Устройство для сглаживания пульсаций напряжения постоянного тока Советский патент 1987 года по МПК H02M1/14 

Изобретение, относится к электротехнике и может быть использовано при проектировании источников электропитания электротехнической и радиоэлектронной аппаратуры различного назначения .

Цель изобретения - упрощение устройства.

На чертеже представлена схема уст- ройства для сглаживания пульсаций на прялсения постоянного тока.

Устройство содержит компенсирующий трансформатор 1, вторичная „обмотка 2 которого включена последовательно с цепью нагрузки 3, а первичная обмотка 4 включена на выход суммирующего усилителя 5, входом подключенного к цепи нагрузки 3 через первый датчик 6 пульсаций. Второй датчик 7 пульсаций входом подключен к входному 8 и общему 9 выводам устройства. Один из в 11ходоБ датчика 7 пульсаций через резистор 10, а один из выходов датчика пульсацрш 6 через резистор 11 подключены к одному из входов усилителя 5, который через резистор 12 соединен с одним из выходных вьгоодов усилителя 5, образуя общий вывод. Другие выходы датчиков 6 и 7 пульсаций подключены через резистор 13 к другому входу усилителя 5,

Усилитель 5 является суммирующим усилителем для пульсаций напряжения, поступающих на его вход с выходов датчиков 6 и 7 пульсаций. Резисторы 10 и 12 служат для получения заданного р:оэффициента усиления усилителя 5 по переменной составляющей напрялсения

на рзходе устройства. Для плгшной под

регулировки этого коэффициента усиления один из этих резисторов, наприме резистор 12, целесообразно выполнить переменньйм, как показано на чертеже.

Резистор 11 используется при необходимости получения определенного коэ ффициента усиления усилителя 5 по переменной составляющей напряжения на нагрузке 3, причем при необходимоти получе1П 1я максимальной величины этого коэффиицента усиления резистор 11 может отсутствовать.

Резистор 13 служит для обеспечения режима работы суммирующего усилителя 5 с дифференциальнь м входным каскадом при заданных весовых коэффициентах его входных сигналов,

Для повьш ения коэффициента сгла-- живания устройства дополнительно мо

жет быть введен пре;;|;варителвный усилитель 14, включенный между выходом датчика 6 пульсаций и входом усилителя 5,

Устройство работает следующим образом.

Пульсирующее напряжение с выхода источника питания поступает на вход устройства, на его выводы 8 и 9, за- тем через вторичную обмотку 2 компенсирующего трансформатора 1 подается на нагрузк 3, Пульсации напряжения на нагрузке 3 вьщеляются основным датчиком 6 пульсаций и подаются на вход усилителя 5. Пульсации напряжения с входных выводов 8 и 9 устройства через да-Тчик 7 пульсаций и резистор 10 также поступают на вход усилителя 5. Сложенные и усиленные с различными коэффициентами усиления пульсации напряжения с выхода усилителя 5 подаются на первичную обмотку 4 компенсирующего трансформатора 1, С вто ричной обмотки 2 компенсирующего

трансформатора 1 напрял ение переменного тока поступает в цепь нагрузки 3 в противофазе с напряжением пульсаций источник.а питания. Величина и форма напряжения на вторичной обмотке 2 при помощи замкнутой системы автоматического регулирования по переменному току устанавливаются такими, чтобы переменная составляющая напряжения па нагрузке (пульсации напряжения) была близка к нулю при любых частотах и величинах переменных составляющих напряжения источника питания и при любом токе нагрузки уст

5

0

В

При изменении по какой-либо причине величины или фopIvIы пульсаций напряжения на нагрузке 3 автоматически изменяются величина и форма напряжения на вторичной обмотке 2 компенсирующего тpaнcфop aтopa 1, и уровень пульсаций напряжения на нагрузке 3 возвращается к прежней величине, близкой к нулю.

Коэффициент сглаживания устройства зависит от величинь и соотнои ения между коэффициентами передачи его отдельных звеньев. При определенном соотношении мелсду коэффициентом передачи датчика 7 пульсаций, коэффициентом усиления усилителя 5 по переменной составляющей напряжения на входе устройства и коэффициентом трансформации компенсирующего трансформатора 1 обеспечивается полная (абсолютная) инвариантность пульсаций напряжения на нагрузке 3 по отношению к пульсациям напряжения на входе устройства.

