SU544081A1

SU544081A1 - AC to DC converter

Info

Publication number: SU544081A1
Application number: SU1609844A
Authority: SU
Inventors: Анатолий Григорьевич Николаев; Петр Егорович Конченков; Валентин Владимирович Булко; Владимир Филиппович Гончаров; Анатолий Викторович Петухов; Сергей Андреевич Худяков
Original assignee: Военный Инженерный Краснознаменный Институт Им.А.Ф.Можайского
Priority date: 1971-01-11
Filing date: 1971-01-11
Publication date: 1977-01-25

Description

1one

Изобретение относитс к системам питани вьшр мленным током как в стационарных услови х, так и на подвижных объектах а также может быть использовано дл питани различной радиоаппаратуры, зар да накопительных конденсаторов и аккумул торных батарей.The invention relates to power supply systems with a high current both in stationary conditions and in moving objects and can also be used to power various radio equipment, charge storage capacitors and batteries.

Известны бестрансформаторные устройства повышени переменного напр жени с использованием индуктивно-емкостных резонансных контуров.Transformerless voltage boosting devices are known using inductive-capacitive resonant circuits.

В этих устройствах осуществл етс повышение переменного напр жени и обеспечиваетс регулирование и стабилизаци напр жени на нагрузке. В последовательном индуктивно-емкостном контуре, подключенном параллельно выходным клеммам источника переменного тока, при соответствующей его настройке обеспечиваетс резонансный режим и напр жение на дросселе (конденсаторе ) контура превышает напр жение источника Поэтому в случае подключени нагрузки параллельно одному из реактивных элементов контура, напр жение на нагрузке может быть повышено до любой требуемой величины . Применение ограничител амплитуды переменного тока позвол ет стабилизировать требуемое значение напр жени на нагрузке Управление кобчевым элементом ограничител амплитуды осуществл ет чувствительный элемент, контролирующий напр жение на емкостном фильтре нижних частот, либо непосредственно на сопротивлении нагрузки. Исполнительный орган ограничител амплитуды включают параллельно выходной диагонали выпр мител , а емкость фильтра св зывают с нагрузкой через силовой вентиль.In these devices, an increase in the alternating voltage is carried out and the control and stabilization of the voltage across the load is provided. In a series inductive-capacitive circuit connected in parallel with the output terminals of the AC source, with a corresponding setting, the resonant mode and voltage on the choke (capacitor) of the circuit exceed the source voltage. Therefore, if the load is connected in parallel to one of the reactive circuit elements, the voltage on load can be increased to any desired value. The use of an amplitude limiter for alternating current allows stabilization of the required value of the load voltage. The control of the kobchev element of the amplitude limiter is performed by a sensitive element controlling the voltage on a capacitive low-pass filter or directly on the load resistance. The amplitude limiter actuator is connected parallel to the output diagonal of the rectifier, and the filter capacitance is connected to the load via a power valve.

Шунтирование одного из элементов контура сопротивлением нагрузки снижает коэффициент мощности контура. В случае изменени напр жени источника или сопротивлени нагрузки ограничитель амплитуды периодически закорачивает один из элементов индуктивно-емкостного контура, что нар ду со стбилизацией выходного напр жени вызьшает уменьшение коэффициента мощности контура и всего устройства в целом.Shunting of one of the circuit elements with a load resistance reduces the power factor of the circuit. In the event of a change in the source voltage or load resistance, the amplitude limiter periodically short-circuits one of the elements of the inductive-capacitive circuit, which, together with the stabilization of the output voltage, results in a decrease in the power factor of the circuit and the device as a whole.

Известны также индуктивно-емкостные резонансные контуры, работающие со сравнительно более высоким значением коэффициента мощности, они содержат три и более реактивных элемента, двум из которых. обы но служат линейные дроссели, характеризуемые относительно малыми значени ми добротности , что, в свою очередь, вызывает уменьшение к.п.д. таких устройств.Also known inductive-capacitive resonant circuits, working with a relatively higher value of the power factor, they contain three or more reactive element, two of which. linear throttles, characterized by relatively low Q values, which in turn cause a decrease in efficiency, are usually used. such devices.

Прототипом предлагаемого устройства вл етс преобразователь переменного напр жени в посто нное (Л2), содержащий входной индуктивно-емкостной резонансный фильтр, состо щий из двух последовательно соединенных конденсаторов и индуктивного элемента, двухполупериодный мостовой выпр митель , входна диагональ которого соединена с первым из входных зажимов непосредственно , силовой вентиль, катодом подключенный к одному из выходных зажимов , выходной емкостной фильтр и ограничитель амплитуды, состо щий из чувствительного элемента, контролирующего напр жение на емкости фильтра ,и управл емого им ключевого элемента, включенного параллельно выходной диагонали выпр мител .The prototype of the proposed device is an AC voltage to DC converter (L2) containing an input inductive-capacitive resonant filter consisting of two series-connected capacitors and an inductive element, a full-wave bridge rectifier whose input diagonal is directly connected to the first of the input terminals , a power valve, a cathode connected to one of the output terminals, an output capacitive filter and an amplitude limiter, consisting of a sensitive element, control voltage on the filter capacitance, and a key element controlled by it, connected in parallel to the output diagonal of the rectifier.

Предлагаемое устройство отличаетс от прототипа тем, что второй входной зажим соединен с входной диагональю выпр мител через цепочку, образованную конденсаторами входного фильтра, причем обща точка соединени этих конденсаторов подключена через индуктивный элемент входного фильтра к первому входному зажимуThe proposed device differs from the prototype in that the second input terminal is connected to the input diagonal of the rectifier via a chain formed by the input filter capacitors, and the common connection point of these capacitors is connected through the inductive element of the input filter to the first input terminal

Это позвол ет улучшить энергетические параметры устройств, т.е. повысить коэффициент мощности ,и качество напр жени на нагрузке при питании ее выпр мланным током .This makes it possible to improve the energy parameters of the devices, i.e. increase the power factor and the quality of the voltage on the load when it is fed with the rectified current.

