Способ управления многоячейковой системой электропитания

Патент 983969

Авторы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Союз Советских

Сом1налнстнмвскнх

Республик

ОП ЫСАНИЕ

ЫЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<щ983969 (В I ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 21 .0 1. 81(21) 3237396/24-0 7 с присоединением заявки,% (23) Приоритет

Опубликовано 23.12.82.Бюллетень № 47 (51) М. Кл.

Н 02 Р 13/16

G 05F 164

3ЪоудоротинкыН комитет

СССР ио делам изооретенкв н открытий (53) УДК 621.316.

° 722. 1 (088.8) Дата опубликования описания 03.01.83 (72) Авторы изобретения

Т. Н. Новикова и А. А. Новиков

1 .:.

Смоленский филиал Московского ордена энергетического института (7l ) Заявитель (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ИНОГОЯЧЕЙКОВОЙ

СИСТЕМОЙ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ

Изобретение относится к преобразовательнои технике и может быть использовано при создании устройств электропитания, выходное напряжение и выходной ток которых стабилизируется на уровнях, изменяющихся в широких пределах, в частности при создании установок для электрофореза.

Известен способ управления многоячейковой системой электропитания, ячейки которой соединены последовательно по выходу, заключающийся в том, что преобразуют разность между мгновенным значением выходного параметра многоячейковой системы электропитания и установкой этого параметра в управляющий сигнал отрицательной обратной связи и последовательно с гарантированной spewsной задержкой подключают или отключают силовые ячейки в зависимости от величины управляющего сигнала(l jНедостаток способа состоит в нидкой динамической точности, так как на личие гарантированных задержек мо,жет привести к значительным перерегулированиям выходного параметра (напряжения или тока) системы электро" питания.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ управления многоячейковой щ системой электропитания. содержащей (М+й) ячеек, при котором измеряют значения первого и второго параметров многоячейковой системы электропитания, сравнивают значения этих параметров с соответствующими предельными значениями первого Я мокс второ,го Адмякспараметров одной ячейки и включают необходимое число Кх ячеек, при этом первым выходным параметром каждой ячейки управляют с по( мощью сигнала отрицательной обратной связи, полученного в результате сравнения первого выходного параметра многоячейковой системы электропита983969

45 ния с сигналом уставки этого парамет ра А,Е22, Недостаток известного способа состоит в том, что сигнал на подключеwe и отключение ячеек формируется в течение переходного процесса, например выхода на установившийся режим или скачкообразного изменения нагрузки, Это приводит к низко" динами ческой точности системы электропита- 10 ния, т.е. к ухудшению качества энергии на выходе многоячейковой системы электропитания в переходных режимах, Целью изобретения является улучше- 15 ние качества энергии на выходе многоячейковой системы электропитания путем увеличения динамической точности стабилизации первого или второго выходных параметров системы. щ

Эта цель достигается тем, что согласно способу управления многоячейковой системой электропитания, содержащей (М+й) ячеек, при котором измеряют значения первого и второго 25 параметров многоячейковой системы электропитания, сравнивают значения этих параметров с соответствующими предельными значениями первого А1мс1кс и второго А я „ параметров одной ячей- 3у ки и включают необходимое число

Kxj ячеек, при этом первым выходным параметром каждой ячейки управляют с помощью сигнала отрицательной обратной связи, полученного в резуль-. 35 тате сравнения первого выходного параметра многоячейковой системы электропитания с сигналом уставки этого параметра А, „, указанную операцию измерения проводят по отношению к мгновенным значениям первого а„ и второго а выходных параметров системы, а указанное необходимое число K j ячеек определяют из условий

Aiscт И "

<Кс +1, " макс 4 макс

1уст g . 1 JcT я

Л а

< 4 (41.

1 12 имкс a

{число параллельных ячеек);

О ц кс -сигнал, соответствующий максимальному напряжению на выходе одной ячейки

Змакс сигнал, соответствующий максимал ьному току одной ячейки;

Ч сигнал уст авки выход г ного напряжения многоячейковой системы электропитания;

U вЂ” мгновенное значение напряжения на выходе системы; мгновенное значение тока на выходе системы;

U вЂ” сигнал отрицательной обратной связи, регулирующий напряжение на выходе каждой ячейки. у ° ° ° jр,° е,pl

Многоячейковая система электропитания состоит из матрицы (M+N) преобразовательных ячеек 1, выходы которых, соединенные последовательно и параллельно, образуют выход системы электропитания, подключенный к нагрузке 2.

8еличиной напряжения на выходе каждой ячейки, а также количеством последовалельно включенных ячеек; при стабилизации выходного тока многоячейковой системы электропитания в качестве первого выходного параметра используют выходной ток, а в качестве второго выходного параметра - выходное напряжение многоячейковой системы электропитания, при этом К - число параллельно, а 1 - число последовательно включенных ячеек, На чертеже представлена блок-схема многоячейковой системы электропитания, работающей е режиме стабилизации выходного напряжения; где 1.1-1.М-И - ячейки многоячейковой . системы электропитания;

"ус "ус.

<К(.1. 4.

0м ц с Омакс

5 9839 тельно и параллельно включенных ячеек 1 управляет блок 3 управления.

На вход блока управления поступают сигналы уставки выходного напряжения T многоячейковой системы 5 ! электро итания,а также сигналы, соответствующие предельным значениям выходного напряжения Ц„„ и токаЗМсж ячейки.

