Устройство для питания нагрузки

Устройство для питания нагрузки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПИТАНИЯ НА-; ГРУЗКИ, содержащее батарею, состоящую из N аккумуляторов, и параллельно к ней подключенный преобразователь, имеющий управляемый ключевой . элемент, выходной трансформатор и Ь выравнивающих ячеек, о т л и чающееся тем, что , ,с целью повышения надежности и снижения массогабаритных показателей, каждая из ячеек содержит одну выходную Обмотку упомянутого трансформатора, подключенную через выпрямитель к соответствующему аккумулятору в батарее, а преобразователь выполнен в виде управляемого преобразователя постоянного тока, управляющий вход которого соединен с выходом блока контроля режима работы, установленного в цепи батареи.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

g(5)) Н 02 J 7/34

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ т

1 Г 1

ЯЩДц0 ( (21) 3333637/24-07 (22) 04.09.81 (46) 15.07.83. Бюл. Р 26 (72) В.В. Андреев,. В.Е. Никифоров и В.Д. Привалов (71) Куйбышевский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт им. В.В. Куйбыаева

:(53) 621,.355.1(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

М 748665, кл. Н 02 J 7/34, 1978.

2, Авторское свидетельство СССР

Р 653701, кл. Н 02 J 7/00, 1977. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПИТАНИЯ НА=:

ГРУЗКИ, содержащее батарею, состоящую из Й аккумуляторов, и параллель„,su„„ А но к ней подключенный преобразователь, имеющий управляемый ключевой элемент, выходной трансформатор и М выравнивающих ячеек, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,,с целью повышения надежности и снижения массогабаритных показателей, каждая из ячеек содержит одну выходную с бмотку упомянутого трансформатора, .подключенную через выпрямитель к соответствующему аккумулятору в батарее, а преобразователь выполнен в виде управляемого преобразователя постоянного тбка, управляющий вход которого соединен с выходом блока контроля режима работы, установленного в цепи батареи.

1029327

Изобретение относится к электротехьике> а именно> к автономным системам электропитания постоянного тока, содержацим химические исто4ники тока.

Известно устройство для пита- . ния нагрузки постоянным током, в котором нагрузка. находится под суммарным напряжением последовательно соединенных секций аккумуляторов, которые поочередно пблучают энергию заряда от источника постоянного тока через ключевые ячейки, число которых равно числу секций 11 .

Однако1 данное устройство имеет ряд недостатков, понижающих надежность его работы. Это сложность и громоздкость из-за наличия большого числа ключевых ячеек, каждая иэ которых сама по себе достаточно сложна. Поочередный заряд аккумуляторов допускает воэможность рабогы отдельных аккумуляторов в различ-. ных режимах, при этом также увеличивается время заряда батареи. Кроме того, существует возможность недопустимо глубокого разряда аккумуляторов.

Наиболее близким к предлагаемому является блок питания, содержащий батарею, состоящую иэ последовательно соединенных аккумуляторов, и инвертор, имеющий управляемые ключи, выходной трансформатор и hl выравнивающих ячеек, каждая иэ кОторых содержит два транзистора, два резистора и две обмотки, имеющие Отвод от средней точки 2 ).

Недостатками этого устройства являются сравнительно невысокая .надежность работы, а также ухудшенные массогабаритные показатели вследствие использования сложной многоэлементной схемы, включающей в себя два звена преобразования, каждое иэ которых, в свою очередь, имеет сложное схемотехническое исполнение.

Цель изобретения — повышение надежности и снижение массогабаритных показателей устройства.

Укаэанная цель достигается тем, что в устройстве для питания нагруз- ки, содержащем батарею, состоящую> иэ и аккумуляторов и параллельно к ней подкЛюченный преобразователь, имеющий управляемый ключевой элемент, выходной трансформатор и Я выравнивающих ячеек, каждая из ячеек со держит. одну выходную обмотку трансформатора, подключенную через выпря-. митель к соответствующему аккумулятору в батарее, а преобразователь выполнен в виде управляемого преоб> раэователя постоянного тока, управляюций вход которого соединен с вы.,ходом блока контроля режима работы, установленного в цепи батареи.

