Автономная система электропитания

Автономная система электропитания

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советсинх

Социалистических республни

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< >855859 (6I ) Дополнительное к авт. свид-ву— (22)Зайвлено 19.12.79 (21) 2854531/24-07 с присоединением заявки М (51}М. Кл.

Н 02 J 7/34

3Ьеудератееивы11 камнтет

СССР вв явлен иеебретеккк и открытий. (23) Приоритет

\

Опубликовано 15.08.81. Бюллетень J430 (53) УДК621.316. .722.1(088.8) Дата опубликования описания 25. 08. 81 (72) Авторы изобретения

Н.И.Дуплин, С.И.Орлов и А.К.Тищенк (71) Заявитель (54) АВТОНОМНАЯ СИСТЕМА ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и может быть использовано при разработке систем электропитания подвижных объектов.

Известны автономные системы электропитания постоянного напряжения, состоящие из первичного источника ограниченной мощности и буферного аккумулятора, связанного с нагрузкой через выходные полуобмотки инвертора, реверсивный диодно-транзисторный выпрямитель и сглаживающий фильтр (1) и (2).

Недостатком таких систем является невысокая эффективность использования первичного источника и возможность перезаряда аккумулятора и выход его из строя.

Известны также автономные системы электропитания состоящие иэ буферного аккумулятора, основного стабилизатора напряжения, включаюшаго в себя инвертор, с выходным

2 трансформатором, транзисторно-диодный выпрямитель, канал управления и фильтр, первичный источник и дополнительный стабилизатор напряжения.

В этих системах для повышения эффективности использования первичного источника и для исключения перезаряда аккумулятора последовательно с первичным источником поставлен дополнительный стабилизатор напряжения (3 1.

19

Однако у таких систем сравнительно большие массогабариты.

Цель изобретения — снижение массы и габаритов автономной системы. электропитания, а также обеспечение ста15 бипизации зарядного тока аккумулятора.

Указанная цель достигается тем, что в автономной системе электропитания, состоящей из буферного аккумулятора, подключенного к нагрузке через основной стабилизатор напряжения, включающий в себя инвертор с выходным трансформатором, транэисторПИТЯНИЯ, Автономная систем- электрспитания состоит -:ç буферного аккумулятора 1, инвертора 2, управляемого тр=-.нзисторнО-диОднОГО Выпрямителя "-, канала управления, содержащего фаэасдзигаюЩий блoic ч, ь 1 Г-фильтра 5, нЯГрузки

6, первичного источника 7 ограни ченной мОщности, двух диОднО-.трянзис-. торных цепочек 8 и 9, двух компараторав 10 и 11 двух усилителей 12 и

l3 мощности, дзух генераторов 14 и

15 опорных пилообразных напряженнн датчика 16 зарядного тока и 0L""ôèëüтра 17, Аккумулятор 1. Б цепи которого имеется датчик 16 така, подключен через драссель фильтра 17 к средним

TОчкЯм и epвичных и Б таричньз ОбмО ТОК инвертора 2. Крайние выводы выходных полуобмотак через транзистсрнадиодньз1 выпрямитель 3 и сглаживающий фильтр 5 падкгвочены к нагрузке

6. Базовые выводы транзисторов Вы50 с

«« но-диодный выпрямитель, канал управления и сглаживающий фильтр., и первичный Источник oI раииченной мощности, соединенньй с нагрузкой через дополнительнь:й стабилизатор напряже--. ния, дополнительный стабилизатор

Выполнен Б виде двух диодно-транзисторных цепочек, причем свободные зыВОды диОдОБ подключены к перзичнОму источнику B cB060pHbIe Выводы трян зисторов — к крайним точкам выходньг: полуобмоток трансформатора инзертора, кроме того каждый из транзисто= ров цепочек коллекторным и эмиттерным Выводами параллельно соединен с

СООТВЕТСTBУИИЗЛМ ДИОДОМ BbIIIPЯМИТЕ ля, а базовым — " каналом управления ocHoBHOI o стааилизятаряо

1 анд управления содержит Дза ко;, паратора, coepHHeHHbIe wepes усилите.";.-.:. о мОЩКОсти с бЯЗОБыми ВыВОДЯми транэис»торов выпрямителя и транзисторов дополлнительного стабилизатора соответственно, причем одни входы компараторов связаны соответственно с выхо- 2 дом системы и Выходом вновь введенного датчика тока заряда, а другие вхо=ды соединены с соответствующими генераторами пилообразных опорных напряжений, ЗО

Б цепь аккумулятора введен дополнительный сглаживающий драссель и обРЯТHb% ДИОДв

На чертеже показана принципиальная схема автономной системы электро59 прямит еля 3 сОединены с кянялОbI p÷:ряз ления. Лервичный источник 7 через две диОднО транзисторные цепочки

8„-9 и 8 -9 подслюч н к крайним вйводам Бьгходных полуобмотак инзер— торя 2, причем общая точка диодов и 8, соединена с первичным источником 7, а транзисторы 9 и 9, Включены параллельна диодам Быпря мигеля 3, Баэавы еывадь.. :Тзанзисто-" роз 9 подключень: к выходам канала правления, Выходы компяр тарав

10 и 11 через усыл-:<тели 12 и 13 мощ-Насти ПОДКЛЮЧе ;. СО " eTCTàЕННО К баэовьж выводам тванэистозав Быпзямителя 3 н транзистopo» 9..-.,о-»пара.тОр 1 0 па вход,у сзяэян с БыхОдам системы и генерс .Topoè 1 - ОпорнОГО

ПнлаобРЯЭНОГО Нс.ПРЯЖЕНИЯ,, а КампаygTop ., — c Вьходом датчика 16 тока и генератоаом,5 опозного пиЛОООРЯЗНОГО НЯП =:ЕНИЯ .

