Фильтр для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения

 

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в источниках питания для сглажи- Ьания выходного напряжения регулируемых или нерегулируемых вьтрямителей. Цель изобретения-- повышение КПД. Устройство содержит основной сглаживающий дроссель с основной обмоткой 1 и дополнительной обмоткой 2, дополнительный сглаживающий дроссель 8, ключевые элементы 3,5,7, конденсатор 10 и блок управления 11 ключевыми элементами. Обмотка 1 с ключевым элементом 3, обмотка 2 с ключевым элементом 5 и дроссель 8 образуют три параллельно соединенные ветви, включенные между входным 4 и выходным 6 выводами. Конденсатор 10 включен между выходным 6 и общим 9 выводами. Ключевой элемент 7 включен между началом обмотки 1 и концом обмотки 2. Введение дросселя 8 и дополнительной обмотки 2 позволяет уменьшить коммутационные потери, а именно указанное включение дросселя 8 уменьшает ток через обмотки 1,2. Кроме того, устраняются потери, вызванные индуктивностью рассеяния обмоток 1,2, так как ток в них при переключении этих обмоток из параллельного соединения в последовательное и обратно в моменты коммутации не изменяется. 2 з.п. ф-лы, 1 ИЛ-. (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1 (511 4 Н 02 М 1/14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ, (21) 3754736/24-07 (22) 21.06.84 .(46) 30.07.87.Бюл. М 28 (71) Институт термофиэики и электрофизики АН ЭССР (72) А.М.Туйск, В.В.Сарв и Ю.Э.Сооярв (53) 621.316.93(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 691066, кл. Н 02 М 1/14, 1982.

Авторское свидетельство СССР

У 777782, кл. Н 02 M 1/14, 1979. (54) ФИЛЬТР ДЛЯ СГЛАЖИВАНИЯ ПУЛЬСАЦИЙ ВЪ|ПРЯМПЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ (57) .Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в источниках питания для сглаживания выходного напряжения регулируемых или нерегулируемых выпрямителей. Цель изобретения — повышение

КПД. Устройство содержит основной сглаживающий дроссель с основной обмоткой 1 и дополнительной обмоткой 2, дополнительный сглаживающий дроссель 8, ключевые элементы

3,5,7, конденсатор 10 и блок управления 11 ключевыми элементами. Обмотка 1 с ключевым элементом 3, обмотка 2 с ключевым элементом 5 и дроссель 8 образуют три параллельно соединенные ветви, включенные между входным 4 и выходным 6 выводами. Конденсатор 10 включен между выходным 6 и общим 9 выводами. Ключевой элемент 7 включен между началом. обмотки 1 и концом обмотки 2. Введение дросселя 8 и дополнительной обмотки 2 позволяет уменьшить коммутационные потери, а именно указанное включение дросселя 8 уменьшает ток через об- а Щ мотки 1,2. Кроме того, устраняются потери, вызванные индуктивностью рассеяния обмоток 1,2, так как ток в . них при переключении этих обмоток из параллельного соединения в последовательное и обратно в моменты коммутации не изменяется. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

2 и 2 основного сглаживающего дросселя и управляемых ключевых элементов

3,5 и 7 источниках питания для сглаживания выходного напряжения регулируемых или нерегулируемых выпрямителей.

Цель изобретения — повышение КПД фильтра.

На чертеже представлена схема фильтра для сглаживания пульсаций . выпрямленного напряжения.

Фильтр содержит основной сглаживающий дроссель с основной обмоткой 1 и дополнительной обмоткой 2, причем начало основной обмотки 1 через уп.равляемый ключевой элемент 3 и начало дополнительной обмотки 2 непосредственно подключены к входному выводу 4 фильтра, а конец основной обмотки 1 непосредственно и конец 20 дополнительной обмотки 2 через управляемый ключевой элемент 5 подключены к выходному выводу 6 фильтра.

Начало основной обмотки 1 и конец дополнительной обмотки 2 соединены 25 между собой через управляемый ключевой элемент 7. Между входным 4 и выходным 6 выводами включен дополнительный сглаживающий дроссель 8, а между выходным выводом 6 и общим вы- 30 водом 9 включен конденсатор 10. Управляющие электроды ключевых элементов

3,5 и 7 подключены к блоку 11 управления. Обмотки 1 и 2 основного сглаживан1щего дросселя расположены на одном или на двух отдельных ферромагнитных сердечниках с немагнитными зазорами.

