Зарядный статический преобразователь

 

ЗАРЯДНЫЙ СТАТИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий задающий и ведомый генераторы, Каждый из которых подключен к усилителю мощности с выходными трансформаторамн и мощным управляемым двухполупериодным вьшрямителем, включенным последовательно с источником питания и подключенным к включенным последовательно согласно вторичным полуобмоткам выходчых трансформаторов, при этом выход управляемого вьтрямителя через иекоммутируемый транзисторный ключ с узлом управления подключен к выводу аккумуляторной батарен, о т личающийся тем, что, с целью повышения КПД за счет уменьшения мощности управления , узел управления ключа выполнен в виде маломощного двухполупериодного управлаемого выпрямителя, подключенного к включенным последовательно согласно дополнительным обмоткам трансформаторов усилителей мощности, средняя точка которых подключена с к выводу мощного выпрямителя, а выход через ограничительный резистор - к базе тран (Л зистора некоммутнруемого ключа.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ4СТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

0% ОИ

325@ Н 02 М 3/335 д

\

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ "::

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПЪЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2 }) 3452176/24-07 (22) 16.06.82 (46) 07.20.83. Бюл. N4 37 (72) Ю. П. Венедиктов, Н. Б. Гоман, Ш. Н. Исляев, В. В. Коротких, В. Н. Саймуков и Г. Д. Эвенов (53) 621.317.58 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 342271, кл. H 02 М 7/537, 1969.

2. Повышение эффективности устройств преобразовательной техники. Сб., ч. 4, Киев, "Наукова думка", с. 384, 1973. (54) (57) ЗАРЯДНЫЙ СТАТИЧЕСКИЙ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий задающий и ведомый генераторы, каждый из которых подключен к усилителю мощности с выходными трансформаторами и мощным управляемым двухполупериодным выпрямителем, включенным последовательно с источником питания и подключенным к включенным последовательно согласно вторичным полуобмоткам выход чых трансформаторов, при этом выход управляемого выпрямителя через некоммутируемый -paHзисторный ключ с узлом управления подключен к выводу аккумуляторной батареи, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения КПД за счет уменьшения мощности управления, узел управления ключа выполнен в виде маломощного двухполупериодного управлаемого выпрямителя, подключенного к включенным последовательно согласно дополнительным обмоткам трансформаторов усилителей мощности, средняя точка которых подключена к выводу мощного выпрямителя, а выход через ограничительный резистор — к базе транзистора некоммутируемого ключа.

1046871

Изобретение относится к устройствам для преобразования и распределения электрической энергии, в частности к зарядным устройствам аккумуляторных батарей.

Важным параметром зарядных устройств, 5 работающих в автономных системах электропитания с первичным источником электроэнергии ограниченной мощности, является их КПД, так как он определяет вес, габариты и стоимость всей системы, Известен транзисторный преобразователь напряжения, который содержит задающий генератор, усилитель мощности, трансформатор тока, Для повышения КПД вторичная обмотка трансформатора тока включена последовательно с первичной обмоткой выходного трансформатора задающего генератора, В укаэанном преобразо-, вателе для обеспечения зависимости мощности управления от тока нагрузки применен токовый трансформатор (I): 20

Однако применение токового трансформатора усложняет схему и не обеспечивает работоспособности при наличии индуктивных токов, характерных для аккумуляторных батарей.

Наиболее близким по технической сущности 25 к предлагаемому является зарядный статический преобразователь, содержащий задающий и ведомый генераторы, подключенные к усилителям мощности с выходным трансформатором и мощным управляемым выпрямителем, включенным последовательно с источником питания и подключенным через некоммутируемый транзисторный ключ с узлом управления к выводу аккумуляторной батареи (2) .

Недостатком известного преобразователя является то, что сигнал управления некомму.

1 тируемым транзисторным ключем не пропорционален току нагрузки (заряда) преобразователя. Необходимая мощность управления ключем . выбирается из расчета максимальной величины тока, при этом не учитывается широтно-импульс40 ный характер регулирования. Величина мощности управления всегда постоянная и не зависит от величины зарядного тока, что является причиной повышенного потребления схемы управления ключем и.в целом преобразователя.

Цель изобретения — повышение КПД за счет уменьшения мощности управления некоммутируемого ключа.

