Выпрямительное устройство Советский патент 1978 года по МПК H02M7/10 

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть испопьзовано в системах электроснабжения цпя питания потребителей выпрямленным током, например для питания газоразрядных ламп с переменном режимом работы, а также в зарядных устройствах различного назначения для заряда и формирования химических источников тока, например аккумуляторов, или в устройствах электропитания, где используются выпрямители.

Известны-, выпрямительные устройства, содержащие источник переменного напряжения, подключенный через согласующий транс5форматор или непосредственно к двухполупе Ьиоцному мостовому выпрямителю, на-стороне переменного тока которого включены индуктивно-емкостные токоограничиваюшие сопротивпения, а на стороне, постоянного тока - емкостной фильтр ГИ, Г2Ъ 31и 43.3а счет неоправданно завышенного количества используемых вентилей такие устройства имеют сравнительно низкие удельные энергетические показатели, например КПД и максимальное значение попезной мощности, отне«и

сенное к типовой ( габаритной)мощности источника переменного напряжения.

В известном выпрямительном устройстве l при постоянной частоте источника переменного напряжения токи выпрямитепей при изменении режима работы от хопоо того хода до короткого замыкания приблизительно равны по величине и сдвинуты относительно напряжения источника на равные и противопonожные по знаку углы; в связи с чем суммарный потребляемый от источника ток совпадает по фазе с напряокением и общий приблизительно равен единице.

Наличие в известном устройстве двух

трансформаторовили трансформатора с двумя вторичными обм отками, а также .двух мостовых выпрямителей и двух дросселей усложняет конструктивное выполнение устройства и его схемное решение. Кроме то-

устройство обеспечивает питание потребителей выпрямленным напряжением, амплитуда которого равна по величине амплитуде напряжения источника при коэффициенте трансформации согпасуюших трансформаторов,

равном единице, з связи с чем максимальнов значение мощности на выходе выпрямителей, отнесенное к типовой (габаритной) мощности источника, сравнительно непепи- ко. Наконец, рассеивание (потеря) эпектрической энергии на омическом сопротивпении восьми вентилей привоаит к уменьщению КПД выпрямитёпьного устройства в цепом. Таким образом, известное устройство характеризуется сравнительно низкими удепь ными энергетическими показатепямй.

Прототипом предлагаемого устройства является выпрямительное устройство , содержащее двухпериодный мостовой выпрямитель, выполненный на двух вентилях и двух конденсаторах соединенных по схеме удвоения напряжения 4J . Предлагаемое устройство отличается от известного тем, что в выпрямительном устройстве, содержащем двухполупериодный мостовой выпрямитель, выполненный на двух вентилях и двух конденсаторах, соедийенных по схеме удвоения, параллельно выходным выводам выпрямителя -подключена, цепочка, состоящая из двух поспедовательно соединенных дополнительных конденсаторов, общая точка которых через дроссель соединена с общей точкой основных конденсаторов.

Это отличие позволяет улучщить удельные энергетические показатели, например коэффициент мощности и др.

На чертеже представлена принципиальная эпектрическая схема, предлагаемого устройства.

Выпрямительное устройство содержит двухпопупериодный мостовой выпрямитель, выполненный на вентилях 1,2 и конденсатоах 3,4 и подключенный к источнику 5 напяжения переменного тока через Согласующий трансформатор 6 или непосредственно. Параллельно выходным выводам 7,8 вып рямителя подключена цепочка из двух конденсаторов 9,1О, общая точка которых через дроссель lii соединена с общей точкой конденсаторов 3,4. К выходу устройства поакпючены также емкостной фильтр 12 и нагрузка 13, 14,15 - входные выводы выпрямителя.. В предложенном устройстве энергия исгочника переменного тока передается в наг- руэку по двум каналам. Вентипи 1,2 вместе с конденсаторами 3,4 образуют один канап с токоограничивающим емксютным сопротивпением, а вместе с конаенсаторами 9 .,1О и дросселем 11 - другой канап,но уже с токоограничивающим сопротивлением индуктивного характера. Индуктивность дрос сеЛя 11 и суммарная емкость коиавнсатс - ров 9,1О должны быть выбраны такимя.чго бы суммарное токоограничивающее сопрогивпение этого канала носило индуктивный „-Y-T

