Многофазный выпрямитель с умножением напряжения Советский патент 1984 года по МПК H02M7/10 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для питания различных нагрузок, требующих повышенного (по сравнению с -имеющимся источником) напряжения, и критичных к его пульсациям. Известен многофазный выпрямитель с умножением напряжения, состоящий из п последовательных диодных цепочек, последовательных конденсаторных цепочек и нагрузки 1. Однако указанный выпрямитель имеет больщое число умножающих конденсаторов и не обеспечивает симметричной работы фаз источника переменного тока. Кроме того, пульсации выпрямленного напряжения у этого выпрямителя сравнительно велики. Известен многофазный выпрямитель с умножением напряжения, состоящий из конденсаторных цепочек, содержащих по два соединенных последовательно конденсатора, последовательных цепочек из щести диодов каждая и нагрузки 2. Наиболее близким к предлагаемому является многофазный выпрямитель с умножением напряжения, содержащий в каждой из то фаз параллельно соединенные конденсаторную и диодную цепочки, состоящие соответственно из двух последовательно соединенных конденсаторов и двух последовательно соединенных диодов, причем общая точка соединения конденсаторов конденсаторной цепочки подключена к входному выводу для подключения одной из фаз ш-фазного источника питающего напряжения, а каждая из общих точек соединения конденсаторной и диодной цепочек через соответствующий дополнительный диод, включенный в прямом направлении по отношению к диодам диодной цепочки, соединена с одним из выходных выводов для подключения нагрузки 3. Известный выпрямитель обеспечивает в два раза меньший по сравнению с мостовым фазным выпрямителем коэффициент пульсаций напряжения (менее 0,03 для трехфазного источника переменного тока) и удвоенное выходное напряжение. Однако в некоторых случаях кратность умножения напряжения бывает недостаточной, а коэффициент пульсаций слишком высоким. Цель изобретения - увеличение кратности умножения напряжения и улучшение качества выходного напряжения путем снижения коэффициента пульсаций. Поставленная цель достигается тем, что в многофазном выпрямителе с умножением напряжения, содержащем в каждой,, изтп фаз параллельно соединенные конденсаторную и диодную цепочки, состоящие соответственно из двух последовательно соединенных конденсаторов и двух последовательно соединенных диодов, причем общая точка соединения конденсаторов конденсаторной цепочки подключена к входному выводу для подключения одной из фаз т-фазного источника питающего напряжения, а каждая из общих точек соединения конденсаторной и диодной цепочек через соответствующий дополнительный диод, включенный в прямом направлении по отношению к диодам диодной цепочки, соединена с одним из выходных выводов для подключения нагрузки, в каждую из тп фаз параллельно основной диодной цепочке включены аналогичные дополнительные цепочки, причем общее число диодных цепочек каждой фазы равно т - 1, диодные цепочки разных фаз объединены в группы now - 1 цепочке в каждой, точки соединения последовательно соединенных диодов диодных цепочек, принадлежащих одной группе, объединены и их общая точка соединения подключена к входному выводу для подключения фазы m-фазного источника питания, не принадлежащей указанной группе диодных цепочек. На чертеже приведена принципиальная электрическая схема |иногофазного выпрямителя с умноже 1ием напряжения при числе фаз m 3. Выпрямитель содержит три фазных ячейки, каждая из которых состоит из двух последовательно включенных конденсаторов 1, 2; 3, 4; 5, 6 и двух пар включенных последовательно согласно диодов 7, 8, 9, 10; 11, 12, 13, 14; и 15, 16, 17, 18. Анодные и катодные выводы обеих пар диодов каждой фазной ячейки подсоединены к выводам последовательно включенных конденсаторов. Кроме того, анодные выводы пар диодов в каждой фазной ячейке подключены к катодам дополнительных диодов 19-21. катодные выводы - к анодам дополнительных диодов 22-24. Аноды и катоды дополнительных диодов соответственно объединены, между объединенными анодами и катодами дополнительных диодов включена нагрузка 25. Многофазный выпрямитель с умножением напряжения работает следующим образом (для упрощения рассмотрим вначале работу устройства на холостом ходу). В момент времени, соответствующий положительному потенциалу фазной клеммы А относительно фазной клеммы В, заряжается до максимального напряжения линии U,B« конденсатор 4 по цепи: фазная клемма А, диод 12, конденсатор 4, фазная клемма В, конденсатор 1 по цепи: фазная клемма А, конденсатор 1, диод 7, фазная клемма В. В момент времени, соответствующий положительному потенциалу фазной клеммы В относительно фазной клеммы А, заряжается до и«„ конденсатор 2 по цепи: фазная клемма В, диод 8, конденсатор 2, фазная клемма А, и конденсатор 3 по цепи: фазная клемма В, конденсатор 3, диод 11, фазная клемма Л. Конденсаторы 1-4 могут заряжаться через соответствующие диоды и в другие моменты времени при потенциальном взаимодействии фазных клемм А-С, С-А, В- С и С-В. Аналогичным описанному образом в соответствующие моменты времени заряжаются конденсаторы 5 и 6 (полярность заряда конденсаторов показана на чертеже). Сложение напряжений на нагрузке происходит по цепям: фазная клемма А, конденсатор 2, дополнительный диод 22, нагрузка 25, дополнительный диод 20, конденсатор 3, фазная клемма В - при положительном потенциале фазной клеммы В, или фазная клемма В, конденсатор .4, дополнительный диод 23, нагрузка 25, дополнительный диод 19, конденсатор 1, фазная клемма Л - при положительном потенциале фазной клеммы В относительно фазной клеммы Л и т. д. в каждом полупериоде фаз многофазного источника переменного тока. Таким образом, в любой момент времени через дополнительные диоды 19-24 к нагрузке приложены напряжения двух конденсаторов согласной полярности и линейное напряжение многофазного источника переменного тока, т. е. в пределе устроенное амплитудное линейное напряжение многофазного источника переменного тока. При этом частоты пульсаций и амплитуда переменной составляющей основной гармоники остаются на уровне обычной мостовой схемы двухполупериодного выпрямителя. Это обстоятельство приводит к тому, что коэффициент пульсаций Kt(отношение aMnj литуды переменной составляющей основной гармоники к среднему значению выпрямительного напряжения) значительно уменьщается.

МНОГОФАЗНЫЙ ВЫПРЯМИТЕЛЬ С УМНОЖЕНИЕМ НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий в каждой изт фаз параллельно соединенные конденсаторную и диодную цепочки, состоящие соответственно из двух последовательно соединенных конденсаторов и двух последовательно соединенных диодов, причем общая точка соединения конденсаторов конденсаторной цепочки подключена к входному выводу для подключения одной из фаз-т-фазного источника питающего напряжения, а каждая из общих точек соединения конденсаторной и диодной цепочек через соответствующий дополнительный диод, включенный в прямом направлении по отнощению к диодам .диодной цепочки, соединена с одним из выходных выводов для подключения нагрузки, отличающийся тем, что, с целью увеличения кратности умножения напряжения и улучщения качества выходного напряжения путем снижения коэффициента пульсаций, в каждую из m фаз параллельно основной диодной цепочке включены аналогичные дополнительные цепочки, причем общее число диодных цепочек каждой фазы равно , диодные цепочки разных фаз объединены в группы поtn - 1 цепочке в каждой, точки соединения последовательно соединенных диодов диодных (Л цепочек, принадлежащих одной группе, объединены и их общая точка соединения подключена к входному выводу для подключения фазы m-фазного источника питания, не принадлежащей указанной группе диодных цепочек. 00 ел сл