Способ уменьшения пульсаций на выходе выпрямителя с помощью конденсатора фильтра Советский патент 1990 года по МПК H02M1/12 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах электропитания радиоэлек- ронных приборов, в частности в им- ульсных стабилизаторах постоянного ;апряжения.

Цель изобретения - повышение на- Дежности и улучшение электромагнитной совместимости и -маесогабаритных показателей.

На фиг. изображена схема устрой- , реализующего способ; на фиг.2 - ременные диаграммы, поясняющие спо- to6.

Устройство содержит выпрямитель 1, мпульсный стабилизатор 2 фильтрую- конденсатор 3, первый ключевой лемент 4, первый источник 5 опорного Напряжения, разделительный диод 6, второй источник 7 опорного напряжения, второй ключевой элемент 8, ограничительный резистор 9 и разделительный диод 10.

Потенциальный выход выпрямителя 1 через разделительный диод 10 соединен с потенциальным входом стабилизатора 2 напряжения, который через последовательно соединенные разделительный диод 6, ограничительный резистор 9, Второй ключевой элемент 8 и первый ключевой элемент 4 соединен с потенциальным выходом выпрямителя 1, сое- диненного также с входом источника 5 опорного напряжения, выходом соединенного- с вторым входом ключевого элемента 4, общим выводом соединенного с общим выводом стабилизатора 2 напряжения, общим выводом фильтрующе го конденсатора 3, общим выводом выпрямителя 1 и общим выводом источника 7 опорного напряжения, входом соединенного с общей точкой соединения резистора 9 и диода 6, а выходом- с вторым входом ключевого элемента 8, выходом соединенного с потенциала ным выводом конденсатора 3.

,-

20

,

,е

На диаграмме фиг.2 обозначены: , - Ua - амплитудное значение выпрямлен40

50

ного напряжения сети; U

U,

смаке с мим соответственно максимальное и минимальное значение напряжения на конденсаторе фильтра; UK миц минимально допустимое значение напряжения на нагрузке; t,- t - интервал времени разряда конденсатора фильтра.

Способ уменьшения пульсаций на выходе выпрямителя с помощью конденсатора фильтра осуществляют следующим образом.

Переменное напряжение питающей сети преобразуется, например, мостовым выпрямителем, в пульсирующее напряжение с амплитудой U iMaKC , которое заряжает конденсатор до расчетного, заранее заданного значения, UCMO|KC по достижении которого конденсатор отключают от источника пульсирующего напряжения,

Подключение конденсатора к нагрузке с последующим его разрядом осуществляют в момент, когда мгновенное, значение пульсирующего напряжения становится равным минимально допустимому значению напряжения на нагрузке Uh мин(Фиг,2). Разряд конденсатора осуществляют в течение времени t%. до тех nops пока увеличивающееся мгновенное значение пульсирующего выпрямленного напряжения не становится равным UH Мии .

Затем рабочий цикл повторяется. Предлагаемый способ,по сравнению с известным позволяет значительно уменьшить рабочее напряжение конденсатора, что ведет к повышению надежности, уменьшить высокочастотные пульсации на нагрузке и тем самым улучшить электромагнитную совместимость и уменьшить массогабаритные показатели фильтра выпрямителя,

Рассмотрим работу устройства, реализующего предлагаемый способ уменьшения пульсаций.

В устройстве (фиг.1) выпрямленное пульсирующее напряжение с выпрямителя 1 подается через разделительный диод I0 на импульсный стабилизатор 2 и одновременно через раздели- тельный диод 6 - на вход второго источника 7 опорного напряжения и вход второго ключевого элемента 8, кото534675

рый 1 щий

10

где U

открывается и заряжает фнльтрую- конденсатор 3 до напряжения

II ТТ

UC MOtKCиИОИ4

- напряжение на выходе второго источника 7 опорного напряжения.

В зависимости от величины средней мощности, потребляемой нагрузкой, и значения минимально допустимого значения напряжения на нагрузке величина исмакс определяется из соотношения1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах электропитания радиоэлектронных приборов. Цель изобретения - повышение надежности и улучшение электромагнитной совместимости и массогабаритных показателей. Способ состоит в том, что когда мгновенное значение пульсирующего напряжения на выходе выпрямителя 1 становится больше напряжения на конденсаторе 3, осуществляют заряд этого конденсатора. Разряд конденсатора 3 осуществляют в момент, когда указанное напряжение выпрямителя становится равным минимально дорпустимой величине напряжения на нагрузке. При этом величина напряжения, до которого осуществляется заряд конденсатора, определяется выражением U_Cмакс=√ 4P_нср(ARCSIN U_нмин/U_а) ^. 1/360 ^. F_р/C + U_нмин, где P - средняя мощность, потребляемая нагрузкой за время разряда конденсатора

U_нмин - минимально допутимое напряжение на нагрузке

U_а - амплитудное значение выпрямленного напряжения сети

F_р - рабочая частота сети

C - емкость конденсатора. Это позволяет снизить уровень пульсаций, определяемый импульсным напряжением разряда конденсатора 3 на нагрузку, а отдельные броски напряжений сети не оказывают влияния на работу устройства. Рабочее напряжение на конденсаторе уменьшается. 2 ил.

при зад-анном UH MUH и значении С кон- денсатора,

где РНС„ - средняя мощность, потреб-- ляемая нагрузкой за время разряда конденсатора; UHwMM минимальное допустимое напряжение на нагрузке; Uq - амплитудное значение выпрямленного напряжения; fp- рабочая частота сети; С - емкость конденсатора фильтра.

Когда пульсирующее напряжение на входе импульсного стабилизатора 2 и соответственно на входе первого ключевого элемента 4 становится меньше UHwk)K , по управляющему входу первого ключевого элемента 4 начинает протекать ток управления, и первый ключевой элемент 4 открывается. Фильрующий конденсатор 3 начинает разряжаться на импульсный стабилизатор 2, I По мере того, как на интервале,,времени tj- t (фиг.и) пульсирующее напряжение на входе импульсного стабилизатора 2 увеличивается до UH , первый ключевой элемент 4- закрывается, разряд конденсатора 3 на импульсный стабилизатор 2 пре- кращается и напряжение на входе им-

А

- - - -.v- - - + UUMk

Н МИ

где Рнс - средняя мощность, потребСР

ляемая нагрузкой за время

разряда конденсатора; иНмиц- минимально допустимое напряжение на нагрузке;

пульсного стабилизатора 2 определ яет ся выходными пульсирующими напряжением выпрямителя 1.

Одновременно, когда напряжение на выходе выпрямителя 1 превышает значение UH мин , открывается второй ключевой элемент 8 и конденсатор 3 снова начинает заряжаться, процесс работы повторяется.

Формула изобретения

Способ уменьшения пульсаций на выходе выпрямителя с помощью конденсатора фильтра, заключающийся в том, что конденсатор фильтра заряжают при мгновенных значениях пульсирующего напряжения на выходе выпрямителя, бо лыпих напряжений на конденсаторе, а разряжают на нагрузку при мгновенных значениях пульсирующего напряжения выпрямителя, равных минимально допустимой величине напряжения на нагрузке, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и улучшения электромагнитной совместимости и массогабаритных показателей, указанный заряд конденсатора фильтра осуществляют до напряжения, опреде-- ляемого по формуле

UMk

Н МИН

Ua - амплитудное значение выпрямленного н апр яже ния с е ти;

fр - рабочая частота сети; С - емкость конденсатора.

t, t,

ФЮ.1