Фильтр работает следующим образом. 40

Если входное напряжение

U = U0+ П sin мй, где Б — постоянная составляющая входного напряжения и Б вхпу t — переменная составляющая входного напряжения, тогда для полного сглаживания напряжения нагрузки вся переменная составляющая входного напряжения должна падать на сглаживающий дроссель 8. В этом случае переменная составляющая тока дросселя 8 должна равняться с(2

16k L1 ! (3)

3-10k + 3k

1.

2макс составляющих тока через регулирующий элемент, Конденсатор 10 подавляет напряжение высокочастотной широтно-импульсной модуляции, возникающее на регулирующем элементе.

КПД фильтра повышается из-за уменьшения коммутационных потерь. Во-первых, шунтирование регулирующего элемента сглаживающим дросселем 8 уменьшает ток через обмотки 1 и 2 регулирующего элемента. Во-вторых, устра1 = sin (уС вЂ” — — ), (1)

U !(cdL

9 55 где L — индуктивность дросселя 8.

Это требование выполняется при усло-. вии изменения индуктивности регулируемого элемента, состоящего из обмоток 1

Изобретение относится к эг ектротехнике и может быть использовано в 2 Io2 Um U

2 — -- — — сову t + - ш у,(2) (I + — — совуt)

Un 2 от

1 где I — постоянная составляющая

02 тока через регулируемый элемент; постоянная составляющая инот дуктивности регулирующего элемента. Импульсы для отпирания ключей

3 и 5 подаются одновременно, а импульсы для управления ключом 7 — через инвертор. Так при замкнутом ключе 7 ключи 3 и 5 разомкнуты, а обмотки

1 и 2 включены последовательно и индуктивность регулирующего элемента равна 1 .При замкнутых ключах 3 -

2макс и 5 и разомкнутом ключе 7 обмотки 1 и 2 включены параллельно и индуктивность регулирующего элемента равна

Ь „„„/4.Изменяя скважность импульсное управление ключами 3,5 и 7 от 0 до 1 высокочастотной широтно-импульсной модуляцией, можно изменять среднее значение индуктивности регулирующего элемента плавно от L

Индуктивность обмоток 1 и 2 основного сглаживающего дросселя L щ определяется по формуле

П где k = =— — -- — отношение переменI yE

1 ной и постоянной

3. Фильтр по п.1, о т л и ч а юшийся тем„ что основная и дополнительная обмотки указанного сглаживающего дросселя расположены на двух

2 отдельных ферромагнитных сердечниках с немагнитными зазорами.

Составитель А. Кириллов

Техред В.Кадар Корректор А. Зимокосов

Редактор А.Долинич

Заказ 3405/52

Тираж 659 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и >открытий

113035, Москва, Ж-35,Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная 4 з

13272 нены потери, вызванные индуктивностью рассеяния обмоток 1 и 2 основного сглаживающего дросселя, так как ток в них в моменты переключений обмоток 1 и 2 из параллельного соедине5 ния в последовательное и обратно в моменты коммутации не изменяется. ф о р м у л а и з о б р е т е н..и я 10

1. Фильтр для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения, содержащий управляемые ключевые элементы, сглаживающий дроссель, блок управления1 ключевыми элементами для изменения величины индуктивного сопротивления и конденсатор, включенный между выходными выводами, причем обмотка сглаживающего дросселя своим концом подключена к первому выходному выводу, началом через первый ключевой элемент — к первому входному выводу, а вторые входной и выходной выводы объединены, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД, I

4 введен дополнительный сглаживающий дроссель, обмотка которого включена параллельно цепи из первого ключевого элемента и обмотки основного сглаживающего дросселя, снабженного дополнительной обмоткой, равной его основной обмотке и подключенной началом к первому входному выводу, а концом — через второй ключевой элемент к началу основной обмотки и через . третий ключевой элемент — к концу основной обмотки, 2. Фильтр по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что основная н дополнительная обмотки указанн< го сглаживающего дросселя расположены на одном ферромагнитном сердечнике с немагнитным зазором.