Устройство для питания нагрузкиВыпРяМлЕННыМ TOKOM Советский патент 1981 года по МПК H02M7/04 

1

Изобретение относится к области электротехники, касается преобразования переменного тока источника в постоянный и может быть использовано в преобразовательной технике для питания нагрузки выпрямленным сглаженным током.

Простейшее из известных устройств для питания нагрузки выпрямленным током (УПНВТ) от источника переменного тока (ИПТ) представляет собой однофазный лучевой выпрямитель, в котором выпрямление тока осуществляется вентилем, кенотроном или полупроводниковым диодом 1.

Это УПНВТ характеризуется большими пульсациями выпрямленного тока, мягкой выходной характеристикой и из-за высокого значения мощности искажений--плохим использованием типовой (габаритной) мощности ИПТ.

Известны также УПНВТ, выход которых защунтирован емкостью фильтра нижних частот, а ток заряда этой емкости ограничен уменьшающим «волнистость импульсов тока токоограничивающим линейным дросселем (ТЛД), включенным между вентилем и нагрузкой. Пульсации выпрямленного тока в таких устройствах уменьшаются, что улучшает качество выпрямленного тока 2.

Однако однополупериодное потребление тока ИПТ импульсами малой длительности

и малая жесткость внешней характеристики, а также значительная величина мощности искажений и низкое значение коэффициента мощности, обусловленное реактивным -

индуктивным характером потребляемого тока, ограничивают область применения этих УПНВТ.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному устройству является устройство, содержащее два входных вывода для соединения с источником переменного тока, два выходных вывода для подключения нагрузки, параллельно которым включен конденсатор, при этом один

из выходных выводов нагрузки соединен непосредственно с входным выводом, линейный дроссель с двумя согласно включенными обмотками, имеющими общую точку, два диода, один из которых катодом подключей к второму выходному выводу, а анодом- к одной из обмоток дросселя 3.

Недостатком этого устройства является его сравнительно мягкая .выходная характеристика, что обусловлено включением

между источником и нагрузкой дросселя, ограничивающего ток в нагрузке. Кроме того, этот дроссель снижает скорость передачи энергии источника в нагрузку.

Целью изобретения является увеличение

жесткости выходной характеристики.

Это доМигаётся тем, что в указанное устройство введен дополнительный диод, катод которого соединен с катодом первого диода, а анод - с вторым входным выводом и катодом второго диода, анод которого подключен к свободному концу второй обмотки дросселя, причем общая точка обмоток дросселя соединена с общей точкой входного и выходного выводов.

Схема устройства приведена на чертеже.

Устройство для питания нагрузки выпрямленным током содержит две входные клеммы 1 и 2 для соединения с источником переменного тока, две выходные клеммы 3 и 4 для подключения к сопротивлению нагрузки 5, щунтированные конденсатором 6, при этом одна из клемм 4, преимущественно отрицательная, соединена непосредственно с одной входной клеммой 2, два диода 7 и 8 выпрямителя и токоограничивающий линейный дроссель 9 с двумя обмотками 10 и 11, одна из которых (обмотка 11) через первый диод 8 выпрямителя подключена к положительной выходной клемме. Кроме того, устройство дополнительно содержит диод 12, например управляемый, катод которого также подключен к положительной выходной клемме 3, а анод - к другой входной клемме 2 и катоду второго диода 7 выпрямителя, анод которого через другую обмотку 10 линейного дросселя 9 соединен с отрицательной выходной клеммой 4 и со свободным выводом его первой обмотки 11.

Принцип работы устройства следующий.

Пусть в первый и все нечетные полупериоды изменения напряжения источника потенциал клеммы 1 выше потенциала клеммы 2. Тогда при открытом диоде 12 по цепи: клемма 1-диод 12 -клемма 3 - нагрузка 5 (конденсатор 6) - клемма 4 - клемма 2 будет протекать ток. Одновременно заряжается конденсатор 6 так, что потенциал его верхней по схеме обкладки становится выще, чем нижней. Когда напряжение источника уменьшается, нагрузка питается от конденсатора 6, который подразряжается.

При изменении полярности напряжения, т. е. во второй и все последующие четные полупериоды изменения напряжения источника, протекание тока по цепи: клемма 2 - обмотка 10 - диод 7 - клемма 1 обеспечивает запасание энергии в обмотке 10 токоограничивающего линейного дросселя 9. Одновременно с этим подзаряжается конденсатор 6, который ранее разряжался на сопротивление нагрузки 5 при отсутствии импульсов зарядного тока. Далее за счет энергии, запасенной в поле дросселя, под действием ЭДС самоиндукции ток протекает по цепи: обмотка 11 - диод 8 - клемма

3- нагрузка 5 (конденсатор 6) - клемма

4- диод 8 в нагрузку.

Далее процессы повторяются циклически.

Такая передача энергии источника в нагрузку, увеличивая длительность импульсов тока, потребляемого от источника, повышает среднее значение тока заряда конденсатора 6, а также почти вдвое уменьшает

диапазон изменения выходного напряжения, в результате чего жесткость выходной характеристики устройства увеличивается, качество энергии повышается, а мощность искажений уменьшается.

Формула изобретения

Устройство для питания нагрузки выпрямленным током, содержащее два входных вывода для соединения с источником переменного тока, два выходных вывода для подключения нагрузки, параллельно которым включен конденсатор, при этом один из выходных выводов соединен непосредственно с входным выводом, линейный дроссель с двумя согласно включенными обмотками, имеющими общую точку, два диода, один из которых своим катодом подключен к второму выходному выводу, а анодом - к одной из обмоток дросселя, отличающее с я тем, что, с целью увеличения жесткости выходной характеристики, введен дополнительный диод, катод которого соединен с катодом первого диода, а анод - со вторым входным выводом и катодом второго диода, анод которого подключен к свободному концу второй обмотки дросселя, причем общая точка обмоток дросселя соединена с общей точкой входного и выходного выводов.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе 1. Белопольский И. Н. Электропитание радиоустройств.- М.-Л.: Энергия, 1965, изд. 2-ое, с. 28, рис. 1-12.

2. Макаров В. Л. и др. Стабилизированные выпрямители с емкостным фильтром. - Л.: Энергия, 1975, с. 28, рис. 2-8а.

3. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2683852/07, кл. Н 02М 7/04,

1978.