Поставленная цель достигается тем, что в заряд50 ном статическом преобразователе, содержащем задающий и ведомый генераторы, каждый из которых подключен к усилителю мощности с входными трансформаторами и мощным управлаемым двухлолупериодным выпрямителем, включенным последовательно с источником питания и подключенным к включенным последовательно согласно вторичным полуобмоткам выходного трансформатора, при этом выход управляемого выпрямителя через некоммутируемый транзисторный ключ с узлом управления подключей к выводу аккумуляторной батареи, указанный узел управления ключа выполнен в виде маломощного двухполупериодного управляемого выпрямителя, подключенного к включенным последовательно согласно дополнительным обмоткам трансформаторов усилителей MoIllHocTH, средняя точка которых подключена к выводу мощного выпрямителя, а выход через ограничительный резистор — к базе транзистора некоммутируемого ключа.

На фиг, 1 показана функциональная схема устройства „на фиг. 2 — эпюры напряжений в узле управления.

Зарядный статический преобразователь содержит задающий 1 и ведомый 2 генераторы с трансформаторами 3 и 4 управления, которые подключены к входу задающего 5 и ведомого 6 усилителей мощности соответственно с, выходными трансформаторами 7 и 8, двухполупериодный мощный управляемый выпрямитель 9, который подключен к последовательно согласно включенным полуобмоткам 10 и 11 выходных трансформаторов усилителей мощности, включенных последовательно с источником питания через некоммутируемый транзис-, торный ключ 12 соединенный с выводом аккумуляторной батареи. База транзисторного ключа через ограничительный резистор 13 подключена к маломощному управляемому двухполупериодному выпрямителю 14, который подключен к согласно включенным дополнительным полуобмоткам 15 и 16 выходных трансформаторов 7 и 8, средняя точка соединения кото, рых подключена к выходу мощного выпрямителя.

Устройство работает следующим образом.

Так как напряжение аккумуляторной батареи, например серебряно-кадмиевой, в отсутствие импульса вольтдобавки, формируемого на выходе управляемого выпрямителя 9, всегда выбирается больше напряжения источника питания, то управляемый выпрямитель в этот момент времени заперт разницей напряжений

Цп -0в„ти ток заряда отсутствует. Ток заряда протекает только в моменты времени, когда присутствует импульс вольтдобавки. При этом импульс тока заряда определяют юк 1ид.имп "пит "д5

>ар. им и, 1

"он где U а z„„д — напряжение вольтдобавки в импульсе;

0 п г — напряжение источника питания;

0 pg — напряжение аккумуляторной батареи;

2. „ — внутреннее сопротивление аккумуляторной батареи.

1046871

Внутреннее сопротивление аккумуляторной батареи, в частности серебряно-кадмиевой, практически стабильно.на каждой ступени заряда, поэтому величина тока в импульсе постоянная. Следовательно, ток базы некоммутируемого транзисторного ключа 12 тоже может быть выбран постоянным.

Некоммутируемый, транзисторный ключ 12 во время работы зарядного преобразователя,30

;на активно-индуктивную нагрузку, которой является аккумуляторная батарея, должен быть постоянно открыт, чтобы не прерывать цель индуктивного тока, протекающего через управляемый выпрямитель 9, что обеспечивается 15 постоянным смещением U<< (фиг. 2), создаваемым за счет выпрямления маломощным управляемым выпрямителем 14 разницы прямоугольных напряжений каналов задающего н ведомого генераторов различной амплитуды.

Импульс базового TOKR, поддерживающий некоммутируемый транзисторный ключ в режиме насьпцения при протекании импульса зарядного тока l >>,„„, обеспечивается напряжениемЦц создаваемым за счет выпрямления маломощным выпрямителем 14 суммы прямоугольных напряжений каналов задающего и ведомого генераторов, причем ширина этого импульса автоматически поддерживается равной ширине импульса тока заряда.

Таким образом, с введением маломощного управляемого выпрямителя, аналогичного мощному управляемому выпрямителю, предлагаемое устройство обеспечивает уменьшение потребления схемы управления некоммутируемым транзисторным ключем за счет создания сигнала управления, пропорционального току заряда и равного ему по длительности при работе пре-. образователя на активно-индуктивную нагрузку с противо-ЭДС, т, е. аккумуляторную батарею.

ИИ6871

1046871

Составитель И. Никитин

Техред Т.Маточка Корректор В. Гириян"

Редактор А. Курах

Заказ 7747/53

Тираж б87 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР ло делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д, 4! 5

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