При стабилизации выходного напряжения многоячейковой системы электропитания мгновенное значение этого напряжения U в блоке 3 управления сравнивается с сигналом уставки U y и усредненная .усиленная разность в виде управляющего сигнала отрицательной обратной связи Бдс воздействует на выходное напряжение всех ячеек, что реализует принцип управления по отклонению выходного параметра от заданного значения. Для улучшения динамической точности системы электропитания необходимо, чтобы количест.во включенных параллельно j и после" 5 довательно К ячеек было минимально необходимым для обеспечения заданного режима нагрузки, так как при этом отпадает необходимость дополнитель.- . ных коммутаций в течение переходного процесса, что уменьшает длительнбсть последнего, а.также перерегулирование. Так как максимальное значение выходного напряжения ячейки

U,„,,а установленное значение вы- 35 .ходного напряжения многоячейковой системы электропитания U„ минимальное количество последовательно соединенных ячеек, обеспечивающих за" данный режим работы, определяется ближайшим целым числом, полученным из соотношения

Так как мгновенное.значение выходных параметров многоячейковой чистоты электропитания 0 и i то при активной и сравнительно медленно 50 изменяющейся нагрузке установившееся значение выходного тока равно

69 6 ных ячеек определялось из выражения уст . уст й(х вЂ”,-4-Ф1

-1 Ма Кс 1 Ма Кс И

Управляющее устройство вычисляет значения К и j и включает соответст вующее количество K j ячеек системы электропитания.

При стабилизации выходного тока процессы происходят аналоГично. Параметрами а1, + „с,И, К являются мгновенное значение выходного тока многоячейковой системы электропитания, предельное значение выходного тока ячейки, общее количество параллельно соединенных ячеек и количество включенных из них соответственно.

В качестве паРаметРов с1,42м кс,Й,К используют мгновенное значение вы- ходного напряжения многоячейковой системы электропитания, максимальное значение выходного напряжения ячейки, количество последовательно соединенных ячеек е системе, количество включенных из них, соответственно.

Управляющее устройство может быть вйполнено либо в виде регистра сдвига и блока компараторов, либо в виде микропроцессорного блока.

Так как количество параллельно включаемых ячеек при стабилизации выходного напряжения (и последователь- но включаемых при стабилизации выход- ного тока) устанавливается уже в самом начале переходных процессов выхода на установившийся режим или скачкообразного изменения нагрузки, то при предлагаемом способе управления исключается перерегулирование, связанное с коммутацией избыточных ячеек, что обуславливает увеличение динамической точности стабилизации заданного выходного параметра, т.е. улучшения качества выходной энергии многоячейковой системы электропитания.

Использование укаэанного способа управления в блоке питания электроФоретической установки позволяет улучшить качество разделения биологических веществ.

1 уст мс1кс

° 4j(U3 114ак с

Для обеспечения его необходимо, чтобы количество параллельно включенФормула изобретения

1. Способ управления многоячейковой системой электропитания, содер7 983969 8 жащей (И+И) ячеек, при котором измеряют значения первого и второго параметров многоячейковой системы электропитания, сравнивают значения этих параметров с соответствующими предельными значениями первого

%мак,м второго Аймака "ар дов одной ячейки, и включают необходимое число Кхj ячеек, при этом первым выходным параметром каждой . to ячейки управляют с помощью сигнала отрицательной обратной связи, полученного в результате сравнения первого выходного, параметра многоячейковой системы электропитания с ts сигналом уставки этого параметра

А с„, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества энергии на выходе многоячейковой системы электропитания путем увеличения щ динамической точности стабилизации первого или Эторого выходного пвраметра системы, указанную операцию измерения проводят по отношению к мгновенным значениям первого а 1 г5 и второго а выходных параметров системы, а указанное необходимое число

Кх) ячеек определяют из условий 1 1 ст 1жт

+ 1 t 30

41макс < макс с1 д, 1 фут я

<1(+ 1. м1 с2макс +1 Ямм"с

2. Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что при стабилизации выходного напряжения многоячейковой системы электропитания в качестве первого выходного параметра используют выходное напряжение, а в качестве второго выходного параметравыходной ток многоячейковой системы электропитания, при.этом К - число последовательно, а j - число параллельно включенных ячеек.

3, Способ по и. 1, о т л и ч аю шийся тем, что при стабилизации выходного тока многоячейковой системы электропитания в качестве первого выходного параметра используют выходной ток, а в качестве второго выходного параметра - выходное напряжение ьногоячейковой системы электропитания, при этом К - число параллельно, а j - число последовательно включенных ячеек, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Дуплин Н. И., Нусолин. А. К. и др. Резервированный вольтодобавочный стабилизатор с амплитудным регулированием выходного напряжения. нЭлектронная техника в автоматике", Под ред. Ю. И. Конева, N., "Советское радио", 1980, вып. 11, с. 140-144, рис. 1, 2. Дуплин Н, И., Миловзоров В. П. и др. Широкодиапазонный стабилизатор постоянного н апряжени я повышенной надежности. "Электронная техника в автоматике", Под ред. Ю. И. Конева, M., "Советское радио",,:1976, вып.8, с. 108-114, рис. 1.

983969

Сост ави тел ь 8 . .Цише вский

Техред E. аритонцик Корректор С. Шекмар

Редактор. Н.Егорова

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

Заказ 9952/72 Тираж 721 Подпи сное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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