Преобразователь переменного тока

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) 920994 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 180780 (21) 2957064/24-07 с присоединением заявки ¹

Р М К з

Н 02 М 7/02

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 150482„Бюллетень ¹ 14 (53) УДК 621 314 6 (088.8) Дата опубликования описания 15.04.82

Ле»и»градский ордена Ленина политехнический институт им. М.И.Калинина (71) 3а яв итель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, В ПОСТОЯННЫЙ

Изобретение относится к электро технике, в частности к преобразовательной технике, и может использонаться для преобразования переменного напряжения в постоянное при чисто активной нагрузке для источника переменного напряжения.

Известны двухполупериодные и мостовые выпрямители, работающие на чисто активную нагрузку (1) .

Недостатком таких выпрямителей является высокая пульсация выходного напряжения.

Известны также выпрямители, содержащие фильтр нижних частот для сглаживания пульсаций выходного напряжения (2) и (3).

Недостаток таких выпрямителей реактивный характер нагрузки для источника переменного напряжения.

Наиболее близким к изобретению является преобразователь, содержащий вентильный узел, подключенный к фильтру нижних частот, источник переменного напряжения и балластный резистор (3).

Недостатком этого устройства яв-. ляется, с одной стороны, ненысокий

КПД, что обусловлено введением балластного резистора, неличина которого должна пренышать величину »àгруэки, чтобы прибли=-иться к чисто активной нагрузке для источника переменного напряжения, а с другой невысокая степень фильтрации при уменьшении реактивных элементов фильтра нижних частот для приближения к чисто активной нагрузке для источника переменного напряжения.

Цель иэобретения — повышение .

КПД и уменьшение пульсаций выход-

1 ного напряжения при обеспечении чисто активной нагрузки для источника переменного напряжения.

Эта цель достигается тем что.в преобразователь переменного тока в постоянный, содер>кащий N выпрямителей; к выходу каждого из которых подключен вход фильтра нижних час2О тот, балластный резистор, источник переменного напряжения, подключенный ко входу первого выпрямителя, введено N фильтров верхнйх .частот и N — - 1 трансформаторов, при этом

25 вход каждого фильтра верхних частот подключен параллельно нходу .соответствующего фильтра нижних частот, а ныход каждого фильтра верхних частот, кроме N-го, подключен

30 через трансформатор ко входу соот920994 ветствующего выпрямителя, выход

N-ro фильтра верхних. частот подключен к балластному резистору а вы1 ходы всех фильтров нижних частот объединены и подключены к выходнымвыводам.

Кроме того, выходы фильтров нижних частот соединены последовательно или параллельно.

На фиг. 1 показано устройство 0 при соединении выходов всех фильтров нижних частот последовательно; на фиг. 2 — то же, при соединении выходов всех фильтров нижних частот параллельно.

t5

Устройство содержит N выпрямителей 1.1, 1.2,..., 1.N,,к выходу каждого из которых подключен вход соответствующего фильтра нижних частот

2.1, 2.2,,2.И, балластный резистор 3, источник 4 переменного напряжения, подключенный ко входу первого выпрямителя 1.1, нагрузку 5 и

N фильтров верхних частот 6.1, 6.2,...6.N и (N-1) трансформаторов

7..1, 7.2...,7.N. Вход фильтра верх25 них частот 6.1, 6.2,...,6.N соединен параллельно со входом фильтра нижних частот соответственно 2 ° 1, 2.2,...,2.N. Выход фильтра верхних частот 6.1 через трансформатор 7.1 соединен со входом выпрямителя 1,2 и т.д., а выход последнего фильтра верхних частот 6.N подключен к балластному резистору 3. Выходы фильтров нижних частот 2.1, 2.2,,2.И. 35 соединены последовательно и подключены к нагрузке 5.

Как видно из фиг. 2. (номера элементов те же, что и на фиг. 1), выходы фильтров нижних частот 2.1, 40

2.2, .,2.N соединены параллельно и подключены к нагрузке 5.

Рассмотрим работу устройства по фиг.

Переменное напряжение от источника 4 поступает на выпрямитель 1.1, где выпрямляется и поступает на соединенные параллельнО входы фильтра нижних частот 2.1 и фильтра верхних частот 6.1. Элементы этнх двух фильтров, а также пары фильтров 2.2 и

6.6,...,2.N и 6.Б, выбраны так, чтобы их входные сопротивления были дополняющими, т.е. результирующее входное сопротивление было чисто ак— тивным Постоянная составляющая напря-55 жения после выпрямителя 1.1 проходит через фильтр нижних частот 2.1, а переменная составляющая (пульсации) — через фильтр верхних частот

6.1 и трансформатор 7.1 поступает 60 на вход выпрямителя 1.2, где происходит последующее выпрямление и разделение постоянной и переменной составляющих. При этом коэффициент трансформации трансформатора 7.1 вы-! бирается таким, чтобы ток на выходе фильтра 2.1 был равен току на выходе фильтра 2.2. После нескольких ступеней преобразований, аналогичных рассмотренной, происходит практически полное преобразование переменного напряжения в постоянное.

При этом нагрузка для источника переменного напряжения 4 является чисто активной, а степень фильтрации весьма высокой. Коэффициенты трансформации трансформаторов 7.1, 7.2,...,7.N выбираются такими, чтобы токи на выходе фильтров 2.1,2 ° 2, 2.N были одинаковыми, и их без нарушения принципа работы можно было соединить последовательно.

Устройство по фиг. 2 работает аналогичным образом, только коэффициенты трансформации трансформаторов 7.1,7.2,...,7.N должны быть такими, чтобы напряжения на выходе фильтров 2.1,2.2.. .2.N были одинаковыми и их можно было бы соединить параллельно, не нарушая принципа работы.

Таким образом, технико-экономическая эффективность изобретения состоит в том, что в выпрямителе, обеспечивающем чисто активную нагрузку для источника переменного напряжения, существенно увеличен коэффициент полезного действия и уменьшена пульсация выходного напряжения.

Формула изобретения

1. Преобразователь переменного тока в постоянный, содержащий И выпрямителей, к выходу каждого из которых подключен вход фильтра нижних частот, балластный резистор, источник переменного тока, под-. ключенный ко входу первого выпрямителя, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД и уменьшения пульсаций, введено N фильтров верхних частот и N — 1 трансформаторов, при этом вход . каждого фильтра верхних частот подключен параллельно входу соответствующего фильтра нижних частот, а выход каждого фильтра верхних частот, кроме N-ro, подключен через трансформатор ко входу соответствующего выпрямителя, выход N-го фильтра верхних частот подключен к балластному резистору, а выходы всех фильтров нижних частот объединены и подключены к выходным выводам.

2. Преобразователь по п,1, о т л и ч а ю шийся тем, что выходы фильтров нижних частот. соединены последовательно.

3. Преобразователь по п. 1, о т л и ч а ю ц и и с я тем, что выходы фильтров нижних частот соединены параллельно.

920994

uz.

Фиг.

Составитель Е.Мельникова .

Редактор Л.Плисак Техред A. Bàáèíåö Корректор Е.Рошко

Заказ 2374/70 Тираж 719 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Ист оч ни к и и н формации, принятые во внимание при экспертизе

1 Чиженко И.М. и др. Основы преобразовательной техники. М., Высшая школа, 1974, с. 62, рис.3,8а.

2. Авторское свидетельство СССР

301802, Кл. Н 02 М 7/06, 1979.

3. Терещук P.М. и др. Малогабаритная радиоаппаратура.К., "Наукова думка", 1971, с.360, рис. ХI, Зб.