SU782092A1 - Преобразователь переменного тока в посто нный - Google Patents

Description

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА В ПОСТОЯННЫЙ

I

Изобретение относитс  к электротехнике, и может быть использовано в преобразовательной технике дл  питани  нагрузки выпр мленным током.

Известно устройство дл  питани  нагрузки выпр мленным током, выполненное на .диодах, соединенных по мостовой схеме. К входным клеммам выпр мительного моста подключен источник переменного тока, а к выходным - через дроссель - нагрузка. Дроссель, ограничива  ток в нагрузке, устран ет опасность чрезмерного повышени  тока при коротком замыкании 1.

Однако ток, потребл емый при этом от источника, имеет активно-индуктивный характер , что ухудшает коэффициент мощности на выходе источника. Включение на входе этого моста двух электрических емкостей позвол ет повысить коэффициент мощности, обусловленный индуктивной составл ющей тока электрической цепи с дросселем, а также улучшить качество выпр мленного тока за счет частичного разр да этих емкостей на сопротивление нагрузки.

К недостаткам устройства относитс  и значительное подмагничивание магнитопровода дроссел  посто нной составл ющей выпр мленного тока, что приводит к весьма больщому увеличению габаритов и массы дроссел .. Кроме того, устройство содержит четыре вентил , а ток нагрузки протекает одновременно через два соединенных последовательно вентил , что, увеличива  активные потери, снижает КПД устройства, особенно в том случае, когда относительное напр жение на нагрузке мало, т. е. соизмеримо с падением напр жени  на вентил х.

10

Известен также преобразователь переменного тока в посто нный, содержащий два ключевых элемента, каждый из которых защунтирован конденсатором и включен между соответствующим входным и положительным выходным выводами, и токо15 ограничивающий линейный дроссель 2.

Недостаток устройства - значительна  сложность его электрической схемы и относительно большое падение напр жени  на вентил х, провод щих ток в нагрузку, обус20 ловленное тем, что ток в нагрузку проходит одновременно через два соединенных последовательно вентил . Это, увеличива  актив .ное сопротивление в цепи нагрузки, уменьшает КПД устройства, что особенно заметно при малых выходных напр жени х, когда напр жение на нагрузке соизмеримо с падением напр жени  на вентил х. Цель изобретени  - упрощение схемы и улучшение удельных энергетических показателей устройства дл  питани  нагрузки выпр мленным током. Указанна  цель достигаетс  тем, что в преобразователе переменного тока в посто нный , содержащем два ключевых элемента, каждый из которых защунтирован конденсатором и включен между соответствующим входным и положительным выходным выводами , и токоограничивающий линейный дроссель , - токоограничивающий линейный дроссель включен параллельно входным выводам и снабжен отводом от середины его витков, подключенным к отрицательному выходному выводу. На фиг. 1 представлена схема устройства; на фиг. 2 - вариант выполнени  этой схемы. В предлагаемом устройстве положительный 1 и отрицательный 2 выходные выводы служат дл  подключени  сопротивлени  3 нагрузки. Входные выводы 4 и 5 подключаютс  к источнику б переменного тока. Между входными и положительным выходным вьшодами включены ключевые элементы 7 и 8, защунтированные конденсаторами 9 и 10. Отрицательный выходной вывод образует вывод средней точки обмотки токоограничивающего линейного дроссел  11, крайние выводы обмотки которого соединены со входными выводами 4 и 5. Управление ключевыми элементами 7 и 8 осуществл ет блок 12, контролирующий напр жение на входе и выходе устройства и формирующий сигналы , подаваемые на ключи. Этот блок может быть выполнен по любой известной схеме фазового управлени , описанной в технической литературе. Устройство работает следующим образом. Предположим, что в нечетные полупериоды изменени  напр жени  источника 6 потенциал вывода 4 положителен по отнощению к потенциалу вывода 5, а в четные - наоборот. В первый и последующие нечетные полупериоды изменени  питающего напр жени  и при открытом (замкнутом) ключе 8 ток нагрузки протекает по цепи 4-8- 1-3-2-11-5, одновременно происходит зар д конденсатора 10 по цепи 4-8-10-5. В начале следующего полупериода изменени  питающего напр жени , до момента открыти  ключа 7, ток нагрузки обеспечиваетс  за счет перезар да конденсатора 10 от источника по цепи 5-10-1-3-2- 11 - 4. После открыти  (замыкани ) ключа 7 источник 6 отдает ток в нагрузку непосредственно по цепи 5-7-1-3-2-11-4. Если ключ 7 не замыкаетс , то конденсатор 10, разр дившись, зар жаетс  противоположНОЙ пол рностью (перезар жаетс ). Одновременно происходит зар д конденсатора 9 по цепи 5-7-9-4. Регулирование напр жени  на нагрузке осуществл етс  путем управлени  моментом открыти  ключей 7 и 8, соответственно в нечетных и четных полупериодах , с помощью блока 12, контролирующего напр жение на входе и на выходе устройства и формирующего сигналы, подаваемые на эти ключи. В качестве таких ключей могут быть использованы различные полупроводниковые и иные вентили. При подключении обмотки дроссел  согласно изобретению, его полуобмотки можно рассматривать в качестве двух смежных ветвей (плеч) выпр мительного моста, два другие плеча которого образуют ключи 7 и 8. Включение полуобмоток дроссел  в смежные плечи выпр мительного моста устран ет подмагничивание дроссел  выпр мленным током, кроме того, энерги  источника через дроссель передаетс  в нагрузку электрическим и электромагнитным пут ми, поэтому его проходна  мощность меньше, чем у дроссел , включенного за выпр мителем. Это позвол ет, уменьщить массу дроссел  приблизительно в два раза. Сокращение количества используемых вент:илей в два раза,, позвол ет снизить собственные потери мощности в устройстве дл  питани  нагрузки и его стоимость. Включение конденсаторов параллельно управл емым ключам выпр мител , помимо создани  дополнительного пу-. ти передачки энергии источника в нагрузку, обеспечивает улучшение коэффициента формы кривой тока, потребл емого от источника, что способствует повышению КПД устройства и его коэффициента мощности. При необходимости ключевые элементы 7 и 8 замен ютс  диодами, как показано на фиг. 2. Проведение тока источника в нагрузку по двум каналам через ключи 7 или 8, а также через конденсаторы 9 или 10, во врем  разр да последних, позвол ет уменьщить активное сопротивление в цепи нагрузки , сократить потери, что повышает КПД устройства . В св зи с тем, что энергетические показатели устройства улучшаютс  не только без усложнени  схемы и увеличени  его массы, а наборот, при упрощении электрической схемы и уменьшении числа элементов в ней, это приводит к улучшению удельных энергетических показателей. Таким образом, снабжение обмотки линейного дроссел  отводом oj середины ее витков, образующим отрицательный выходной вывод устройства, щ подключение крайних выводов обмотки ко вторым обкладкам конденсаторов и входным выводам устройства , упрощает электрическую схему и обеспечивает улучшение удельных энергетических показателей устройства.

Claims (2)

1.Нецвет В. А. Электропитание устройств св зи. М., «Св зь, 1976, с. 25, рис. 19.

2.Патент Швейцарии № 551715, кл. Н 02 Р 13/24, 1974.

5

1-04 6 )н%

э

rvyv

Фиг..1

-ь

W

ZJ-C-..