Устройство для ослабления пульсаций на выходе выпрямителя Советский патент 1992 года по МПК H02M1/14 

Фиг.1

Изобретение относится к электротехнике и может использоваться как в мощных подстанциях постоянного тока, так и в маломощных источниках вторичного электропитания, применяемых в аппаратуре связи, автоматике и вычислительной технике.

Известны LC-фильтры, устанавливаемые в токовую цепь питания нагрузки, параллельные резонансные контуры, настраиваемые на одну из гармоник,

Сглаживающие LC-фильтры обладают большими габаритами и малой эффективностью сглаживания из-за избыточного перекрывания частот, паразитных индук- тивностей, емкостей дросселей и конденсаторов, сложности реализации необходимых частотных характеристик. Фильтр-пробка не обеспечивает подавления множества гармонических составляющих.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для ослабления пульсаций постоянного напряжения, содержащее последовательную ветвь, образованную реактором, параллельную ветвь, состоящую из конденсатора и параллельного LC-контура, который включен последовательно с конденсатором параллельной ветви, причем емкость последнего равна емкости конденсатора LC- контура.

Недостатками устройства являются большие габариты, которые обусловлены необходимостью установки множества резонансных контуров, настроенных на гармонические составляющие выпрямленного напряжения, малая эффективность подавления радиопомех из-за использования резонансных контуров, настроенных только на одну гармоническую составляющую, паразитных йндуктивностей и емкостей громоздкого фильтра.

Цель изобретения - повышение эффективности и улучшение массогабаритных показателей путем изменения величины реактивного сопротивления соответствующих элементов реактивных контуров.

Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве для ослабления пульсаций на выходе выпрямителя, содержащим входной,выходной и общий выводы для подключения соответственно выхода выпрямителя и нагрузки, индуктивный элемент, включенный между входным и общим выводами, а также резонансные LC-конту- ры, каждый из которых включен между входным и общим выводами. Каждый из указанных LC-контуров дополнительно снабжен источником смещения, включенным параллельно одному из управляемых реактивных элементов.

В качестве источника смещения использован источник постоянного напряжения, включенный параллельно емкостному элементу LC-контура.

В качестве источника смещения использован источник постоянного тока, включенный параллельно индуктивному элементу LC-контура.

Напряжение гармоник выпрямителя ос0 лабляется делителем индуктивный элемент - резонансный контур. Ослабление происходит на резонансных частотах контура, который формирует гребенчатую частотную характеристику на частотах гармоник

5 и субгармоник, поступивших на управляемый (нелинейный) реактивный элемент контура сигналов. Гребенка резонансных частот формируется за счет параметрического или нелинейного резонанса при мо0 дуляции параметров контура поступающим на нелинейный элемент электрическим сигналом.

Для линейного контура, параметры которого промодулированы по произвольному

5 закону, его свободные колебания, а также резонансная ЭДС имеют в первом приближении относительно модулирующей частоты форму модулированной синусоиды, с одним и тем же законом изменения частоты,

0 причем в каждый момент времени мгновенные значения этой частоты однозначно определяются мгновенными значениями реактивных параметров контура в соответствии с формулой Томсона.

5 Так как в устройстве формирование гребенки резонансных частот контуров осуществляется за счет энергии напряжения гармоник выпрямителя усиления их мощности не происходит. Гребенка формируется

0 на частотах напряжения гармоник выпрямителя и в принципе может быть сформирована на одном резонансном контуре.

На фиг. 1 приведен пример принципиальной схемы устройства; на фиг. 2 - диаг5 рамма работы устройства.

Устройство содержит включенный между выпрямителем 1 и нагрузкой 2 индуктивный элемент 3 и подключенные параллельно нагрузке два последовательных

0 резонансных LC-контура, настроенных на наиболее опасные подавляемые гармонические составляющие выпрямленного напряжения. Первый контур состоит из конденсаторов 4, управляемого конденса5 тора-варикапа 5 и катушки б индуктивности; второй контур - из конденсатора 7 и управляемого нелинейного дросселя 8. Параллельно варикапу 5 подключен высокоом- ный источник 9 постоянного напряжения смещения. Параллельно части витков дросселя 8 подключен низкоомный источник 10 тока.

