SU1377981A1

SU1377981A1 - Arrangement for reducing pulsation of output direct current of amlifier

Info

Publication number: SU1377981A1
Application number: SU864056793A
Authority: SU
Inventors: Борис Антонович Багинский; Михаил Львович Трубников
Original assignee: Томский политехнический институт им.С.М.Кирова
Priority date: 1986-04-18
Filing date: 1986-04-18
Publication date: 1988-02-28

Abstract

Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано при построении вторичных источников электропитани . Цель изобретени - улучшение массогабаритных показателей . Устройство содержит включенную между входным 4 и выходным 2 выводами цепь из последовательно соединенных дроссел 6 и регулирующего элемента . Между выходным 2 и общим 3 выводами включен сглаживающий конденсатор 1. Регулирующий элемент выполнен по мостовой схеме, в противоположные стороны которой включены диоды 7,8 и управл емые ключи 9,10. Между общими точками соединени ключа 9 с диодом 8 и ключа 10 с диодом 7 включен конденсатор 11. Указанное выполнение устройства позвол ет измен ть режим работы дроссел 6 в процессе передачи энергии от источника в нагрузку . Путем формировани на дросселе 6 напр жени , имеющего форму, ха- рактеризукщуюс п тикратным увеличением частоты основной гармоники и существенным снижением амплитуды, снижаютс пульсации тока дроссел 6, При этом обеспечиваетс снижение величин емкости конденсатора и индуктивности дроссел 6. 2 ил. i (ЛThe invention relates to electrical engineering and can be used in the construction of secondary power sources. The purpose of the invention is to improve the weight and size parameters. The device contains connected between the input 4 and output 2 pins a chain of series-connected throttle 6 and the regulating element. A smoothing capacitor 1 is connected between the output 2 and the common 3 pins. The regulating element is designed according to a bridge circuit, the opposite sides of which include diodes 7.8 and controllable switches 9.10. Between the common points of connection of the key 9 with the diode 8 and the key 10 with the diode 7, a capacitor 11 is switched on. The above embodiment of the device allows changing the mode of operation of the throttle 6 in the process of energy transfer from the source to the load. By forming a voltage across the choke 6, having a shape characterized by a fivefold increase in the fundamental frequency and a significant decrease in amplitude, the ripple current of the throttle 6 is reduced. At the same time, the values of capacitor capacitance and inductance of throttle 6 decrease. 2 Il. i (L

Description

0000

соwith

0000

Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано при построении вторичных источников электропитани .Цель изобретени - улучшение мас- со -габаритных показателей.The invention relates to electrical engineering and can be used in the construction of secondary power sources. The purpose of the invention is to improve mass and size indicators.

На фиг.1 представлена принципиальна схема устройства; на фиг.2 - диаграммы токов и напр жений, иллюст рируюв ие работу устройства.Fig. 1 is a schematic diagram of the device; 2 shows current and voltage diagrams illustrating the operation of the device.

Устройство содержит фильтровый конденсатор 1, включенный между выхо jHbJM 2 и общим 3 вьгоодами дл подключни нагрузки. Ко входному выводу 4 и входному выводу 5, вл ющемус общим с выводом 3, подключаетс выходное напр жение выпр мител . Начало обмотки сглаживающего дроссел 6 соединено с выводом 4. Регулирующий элемент включает диоды 7 и 8 и управл емые ключи 9 и 10, соединенные по мостовой схеме, в которой ключи и диоды включены в противоположные плечи. Выводы конденсатора 11 соединены с катодом диода 7 и анодом диода 8. Анод диода 7 соединен с концом обмотки дроссел 6, а катод диода 8 - с выходным выводом 2. Управл ющие выводы ключей 9 и 10 св заны с системой управлени 12.The device contains a filter capacitor 1 connected between the jHbJM 2 output and a common 3 gigabytes for connecting the load. The input terminal 4 and the input terminal 5, which is common with terminal 3, connect the output voltage of the rectifier. The beginning of the winding of the smoothing throttle 6 is connected to pin 4. The regulating element includes diodes 7 and 8 and controllable switches 9 and 10, connected via a bridge circuit in which the keys and diodes are connected to the opposite shoulders. The terminals of the capacitor 11 are connected to the cathode of the diode 7 and the anode of the diode 8. The anode of the diode 7 is connected to the end of the winding of the choke 6, and the cathode of the diode 8 is connected to the output terminal 2. The control terminals of the keys 9 and 10 are connected to the control system 12.

