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) R_ц.б = R_пр + R_п + R_ш1 + R _ш2 + R_б, где R_пр- сопротивление элементов защиты; R_п - сопротивление элементов коммутации; R_ш1 и R _ш2 - сопротивление соединительных шин; R_б - 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 R_цб = R_б. 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 R_ц.б = R_ш1 + R _ш2 + R_б. 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.