Работа устройства иллюстрируется диаграммой (фиг. 2), на которой обозначены: В - ослабление пульсаций выпрямителя; f - частота; fe - частота первой гармоники выпрямленного напряжения; fi - резонансная частота 1 контура; fa - резонансная частота второго контура.

Устройство работает следующим образом.

Пульсирующее напряжение выпрямителя 1 через индуктивный элемент 3 поступает на первый 4-6 и второй 7 и 8 резонансные LC-контуры. На нелинейных реактивных элементах 5 и 8 выделяются гармонические составляющие, равные резонансной частоте соответствующих контуров. Одновременно на нелинейные реактивные элементы 5 и 8 поступают соответственно напряжение смещения или ток от источника напряжения 5 или тока 8, которые вместе с переменным напряжением или током изменяют реактивное сопротивление нелинейных элементов.

Модуляция реактивного сопротивления нелинейного реактивного элемента происходит главным образом напряжением гармоники выпрямителя, на которую настроен контур. Остальные гармоники пульсирующего напряжения выпрямителя изменяют реактивное сопротивление меньше. За счет параметрического или нелинейного резонанса контура формируют гребенку резонансных частот на гармониках или субгармониках, поступающих на нелинейные реактивные элементы сигналов (фиг, 2). Резонансные частоты ее находятся на частотах гармоник напряжения выпрямителя. Уменьшение напряжения сигналов гармоник выпрямителя происходит на делителе индуктивный элемент 3 - резонансные LC- контура.

Эффективность ослабления отдельных гармонических составляющих может регулироваться за счет изменения смещения,

пульсаций выпрямителя, резонансной частоты и затухания контуров, реактивного сопротивления индуктивного элемента 3 и т.д. Формирование гребенчатой частотной характеристики возможно так же на одном, 3 и более контурах.

Таким образом, устройство позволяет формировать регулируемую гребенчатую частотную характеристику на частотах гармоник выпрямителя при минимальном числе резонансных контуров и тем самым по сравнению с прототипом уменьшить массогабаритные показатели и повысить эффективность подавления пульсаций выпрямителя.

Формула изобретения

1.Устройство для ослабления пульсаций на выходе выпрямителя, содержащее

входной, выходной и общий выводы для подключения соответственно выхода выпрямителя и нагрузки, индуктивный элемент, включенный между входным и выходным выводами, а также резонансные LC-контуры, каждый из которых включен между входным и общим выводами, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности и улучшения массогаба- ритных показателей путем изменения

величины реактивного сопротивления соответствующих элементов, каждый из указанных LC-контуров имеет управляемый реактивный элемент и дополнительно снабжен источником смещения, включенным параллельно упомянутому управляемому реактивному элементу.

2.Устройство по п. 1,отличающееся тем, что в качестве источника смещения использован источник постоянного напряжения, включенный параллельно емкостному управляемому элементу LC-контура.

3.Устройство по п. 1,отличающееся тем, что в качестве источника смещения использован источник тока, включенный

параллельно индуктивному управляемому элементу LC-контура.

ft t Ц Щft

Фиг. 2

2f2

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в различных источниках питания постоянным током. Цель изобретения - повышение эффективности и улучшение массогабаритных показателей путем изменения величины реактивного сопротивления соответствующих элементов. Устройство содержит индуктивный элемент 3, включенный между входным и выходным выводами для подключёния выхода выпрямителя 1 и нагрузки 2 соответственно. Между общим и выходным выводами включены два последовательных резонансных LC-контура, настроенных на соответствующую (для подавления), составляющую выпрямленного напряжения. Один контур состоит из конденсатора 4, управляемого конденсатора-варикапа 5 и катушки 6 индуктивности. Параллельно конденсатору- варикапу 5 включен высокоомный источник 9 постоянного напряжения смещения. Второй контур состоит из конденсатора 7 и управляемого дросселя 8, параллельно части витков которого включен низкоом- ный источник 10 тока. Указанное выполнение устройства позволяет осуществить перестройку частоты резонансных контуров нелинейными элементами путем формирования регулируемой гребенчатой частотной характеристики на частотах гармоник выпрямителя. При этом используется минимальное количество резонансных контуров. 2 з.п.ф-лы, 2 ил.. сл