Активный сглаживающий фильтр Советский патент 1980 года по МПК H02M1/14 

1

Изобретение относится к технике связи, может использоваться в преобразовательных устройствах систем электропитания.

Известен активный сглаживающий фильтр, содержащий трансформатор, пер- 5 вичная обмотка которого включена последовательно в цепь источника сигнала и нагрузки, и усилитель переменного сигнала, соединенный своим выходом с вторичной обмоткой трансформатора и своим входом, Ю присоединенный через развязывающий элемент к выходу фильтра параллельно сопротивлению нагрузки 1.

Недостатком данного фильтра является малый диапазон возможных изменений is комплексного сопротивления нагрузки, допускаемых условиями устойчивости фильтра, которые определяются, в частности, параметрами сопротивления нагрузки как элемента контура обратной связи фильтра, 20 поскольку напряжение обратной связи, т. е. пульсация выходного напряжения фильтра, формируется на сопротивлении нагрузки и зависит от параметров последнего.

Цель изобретения - расширение диапазо- 25 на допустимых изменений комплексного сопротивления нагрузки.

Для этого в активном сглаживающем фильтре, содержащем трансформатор, первичная обмотка которого включена после- 30

довательно в цепь источника сигнала и нагрузки, и усилитель переменного сигнала, соединенный своим выходом с вторичной обмоткой трансформатора, вход усилителя переменного сигнала включен через развязывающий элемент последовательно в цепь источника сигнала и нагрузки.

На чертеже изображена структурная электрическая схема предложенного фильтра.

Активный сглаживающий фильтр содержит трансформатор 1, первичная обмотка 2 которого включена последовательно в цепь источника сигнала 3 и нагрузки 4, и усилитель переменного сигнала 5, соединенный своим выходом с вторичной обмоткой 6 трансформатора и своим входом включенный через развязывающий элемент 7 последовательно в цепь источника 3 и нагрузки 4. Усилитель должен обладать высоким выходным сопротивлением.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал, пропорциональный и синфазный переменному току, текущему в цепи источника 3 и нагрузки 4 через первичную обмотку 2, формируется на развязывающем элементе 7 и входе усилителя переменного сигнала 5, усиливается усилителем 5 без изменения фазы (или с ее поворотом на

180°) и задается им как источником тока во вторичную обмотку 6 согласно с включением и током первичной обмотки (или встречно), в результате чего в магнитопроводе трансформатора 1 индуцируется усиленный переменный магнитный поток, синфазный с переменным магнитным потоком, индуцированным током первичной обмотки 2. Поэтому в первичной обмотке 2 индуцируется электродвил ущая сила взаимной индукции, совпадающая по фазе с электродвижущей силой самоиндукции первичной обмотки и порождающая противоток, компенсирующий пульсации переменного тока в первичной обмотке 2 и нагрузке 4. Таким образом, действие обратной связи эквивалентно увеличению собственной индуктивности первичной обмотки в -М/Ь) раз, где К - коэффициент усиления по переменному току усилителя с элементом связи, М - коэффициент взаимной индуктивности обмоток 2 и 6, L - индуктивность обмотки 2. Последовательное снятие сигнала обратной связи по току, усиливаемого усилителем, и высокое выходное сопротивление усилителя обусловливают независимость отношения амплитуд и взаимного сдвига фаз токов первичной и вторичной обмоток трансформатора от сопротивления нагрузки, чем и обеспечивается независимость условий устойчивости фильтра от комплексного сопротивления нагрузки и

возможность изменения последнего в щироких пределах без нарушения устойчивости фильтра. Элемент связи препятствует проникновению постоянного тока в цепь вторичной обмотки, предотвращая постоянное подмагничивание сердечника трансформатора этим током и з худщение коэффициента полезного действия фильтра.

Предложенное устройство расширяет днапазон допустимых изменений комплексного сопротивления нагрузки.

Формула изобретения

Активный сглаживающий фильтр, содержащий трансформатор, первичная обмотка которого включена последовательно в цепь источника сигнала и нагрузки, и усилитель переменного сигнала, соединенный своим выходом с вторичной обмоткой трансформатора, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона допустимых изменений комплексного сопротивления нагрззки, вход усилителя переменного сигнала включен через развязывающий элемент последовательно в цепь источника сигнала и нагрузки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США № 3761797, кл. 321-10, опубл. 1973 (прототип).