Способ преобразования переменного напряжения в постоянное Советский патент 1977 года по МПК H02M7/10 

54) СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

в ПОСТОЯННОЕ

Предлагаемое изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в источниках электропитания радиоэлектронной аппаратур ы В известных способах преобразовани переменного напряжения в постоянное ; пульсация выездного напряжения на частоте преобргаэования имеет большую величину. Прототипом предлагаемого способа является способ 11 преобразования пе ременного напряжения в постоянное путем изменения рода тока с последующим циклически.м последовательным зарядомrt конденсаторов и параллельньпл одновре- менным из разрядом на нагрузку. По предлагаемому способу с целью уменьшения пульсации выходного напряжения на частоте преобразования каждый из указанных конденсаторов разряжают на нагрузку поочередно в течение времени Тп - t j - период преобразования; где Т„ tj - время заряда последовагельно вклю4енных конденсаторов. На фиг.1 приведено одно из возможных устройств, реализующих предлаг-аемый способ; на фиг. 2 - диаграмьйл, по ясняющие способ. Устройство выполнено из преобразователя рода тока 1 (система вентилей;СВ, однофазный мост), управляемых ключей 2 и 3, схемы накопления - деления 4 (СНД), сглаживающего фильтра 5, нагрузки преобразователя 6, схемы управления (СУ) 7 управляемых ключами 2,3 и управляеьвлми ключами 8 в схеме 4. СНД4 выполнена из о. конденсаторов 9, (п - 1) зарядных диодов 10, п разряд них неуправляемых вентилей и п разрядных управляемых ключей 8. Каждый конденсатор 9 одним выводе соединен с катодом неуправляемого вентиля 11, а другим выводом - с управляемым ключом 8. Элементы 8, 9 и 11 образуют п. штук цепочек. Каждая предыдущая цепочка соединена с последующей неуправляе1.влм диодом 10, которЬлй анодом подключен к точке соеди нения конденсатора 9 и катода неуправляемого вентиля 11 предыдущей цепочки, а катодом - к точке соединения конденсатора 9 и управляемого ключа 8 последующей цепочки. Аноды вентилей 11 соединены вместе и через управляемый ключ 3 подключены к выходной шине 12. Другие выводы управляемых ключей 8 соединены с выходной шиной Il3. Одна выходная шина 14 иоста 1 череэ управляегиый ключ 2 подсоединена к первой цепочке схемы 4 в точке осеДания конденсатора 9 и управляемого ключа 8, а другая выходная шина 15 моста 1 подсоединена к точке соединения конденсатора 9 и катода вентиля 11 последней цепочки cxej-ej 4. На выход 16, 17 моста 1 подключается источник напряжения переменного тока. Выходы СУ 7 подключены к управляющим электродам управляемых ключей 2,3 и 8 Способ поясняется работой устройства, показанного на фиг.1,В установившемся режиме напряжение переменног тока в синусоидальной формл, прилйженное ко входным клеммам 16 и 17, преобразуется мостом 1 с числом фаз выпрямления m 2 в пульсирующее напряжение посюянного тока Uj (см. фиг.2), которое действует на выходе 14, 15 моста 1. С момента ti управляемый ключ 2 открывается и до момен та tj (в течение tj ) под воздействи напряжения Uj происходит заряд, током Ij конденсаторов 9 cxef«j 4, соединен ных последовательно через неуправляв к«е диоды 10. ЕСЛИ конденсаторы сц лнаковой емкости, то каждый из них за рядится примерно до 1/л части амплитудного значения напряжения Uj. В те чение времени заряда tj конденсаторо 9 управляекие ключи 3 и 8 закрыты. В эта время напряжение U на нагрузке 6 поддерживает разряжающийся на нее конденсатор фильтра 5. В момент tj ключ 2 закрывается, а управляемый ключ 3 открывается. Ключи находятся в таком состоянии до момента t, т.е в течение ( „ -t, ), где Тд - период преобразования. В течение этого времени управляемые ключи 8 поочередно открываются на время ( Tn-t ), создавая путь току разряда/кгшщого конденсатора 9 через соответствующие элементы: 8, параллельно соединенные 5 и 6, 3 и 11. При этом форма напря- жения на первом конденсаторе U, i - том - Ugj и последнем U будет иметь вид, показанный на фиг.2. На нагрузке напряжение будет иметь пило образную форму с и зубцами . В MOMe tj закрываются управляемые ключи 3 { в цепи разряда последнего конденса тора 9 cxehfcj 4) и 3. С этого момента времени процесс преобразования нач нет повторяться. Согласованную во времени работу управляекых ключей 2, 3 и 8 обеспечивает СУ 7. Уменьшение пульсации на частоте преобразования является результатом изменения режима работы конденсаторов 9 при разряде. Это становится очевидным иэ рассмотрения напряжения на нагрузке U (см. фиг.2), где пунктиром показана форма выходного напряжения преобразователей, реализующих способ - прототип. Здесь амплитуда первой гармоники пульсации на частоте преобразования, равной г /сети ( пг 2 для примера, иллюистрирующего способ), определяется только временем t| и степенью разряда конденсатора фильтра 5, так как при поочередном разряде конденсаторов 9 схемы 4 на нагрузке не создается напряжение пульсации с частотой jц, как tj Хд , то независимо от глубины разряда конденсатора фильтра 5 (от величины емкости этого конденсатора) пульсация выходного напряжения на частоте преобразования будет значительно меньше, чем при тех же значениях емкостей конденсаторов в устройстве, реализующих способ-прототип, когде все конденсаторы 9 разряжают одновременно. Таким образом, предлагаемый способ позволяет резко уменьшить пульсацию выходного напряжения на частоте преобразования. Формула изобретения Способ преобразования переменного напряжения в постоянное путем изменения рода тока с последующим циклическим последовательным зарядом п конденсаторов и параллельным их разрядом на нагрузку, отличающийся тем, что, с целью уменьшения пульсации выходного напряжения на частоте преобразования, кгокдый из указанных конденсаторов разряжают на нагрузку поочередно в течение времени Tn.-ty где период преобразования, tj время заряда последовательно включенных конденсаторов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1. Патент Японии 46-20975, кл. 56АО, публикация от 14.06.1971. g. Патент США 3477011, кл. 321-15 публикация от 1971 г. 3.Патент США 3478258, кл. 321-15 публикация от 1971 г. 4.Патент Японии 46-121179, кл. 56Д01, публикация от 1971 г.