Классификация преобразователей напряжения, краткая характеристика. Силовые маломощные преобразователи для питания РЭА, страница 3

Дроссель - индуктивность для работы в режиме пульсирующих токов. Постоянный ток приводит к подмагничиванию сердечника дросселя. Для снижения потерь принимают следующие меры: 1) выбирают магнитопровод с линейной зависимостью B=f(H); 2) увеличивают площадь сечения сердечника; 3) магнитопровод исполняется с зазором. Выбор дросселя проводят по индуктивности и току.

Порядок расчета фильтра.

1)  По заданным пульсациям рассчитывается С.

2)  Если емкость С большая, то выбирается С1=С2<C и рассчитывается Rф.

3)  Рассчитываются потери DUф=Rф×Iф.

4)  Если потери велики, то выбирается схема с Lф вместо Rф.

Основные формулы и соотношения для расчета:

, 

,                 ,

Для 2п/п выпрямителя при fc=50Гц:

 – коэффициент пульсаций на входе П-образного фильтра.

 – на выходе.

Найдем амплитуду пульсаций на выходе П-образного фильтра.

Обычно задаются необходимым значением Кп2, а Кп1 рассчитывают.

               

10. Сглаживающие фильтры силовых преобразователей: схемы, работа двухполупериодного выпрямителя на активно-индуктивную нагрузку, расчет Г-образного LC-фильтра.

Рассматриваемый режим возникает при питании реле, двигателей постоянного тока, а также в мощных выпрямителях, фильт которых начинается с дросселя.

Особенность работы выпрямителя на активно-индуктивную нагрузку: диоды могут оставаться открытыми в течение всего полупериода.

,

Так как , то

                     Тогда

Коэффициент пульсаций возрастает при увеличении сопротивления нагрузки. Для снижения пульсаций при больших Rн параллельно нагрузке устанавливают конденсатор. Тогда при больших Rн малые пульсации обеспечивает конденсатор, а при малых Rн малые пульсации обеспечивает дроссель. Достоинство фильтра – среднее значение напряжения нагрузки не зависит от Rн.

11. Пятиступенчатый умножитель напряжения: схема, работа.

Умножитель напряжения – умножающий выпрямитель, составленный из нескольких звеньев диод-конденсатор и преобразующий переменное входное напряжение с амплитудой Uм в постоянное напряжение, значение которого многократно превышает эту амплитуду. Умножители используют для получения на высокоомной нагрузке значительных уровней напряжения (от сотен вольт до десятков киловольт). Такие напряжения используют для питания ускоряющих электродов в ЭЛТ, газоразрядных счётчиках Гейгера-Мюллера и т.п.

Рассмотрим работу пятиступенчатого умножителя в установившемся режиме без нагрузки.

В положительный полупериод входного напряжения, когда Uвх больше напряжения в точке А на величину напряжения отпирания диода Uотп., диод VD1 открывается и конденсатор С1 заряжаться входным напряжением до величины, примерно равной его амплитудному значению. Когда Uвх уменьшается настолько, что диод VD1 закрывается, конденсатор С1 продолжает хранить накопленный заряд. В следующем (отрицательном) полупериоде Uвх, когда диод VD1 продолжает оставаться смещённым в обратном направлении, происходит открывание диода VD2 в тот момент, когда сумма напряжений Uвх и U_C1 оказывается больше напряжения U_C2 на величину напряжения отпирания диода VD2 (на схеме замещения э.д.с. источника Uвх+U_C1 направлена навстречу э.д.с. источника U_C2). При этом конденсатор С1 разряжается по цепи, состоящей из диода VD2,  конденсатора С2 и внутреннего сопротивления источника напряжения Uвх, а конденсатор С2 заряжается по той же цепи. Напряжение на  конденсаторе С2 будет определяться суммой напряжений на конденсаторе С1 и амплитудного значения Uм напряжения Uвх, что составит величину примерно 2Uм, если не учитывать падения напряжения на открытом диоде.

В положительный  полупериод  следующего  периода  входного напряжения конденсатор С1 вновь подзаряжается примерно до напряжения Uм. В то же время, когда сумма напряжения Uвх и U_C2 превысит сумму напряжений U_С3 и U_С1 на величину напряжения отпирания диода VD3, этот диод откроется и конденсатор С3 будет заряжаться по цепи, состоящей из диода VD3, конденсаторов С1, С2 и внутреннего сопротивления источника напряжения Uвх. Одновременно с этим будет происходить разрядка конденсатора С2 по той же цепи. Напряжение на конденсаторе С3 определяется разностью потенциалов между точками А и С: поскольку в точке А напряжение будет составлять величину U_A=U_C1»Uм, а в точке С в момент действия на входе умножителя положительной амплитуды Uвх напряжение составит U_C=Uм+U_C2–Uотп.»3Uм, то U_С3»2Uм.