Обозначени , прин тые на диаграммах фиг.2: U4-S - входное напр жение; и„ - среднее значение входного напр жени i - напр жение, формируемое регулирующим элементом; I,, 1, - токи, протекающие через ключи соответственно 9 и 10; Уб , напр жение и ток, прикладываемые к обмотке сглаживающего дроссел i t,, t, tj, t, Т - интервалы времени, , ,Uonj, уровни напр жени .The designations adopted in the diagrams of Fig. 2: U4-S is the input voltage; and "- the average value of the input voltage; i - the voltage generated by the regulating element; I ,, 1, - currents flowing through the keys, respectively, 9 and 10; Ub, voltage and current applied to the winding of the smoothing droplet i t ,, t, tj, t, T - time intervals,,, Uonj, voltage levels.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

В установившемс режиме напр же- ние на обкладках дополнительного конденсатора поддерживаетс на посто нном уровне и„ и имеет пол рность, указанную на фиг.1. Система управлени 12 вьфабатывает сигналы управ- лени таким образом, что на интервале времени t t . t, (входное напр жение максимальное) ключи разомкнуты , на интервалах О t t,,. и t t Т (входное напр жение мини- мально) замкнуты, а на интервалах t,T . tj и t,-t t t (входное напр жение близко к выходному) замкнут один из ключей. При таком управ5In the steady-state mode, the voltage on the plates of the additional capacitor is kept at a constant level and has the polarity indicated in FIG. The control system 12 outputs the control signals in such a way that in the time interval t t. t, (input voltage is maximum), the keys are open, at intervals О t t ,,. and t t T (the input voltage is minimal) are closed, and at intervals t, T. tj and t, -t t t (the input voltage is close to the output) is closed by one of the keys. With such a control5

oo

5 0 50

5 0 5 5 0 5

лении ключами на интервале tj, t t ток дроссел протекает через диоды и конденсатор 11. Конденсатор 11 зар жаетс . На интервалах О - t t, и диоды заперты, ток дроссел протекает через ключи и конденсатор 11, конденсатор разр жаетс . На интервалах , Т ток дроссел протекает через диод 8 и ключ 9, напр жение U,, не измен етс . В результате,, регулирующим элементом формируетс напр жение , имеющее форму разнопол рных импульсов, равных по амплитуде U4f и наход щихс в противофазе с переменной составл ющей входного напр жени пр жение Цд суммируетс со входным, и напр жение на обмотке дроссел , равное сумме и U. U , приобретает форму, характеризующуюс п тикратным увеличением частоты основной га1 моники и существенным снижением амплитуды. В результате, пульсации тока сглаживающего дроссел также существенно снижаютс .With keys in the interval tj, t t, the throttle current flows through the diodes and the capacitor 11. The capacitor 11 is charged. At intervals O - t t, and the diodes are locked, the throttle current flows through the keys and the capacitor 11, the capacitor discharges. At intervals, T, the throttle current flows through diode 8 and switch 9, the voltage U ,, does not change. As a result, a regulating element forms a voltage having the form of opposite-polarity pulses equal in amplitude U4f and opposite to the variable component of the input voltage, voltage DC, is summed with the input voltage, and the voltage across the windings of the throttle is equal to the sum of and U U, acquires a shape characterized by a fivefold increase in the frequency of the main monitor and a significant decrease in amplitude. As a result, the ripple current of the smoothing choke is also significantly reduced.