воположных по знаку, токоограничивающих сопротивлений: обоих каналов наступает явпение резонанса в цепях с вентилями, т.е. происходит выпрямление тока с вентильнорезонансным эффектом, при котором источник 5 напряжения переменного тока нагружен только активным током и работает с максимальным коэффициентом мощности. В предлагаемом выпрямительном устройстве ток нагрузки выпрямляется всего лишь двумя вентилями, т.е. с минимально возможным количеством вентилей при двухполупериодном выпрямлении. Кроме того, токи, проте;кающие по каналам с токоограничивающим реактивным сопротивлением разного характера, сдвинуты по фазе относительно напряжения источника на противоположные по знаку углы и ограничены по величине. При этом среднее значение выпрямленного напряжения в 1,27 раза, а амплитуда выпрямленного напряжения - в 2 раза больще величины амплитуды напряжения источника переменного тока. Таким образом, оба смежных плеча выпрямительного устройства, выполненные на индуктивно-емкостных элементах, представляют собой двухканальный фазосдвигающий, ограничивающий ток источника удвоитель выпрямленного напряжения.

Выпрямительное устройство работает следующим образом.

В каждый полупериод изменения напряения источника 5 ток нагрузки 13 состоит з двух составляющих, протекающих по двум параллельным каналам, соответственно черезтокоограничивающие сопротивления индуктивного и емкостного характера. Наприер, в один полупериод изменения напряения источника 5 составляющая тока нагРУЗки канала с емкостным токоограничивающим сопротивпением протекает по цепи: вывод 14, конденсатор 3, нагрузка 13, вентиль 2, вывод 15, а составляющая тока нагрузки канала с токоограничивающим сопротивлением индуктивного характерапротекаетпоцепи: вывод 14, дроссель, 11, конденсатор 9, нагрузка 13, вентиль 2, вывод 15. В другой полупериод изменения напряжения источника 5 направление тока источника изменяется на противоположное, открывается вентиль 1,и составляющая тока нагрузки канала с емкостным токоограничивающим сопротивпением протекает по цепи : вывод 15, вентиль 1, нагрузка 13, конденсатор-4, вывод 14, а составляющая тока нагрузки канала с токоограничивающим сопротивлением индуктивного характера протекает по цепи: вывод 15, вентиль 1, нагрузка 13, конденсатор 10, дроссель 11, вывод 14. Далее процессы в схеме

ЭпекУрическая схема выпрямигепьного устройства обеспечивает возможность питания нагрузки выпрямленным напряжением, амплитуда которого равна удвоенному значению амппитуды напряжения источника переменного тока, и позволяет повысить максимальное значение мощности, передаваемой в нагрузку, отнесенное к типовой (габаритной) мощности источника.

Формула изобретения

Выпрямительное устройства, содержащее деухполупериодный мостовой выпрямитель, выполненный на двух вентилях конденсаторах, соединенных по схеме удвоения напряжения, отличающееся тем, что, с цепью улучщения удельных энергетических показателей, параллельно выходным выводам выпрямителя подключена цепочка, состоящая из двух последовательно соединенных дополнительных конденсаторов, точка которых через дроссель соединена с общей точкой основных конденсаторов.

Источники информации, принятые во :внимание при экспертизе:

1.Авторское свидетельство СССР № ЗО747О, кп. Н О2 М 7/О, 1971.

2.Авторское свидетельство СССР № 383559, кп. В 23 Р 1/02,1973.

3.Орлов В.А. Малогабаритные источники тока, М., Воениздат МО, 197О,с.192, рис;8О..

4.Артамонов В.В. Маломощные выпрямители, М., Связь, 197О, с.54,рис. 1-24.

-v.4..-