Сглаживающие фильтры с аккумуляторной батареей
Аккумуляторная батарея, применяемая в буферных электропитающих установках, используется как резервный источник тока. Одновременно совместно с элементами фильтра она обеспечивает сглаживание выпрямленного тока. Переменная и постоянная составляющие выпрямленного тока проходят по двумя путям - через батарею и через нагрузку (рисунок 4.3).
Каждая из этих цепей имеет различное сопротивление для переменного и постоянного токов. Постоянная составляющая выпрямленного тока в основном протекает через нагрузку и только небольшая часть (в режиме непрерывного подзаряда) ответвляется через батарею. Это происходит потому, что батарея аккумуляторов включена таким образом, что ее э. д. с. направлена навстречу э. д. с. выпрямителя и препятствует прохождению постоянного тока. Переменная составляющая выпрямленного тока ответвляется через аккумуляторную батарею и только незначительная часть - через нагрузку.
Для эффективного сглаживания пульсации при буферной системе электропитания необходимо, чтобы сопротивление цепи батареи для переменной составляющей выпрямленного тока было гораздо меньше, чем сопротивление нагрузки. Сопротивление существенно зависит от способа подключения аккумуляторной батареи. Существует несколько способов подключения батареи.
В двухпроводной схеме подключения аккумуляторной батареи(рисунок 4.4, а) сопротивление цепи батареи (между точками а и б) Rц.б = Rпр + Rп + Rш1 + Rш2 + Rб, где Rпр- сопротивление элементов защиты; Rп - сопротивление элементов коммутации; Rш1 и Rш2 - сопротивление соединительных шин; Rб - сопротивление аккумуляторной батареи.
В некоторых случаях, особенно для электропитающих установок, рассчитанных на низкие напряжения и большие токи, может оказаться, что сумма сопротивлений, включенных в цепь батареи, значительно превосходит ее собственное сопротивление, что резко снижает фильтрующее свойство батареи.
а – двухпроводная; б – четырехпроходная; в- упрощенная двухпроводная
В четырехпроводной схеме подключения аккумуляторной батареи(рисунок 4.4, б) все дополнительные элементы исключены из цепи батареи и перенесены в главную цепь питания. Сопротивление цепи батареи для этой схемы Rцб = Rб. Схема обеспечивает эффективное сглаживание, но мало экономична, так как в аккумуляторную необходимо проложить две пары шин.
В упрощенной двухпроводной схеме подключения аккумуляторной батареи(рисунок 4.4, в)часть элементов, повышающих сопротивление цепи батареи, перенесена в главную цепь питания. Сопротивление цепи батареи для этой схемы Rц.б = Rш1 + Rш2 + Rб. Если в этой схеме шины выбрать с такой площадью поперечного сечения, что сопротивление их не будет превышать 10% от сопротивления батареи, то схема по своим качествам будет мало отличаться от четырехпроводной. Схема имеет широкое распространение.