Возможно несколько вариантов реализации системы управлени . Выбор конкретной схемы принципиального значени не имеет. Один из вариантов, наболее прос.то реализуемый систему управлени ,следующий. Входное напр жение , либо синхронизирующее напр жение , повтор н цее по форме входное, подаетс на входы двух компараторов. Вторые входы компараторов соединены с выходами источника опорных напр жений , вырабатьгеающего посто нные напр жени Uon, и UOP (фиг. 2). Выходы компараторов через усилители мощности соединены с управл ющими вьшодами ключей. Условием работоспособности устройства вл етс равенство времени зар да t tg- tj и времени разр да tp 2(Т - t) конденсатора 11. Это необходимо дл поддержани неизменным уровн и ,1 . Дл компенсации потерь в конденсаторе интервал t должен быть несколько больше интервала tp. Требуемый уровень U,, задаетс разностью /it tp. Напр жение и „ и длительность интервалов зар да и разр да выбираютс , исход из услови максимальной компенсации переменной составл ющей входного напр жени . Это условие, как показывают расчеты, вьшолн етс при U 0,35 и„ и tj tp 0,6Т, где U,,, амплитудное значение входного напр жени .There are several options for implementing a control system. The choice of a particular scheme is not critical. One of the options, the most successful is the implemented control system, the following. The input voltage, or synchronization voltage, repeated in the form of the input voltage, is fed to the inputs of two comparators. The second inputs of the comparators are connected to the outputs of the source of reference voltages, generating constant voltages Uon, and UOP (Fig. 2). The outputs of the comparators are connected via power amplifiers to the control inputs of the keys. The condition of the device operability is the equality of the charge time t tg-tj and the discharge time tp 2 (T - t) of the capacitor 11. This is necessary to maintain the level and, 1. To compensate for losses in the capacitor, the interval t must be slightly longer than the interval tp. The required level U ,, is given by the difference / it tp. Voltage and "and the duration of the charge and discharge intervals are chosen based on the condition of maximum compensation of the variable component of the input voltage. This condition, as the calculations show, is fulfilled at U 0.35 and „and tj tp 0.6T, where U ,, is the amplitude value of the input voltage.

Так как повышение эффективности работы устройства достигаетс за счет снижени пульсаций тока сглаживающего дроссел , то при заданном значении коэффициента пульсаций могут быть уменьшены как величина емкости фильтрового конденсатора, так и величина индуктивности сглаживающего дроссел .Since the efficiency of the device is improved by reducing the ripple current of the smoothing throttle, for a given value of the pulsation coefficient, both the capacitance of the filter capacitor and the inductance of the smoothing throttle can be reduced.

Форм у л а изобретени Устройство дл ослаблени пульсаций посто нного тока на выходе выпр мител , содержащее входной, выходной и общий выводы дл подключени соответственно выходного напр жени выпр мител и нагрузки, дроссель,Formula of the Invention A device for attenuating DC ripple at the output of a rectifier, containing input, output, and common terminals for connecting respectively the output voltage of the rectifier and the load, a choke,

один конец обмотки которого соединен с входным выводом, первый конденсатор , включенньш между выходным и общим вьшодами и регулирующий элемент, состо щий из двух диодов, двух управл емых ключей и второго конденсатора , один вывод которого соединен с анодом первого диода и выводом первого ключа, а другой - с катодом второго диода и выводом второго ключа, причем анод второго диода и свободные выводы первого ключа и обмотки дроссел соединены между собой,one end of the winding of which is connected to the input terminal, the first capacitor connected between the output and common terminals, and a regulating element consisting of two diodes, two controllable switches and a second capacitor, one terminal of which is connected to the anode of the first diode and the output of the first key, and the other with the cathode of the second diode and the output of the second key, and the anode of the second diode and the free conclusions of the first key and the winding of the throttle are interconnected,

отличающеес тем, что,characterized in that

с целью улучшени массогабаритных показателей , катод первого диода и свободный вывод второго ключа подклю- ,чен к выходному выводу.In order to improve the mass and size parameters, the cathode of the first diode and the free output of the second key are connected to the output terminal.

Claims

A device for direct current at the output of the rectifier, containing input, output and common terminals for connecting the output voltage, respectively, one end of the winding of which is connected to the input terminal, the first capacitor connected between the output and common terminals and a control element consisting of two diodes, two controlled keys and a second capacitor, one output of which is connected to the anode of the first diode and the output of the first key, and the other to the cathode of the second diode and the output of the second key, and the anode of the second diode and free the conclusions of the first key and the inductor windings are interconnected, characterized in that, in order to improve the overall dimensions, the cathode of the first diode and the free output of the second key are connected