65

U U.

Зсмк мокс М > ъор мокс дои > до минимального, соответствующего максимально глубокому разряду

U . = U

ЧС И АКкраъм АОи

На чертеже представлена схема устройства для питания нагрузки.

Устройство для питания нагрузки содержит первичный источник 1 питания ограниченной мощности, соединенный с буферной аккумуляторной батареей 2, состоящей иэ Ц аккумуляторов 3.1,...3й и управляемый блоком 4 контроля режима работы силовой регулирующий блок 5, вклю10 чающий в себя импульсный преобразователь б постоянного тока, выходные обмотки 7.1,...7М которого через выпрямители 8.1>...,8Й подключЕны к соответствующим аккумуляторам

>5 3.1,...,38, ключ 9, раэвяэываюцие диоды 10 и 11, нагрузку 12.

Устройство работает следующим образом.

Величина постоянного напряжения на выходных обмотках 7.1...i,7NI управляемого преобразователя б постоянного тока регулируется в диапазоне от Омо до 0мщН с помощью управляюцего сигнала, поступающего на его вход с блока 4 контроля режима работы. Режим работы блока 4 контроля и состав входящих в него блоков зависят как от типа применяемого химического источника тока и накладываЗ0 емых ограничений на его работу, так и от алгоритма работы всего устройства для питания нагрузки. Рассмотрим один из возможных вариантов

1работы.

35 Блок 4 контроля включает в себя, в частности звено обратной связи по напряжению импульсного преобразова-, теля б постоянного тока. Контроль напряжений .осуществляется на каждом

40 из элементов и на батарее в целом.

Уровень уставки меняется в соответствии с режимом работы аккумуляторов в процессе циклированыя. Это осуцествляегся путем выделения максимального иэ напряжений на акку45 муляторах и формирования на выходе блока 4 сигнала управления импульсным преобразователем б, пропорционального напряжению уставки. В этом случае остальные аккумуляторы доза50 ряжаются до этого же уровня и напряжения на аккумуляторах выравниваются. При этом в процессе циклирования уровень уставки по напряжению автоматически меняется (в соответствии

55 с изменением напряжения на аккумуляторах) от максимального значения, соответствующего полностью заряженному состоянию аккумуляторов.1029327

Составитель И. Найдина

Редактор И. Касарда Техред М. Гергаль Корректор-А . ФеРенц

Заказ 4995/54 Тираж 617 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заряд батареи 2 происходит от первичного источника 1 через ключ

9. Величина уставки напряжения блока 4 контроля равна наибольшему из напряжений на аккумуляторах. Если напряжения на всех аккумуляторах

5 равны, т. е.

0 U 0: U = U: м Ак Ак „дк рд и > то импульсный преобразователь 6 10 не участвует в заряде аккумуляторов.

Но как только на каком-либо К-том аккумуляторе напряжение становится ниже, данный К-тый аккумулятор начинает дозаряжаться до уровня напря- 15 жения уставки.

При достижении напряжения уставки максимального уровня

U. 0

Жтмок 4Кк Зар ма с 20 (т.е. К-тый аккумулятор (К = l,é) полностью зарядился) ключ 9 размыI кается и импульсный преобразователь.

6 переходит в режим подзаряда батареи.

В режиме разряда .батареи 2 на нагрузку 12 уставка по напряжению преобразователя 6, устанавливаемая блоком 4 контроля, равна наибольше- му напряжению на аккумуляторах.

Если .напряжение на каком-либс аккумуляторе становится .ниже напряжения уставки, данный аккумулятор подзаряжается до уровня напряжения уставки.

Таким образом, происходит выравнивание напряжений на отдельных аккумуляторах, что способствует IIoвышению разрядной емкости батареи, а следовательно, увеличению срока активного функционирования устройства для питания нагрузки. При зтем предлагаемое устройство отли чается более высокой надежностью и обладает лучшими массогабаритными показателями.