Формула для определения коэффициента сглаживания устройства имеет вид

Цгвх

и

ГН

1+КА.

.А./КГР

К

А.О

К

А-А

К

1

К

У2

и

ГН

и

гбх

коэффициенты передачи датчиков пульсаций 6 и 7; коэффициенты усиления усилителя 5 по переменной составляющей на входе уст- ройства и на нагрузке;

-действующее значение переменной составляющей напряжения (пульсации напряжения) на нагрузке 3

и на входе устройства;

-коэффициент трансформации компенсирующего трансформатора.

нализ формулы (1) показывает, что выполнении соотношения между коциентами передачи звеньев

h-K,.4Kv2/K.

фициент сглаживания устройства 00 и пульсации напряжения на на

ке U|. любой величине пульи напряжения на входе устройстpg. Обеспечение соотношения (1)

К

гр

У2

может быть получено изменением К подрегулировкой величины сопротивления одного из резисторов 9 или 12, так как коэффициент усиления К. пратически равен отношению сопротивлений резисторов 12 и 10.

Данное устройство является комбинированной системой автоматического регулирования, в которой сочетаются принципы регулирования по отклонению и по возмущению.

При отсутствии контура регулирования по возмущению коэффициент сглаживания устройства равен

к;гл 1 - кд.оК,ук,р

д

5

10

ею

о

15

20

25

30

35

40

к45

50

55

т.е. определяется коэффициентом усиления системы в разомкнутом состоянии.

При отклонении величины коэффициента передачи звеньев от условия абсолютной инвариантности, определяемого формулой (1), К р 7 со J К,,со

при f К К у /К I - 1 . При этом, КСГЛ тем больше, чем величина /Кт-р/ ближе к 1. Однако, в любом случае К р,, 7 К, , причем, при небольшом отклонении 1К .«К у /К-гр/

от 1КсГЛ 7 Ксгд

При отклонении коэффициентов передачи звеньев от условия, определяемого формулой (1), КСГЛ прямо пропорционально зависит от величины К у, , поэтому в этом случае для повышения Кр целесообразно использовать предварительный усилитель 14.

Таким образом, изобретение позволяет увеличить коэффициент сглажива- ния, обеспечить устойчивость устройства без применения дополнительных корректирующих элементов и упростить устройство за счет, снижения коэффициента усиления усилителя и исключения корректирующих элементов.

Формула изобретения

1. Устройство для сглаживания пульсаций напряжения постоянного тока, содержащее входной, выходной и общий выводы для подключения соответственно источника входного напряжения и цепи нагрузки, усилитель, два датчика пульсаций и компенсирующий трансформатор, выводы одной обмотки которого подключены соответственно к входному и выходному выводам, а выводы другой соединены с выходными выводами усилителя, причем первые из входных выводов первого и второго датчиков подключены соответственно к входному и выходному выводам, а их вторые входные вьшоды соединены с общим выводом, отличающееся тем, что, с целью упрощения, указанный усилитель выполнен суммирующим с двумя входными и одним общим выводами, причем первые из выходных выводов указанных датчиков соединены соответственно с первым и вторым входными выводами суммирующего усилителя, а их вторые выходные выводы соединены с общим выводом усилителя.

51350781

2. Устройство по п,-1, о т л и - вклрочен дополнительно введенный чающееся тем, что в выход- предварительный усилитель, ную цепь второго датчика пульсаций

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в качестве источника питания. Цель изобретения - упрощение устройства. При изменении величины или формы пульсаций напряжения на нагрузке 3 автоматически изменяются величина и форма напряжения на вторичной обмотке 2 компенсирующего трансформатора 1, и уровень пульсаций на- пряжения на нагрузке 3 возвращается к прежней величине, близкой к нулю. Это достигается за счет определенного выбора величин и соотношений между коэффициентами передачи отдельных звеньев устройства: датчика пульсаций 7, суммирующего усилителя 5, компенсирующего трансформатора 1. При этом обеспечивается снижение коэффициента усиления усилителя 5 и исключаются различные корректирующие элементы. Для повьшения коэффициента сглаживания дополнительно введен пред- варительный усилитель 14, включенной между выходом датчика пульсаций 6 и входом усилителя 5. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. (Л ОС ел о vj QO