На чертеже приведена схема предлагаемого устройства,The drawing shows a diagram of the proposed device

В устройстве к выходным клеммам источника 1 переменного тока подключен последовательный индуктивно-емкостной резонансный контур 2, дроссель которого одним своим выводом непосредственно, а вторым через ко щенсатор, соединен со входными клеммами двухполупериодного мостового выпр мител 3. Клеммы выходной диагонали выпр мител соединены с конденсатором 4 фильтра нижних частот, включенного параллельно сопротивлению нагрузки 5. В плюсовой цепи питани между выпр мителем 3 и клеммой конденсатора 4 включены силовой вентиль 6, а параллельно выходной диагонали выпр мител - тиристор 7, управл ющий электрод которого соединен с блоком 8, контролирующим напр жение на емкости фильтра и управл ющим срабатыванием тиристора ограничител амплитуды выпр мленного тока. Тиристор ограничивает амплитуду преобразовател 2 через выпр митель 3, он разв зан с конденсатором фильтра , благодар вентилю 6 и работает на са- мопогасании.In the device, a series inductive-capacitive resonant circuit 2 is connected to the output terminals of the AC source 1, the choke of which is directly connected to the output terminals of the full-wave bridge rectifier 3 by a second capacitor through the capacitor. a low-pass filter connected in parallel to the load resistance 5. In the positive power supply circuit between rectifier 3 and capacitor terminal 4, the power valve 6 is connected, and in parallel The output diagonal of the rectifier is the thyristor 7, the control electrode of which is connected to the block 8, which controls the voltage on the filter capacitance and the control actuation of the thyristor of the amplitude of the rectified current. The thyristor limits the amplitude of converter 2 through rectifier 3, it is developed with a filter capacitor, thanks to valve 6 and operates on self-suppression.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

Ток источника, ограниченный индуктивноемкостным преобразователем, вьшр мл етс и зар жает конденсатор фильтра 4. Сопротивление нагрузки, шунтиру фильтр, подразр жает конденсатор. Подразр д этого конденсатора практически непрерьшно восполн етс за счет его подзар да вьшр ми- телем. Если напр жение на нагрузке не превышает заданного значени , тиристор 7 заперт .The source current, bounded by an inductive-capacitance converter, expresses and charges the capacitor of the filter 4. The load resistance, the shunt filter, discharges the capacitor. The subcategory of this capacitor is almost unceasingly replenished by charging it with a supercharger. If the voltage across the load does not exceed the specified value, the thyristor 7 is locked.

При достижении на сопротивлении нагруз-. ки (емкости фильтра) расчетного значени напр жени , блок 8 подает сигнал на управл ющий электрод тиристора 7 и последний, открыва сь, через вьшр мит«ль шунтирует .индуктивно-емкостной контур. При этом подзар д емости фильтра 4 прекращаетс . При уменьшении тока источника до нул тиристор гаснет и в последующем полупериоде подразр д конденсатора возобновл етс . Периодическое шунтирование выхода вьшр мител обеспечивает регулирование среднего значени тока подразр да конденсатора, который осуществл ет питание нагрузки при закороченном выпр мителе. Это обеспечивает определенную стабильность среднего значени напр жени на нагрузке, велич,ина которого регулируетс изменением настройки порога срабатывани блока 8.When reaching on the load-resistance. ki (filter capacitance) of the design value of the voltage, block 8 sends a signal to the control electrode of the thyristor 7 and the latter, opening, through the transmitter, bypasses the inductive-capacitive circuit. In this case, the charging of the filter 4 is stopped. When the source current decreases to zero, the thyristor goes out and in the subsequent half-period the subdivision of the capacitor is resumed. Periodic shunting of the output of the miter ensures regulation of the average value of the current of the subclass of the capacitor, which supplies the load with a short-circuited rectifier. This provides a certain stability of the average value of the voltage on the load, the magnitude and in which is regulated by changing the setting of the threshold of operation of the block 8.

Предложенное устройство может быть также использовано дл зар да накопительных конденсаторов, периодически разр жаемых во внешнюю цепь и подзар да (зар да) аккумул торных батарей, работающих в бучере с выпр мителем. Оно обеспечивает экономический зар д накопителей, характеризуетс высоким значением коэффициента мощности .и содержит минимальное количество необходимых элементов, сохран при этом все положительные свойства ранее известных устройств дл питани нагрузки вьшр мительным током и дл зар да различных накопителей.The proposed device can also be used to charge storage capacitors periodically discharged into an external circuit and charge (charge) batteries used in the rectifier with a rectifier. It provides an economic charge of accumulators, is characterized by a high value of power factor. And contains the minimum number of necessary elements, while retaining all the positive properties of previously known devices for supplying the load with an accelerating current and for charging various accumulators.

Claims

Invention Formula

AC to DC converter containing an input inductive-capacitive resonant filter consisting of two series-connected capacitors and an inductive element, a full-wave bridge expander, the input diagonal of which is connected to the first of the input terminals directly, the power valve, the cathode connected to to one

from the weekend, the output capacitive

filter and amplitude limiter, consisting of a sensitive element that controls the voltage on the filter capacitance and a key element controlled by it, connected in parallel to the output diagonal of the switch 5, characterized in that, in order to improve the energy parameters, the second input terminal is connected to the input diagonal of the rectifier through the chain formed by the input filter capacitors, the common connection point of these capacitors connected through the inductive element of the input filter to the first input terminal mu