами, а в цепь каждой вторичной обмотки включен конденсатор, отличпющееся тем, что, с целью повышения эффективности снижения гармоник путем автоматической настройки контуров на частоты гармоник, изменяющиеся в процессе работы преобразователя, каждый резонансный контур снабжен усилителем, между выходом и одним из входов которого з включен указанный конденсатор, а другой его вход через преобразователь частоты в напряжение подключен ко входным выводам устройства.

Источники информации, принятые во вни@ мание при экспертизе:

1. Анисимов Я. Ф. Особенности применения полупроводниковых преобразователей в судовых электроустановках. Л., «Судостроение», 1973, с. 221.

2, Авторское свидетельство С(:Ст. № 346772, кл. Н 02 М 1/14, 1972.

3. Векслер Г. С., Штнльман В. И. Транзисторные сглаживающие фильтры. Киев, «Техника», 1972.

4. Авторское свидетел ство СССР № 382208, кл. Н 02 М 1/12, 1973.

6l 8826

Составитель, Ю. Мерзляков

Техред О..круговая Корректор Л. Небола

Тираж 892 Подписное

Редактор В. Фелъдман

Заказ 4271/45

111111ИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий

I 1 3035, Москва, Ж-35, Раушская иаб.. д. 4

Филиии