Автономная система электропитания работает следующим образом, 11р|л большой мощности нагрузки (когда мощность нагрузки Р@ больше мощности источника 7 — Р )происходит разряд аккумулятора 1. Ток нагрузки складывается иэ двух состазляющих— тока источника 7, протекающего поочередно по диодам 8 и транзисторам выпрямителя 3, и тока разряда аккумулятора 1.. Поочередно протекающего по ветвям выпрямителя 3. Стабилизация напряжения на нагрузке 6 обеспечивается за счет фазового управления рЯбОтОЙ выпрямителя 3 н траH зистороз 9 IIO OTHOIIIe e II pa60Tе аерТоре 2., Т1«янзистарь р связанные с ОднОН полуобмоткой трансформатора, переключаются синхронно" и синфазнсс а транзисторы, свяэаньые с другой полуобмоткoA — противофазно по отношению к первым, Есхпл первичный источник 7 теряет работоспособность

Бся мощность нагрузки потребляется иэ аккумулятора при сохранении логики работы устройства

При уменьшении мощности нагрузки уменьшается автоматически ток ряэРЯсда сЗКК Ч УЛЯТОРЯ .ВПЛОТЬ ДО НУЛЕ наго зняченияр когдя Бся мощность

Рб потребляется только от первичного источника 7, Дальнейшее уменьшение мощности,нагрузки сопровождается возрастанием зарядного тока аккумулятора 1 при сохранении напряжения Up неизменным по Величине, 855859!

45

Рассматриваемая система питания сохраняет работо пособность при полном заряде аккумулятора 1 или при его отключении. Так, при отключении аккумулятора 1 напряжение на нагруз5 ке 6 увеличивается за счет роста напряжения на выходе первичного источника 7. Однако рост напряжения

0б ограничивается вступлением в работу дополнительного канала управления по отклонению выходного напряжения. Этот канал, включающий в себя компаратор 10, усилитель 12 мощности и генератор 14 опорного пилообразного напряжения, обеспечивает поочередно подачу на базы транзисторов выпрямителя 3 запирающих ШИ1-импульсов. При этом упомянутые транзисторы и фильтр 5 образуют однотактный конвертор, обеспечивакнций стабилизацию U< за счет широтноимпульсной модуляции напряжения первичного источника 7.

Стабилизация зарядного тока в системе происходит следующим образом. 2g

Если зарядный ток становится больше, чем того требует опорное напряжение, снимаемое с генератора 15 компаратор 11 через усилитель 13 мощности обеспечивает поочередную подачу на базы транзисторов 9 запирающих

ШИМ-импульсов, При этом транзисторы

9 и фильтр 17 образуют однотактный конвертор, стабилизирующий ток нагрузки. Фильтра 17 может и не быть, однако в таком случае снижается эффективность использования первичного источника 7. Если аккумулятор 1 полностью заряжен, то ток заряда может быть сделан равным нулю за счет 4П полного закрытия транзисторов 9.

Система согласно изобретению при том же числе силовых элементов сохраняет работоспособность при полностью заряженном аккумуляторе или при его отключении, при этом она характеризуется меньшими массой и габаритами.

Кроме того, предложенная система сохраняет работоспособность как при

U<>U<, так и при U< U+.

Таким образом, предложенная система по сравнению с известной характеризуется меньшими массой и габаритами, позволяет стабилизировать зарядный ток стабилизатора, что делает ее более предпочтительной для применения.

Ь

Формула изобретения

1. Автономная система электропитания, состоящая из буферного аккумулятора, подключенного к нагрузке через основной стабилизатор напряжения, вклочающий в себя инвертор с выходиым трансформатором, транзисторно-диодный выпрямитель, канал управления и сглаживающий фильтр, и первичный источник ограниченной мощности, соединенный с нагрузкой через дополнительный стабилизатор напряжения, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью уменьшения массы и габаритов системы, дополнительный стабилизатор выполнен в виде двух диодно-транзисторных цепочек, причем свободные выводы диодов подключены к первичному источнику, а свободные выводы транзисторов к крайним точкам выходных полуобмоток трансформатора инвертора, кроме того каждый из транзисторов цепочек коллекторным и эмиттерным выводами параллельно соединен с соответствующим диодом выпрямителя, а базовым— с каналом управления основного стабилизатора.

2. Система по и. 1, о т л и ч а— ю щ а я с я тем, что, с целью исключения перезаряда аккумулятора и стабилизации зарядного тока, канал управления содержит два компаратора, соединенные через усилители мощности с базовыми выводами транзисторов выпрямителя и транзисторов дополнительного стабилизатора соответственно, причем одни входы компараторов связаны соответственно с выходом системы и выходом вновь введенного датчика тока заряда, а другие входы компараторов соединены с соответствующими генераторами опорных пилообразных напряжений.

3. Система по и. 2, о т л и— ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повьнпения эффективности использования энергии первичного источника питания, в цепь аккумулятора введен дополнительный сглаживающий дроссель и обратный диод.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 347751, кл. G 05 F 5/00, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

У 340022,.кл. Н 02 J 7/32, 1968.

3. Авторское свидетельство СССР

У 491183, кл. Н 02 J 7/34, 1975.

855859

Составитель И.Найдина

Редактор Т.ПарФенова ТекредА.Бабинец . Корректор В.Синицкая

Заказ 6957 79 Тирах 675 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ухгород, ул. Проектная, 4