Устройство для питания нагрузки постоянным током
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
А1
„„Я0„„136524 (51) 4 Н 02 J 7!00. 7/34
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ
К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4002531/24-07 (22) 30.12.85 (46) 07.01 ° 88. Бюл. Ы - 1 (71) Отделение Всесоюзного научноисследовательского института электромеханики (72) Е.Ф.Апанасенко, В.Д.Бондаренко и В.Г.Еременко (53) 621.355.1(088.8) (56) Патент CIIIA N - 4502000, кл. Н 02 J 7/00, 1983 °
Патент США У 4502001, кл. Н 02 J 7/34, 1983.
Авторское свидетельство СССР
У 1029327, кл. H 02 J 7/34, 1981. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПИТАНИЯ НАГРУЗКИ
ПОСТОЯННЫМ ТОКОМ . (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к автономным системам электроснабжения постоянным током, использующим аккумуляторные батареи (AS) ° Цель иэобретения— уменьшение габаритов устройства. Устройство содержит первичный источник питания, АБ, инвертор с вьМодным трансформатором с N+1 выходными обмотками, соединенными через диоды с соответствующими N аккумуляторами. В процессе работы источник питает нагрузку и заряжает АБ до максимального напряжения. При равенстве напряжений на аккумуляторах ток заряда минимальный. Как только напряжение одного из аккумуляторов уменьшается, в его цепи появляется уравнительный заряд, выравнивающий напряжения на аккумуляторах АБ. Ток разряда аккумуляторов одинаков. Таким образом напряжение на аккумуляторах автоматически выравнивается, что исключает диодную развязку, способствуя уменьшению габаритов. 1 ил.
1365243
Изобретение относится к электротехнике, а именно к автономным системам электроснабжения постоянного тока, содержащим химические источники тока.
Цель изобретения — снижение массогабаритных показателей.
На чертеже представлена схема устройства для питания нагрузки.
Устройство содержит первичный источник 1 питания, аккумуляторную батарею 2, состоящую из N последовательно соединенных, аккумуляторов
3.1...3Л, инвертор 4 с выходным трансформатором 5, имеющим (И+1) выходных обмоток 6.1...6.(N+1) и диодов 7.1 ...7,N. Выходные обмотки 6.1...6.(N+
+1) соединяют аноды и катоды диодов
7.1...7.N соответственно с отрицательными и положительными выводами аккумуляторов 3.1....3 ° N, причем полярность упомянутых обмоток 6 ° 1....
6.(N+ 1) подключенных к каждому аккумулятору 3.1...3.N, противоположна.
Нагрузка 8 подключается на клеммы аккумуляторной батареи 2.
Устройство работает следующим образом.
Нагрузка 8, включенная на клеммах аккумуляторной батареи 2, питается либо от первичного источника 1, когда он включен, либо от аккумуляторной батареи 2, когда источник 1 отключен.
В процессе работы аккумуляторная батарея 2 заряжается до максимального значения напряжения U A
Если напряжение на всех аккумуляторах 7.1...7.N равны, к каждому из аккумуляторов (с четными номерами в один полупериод, а с нечетными номерами в другой полупериод) прикладывается напряжение равное
Пдкк, - 2На, AU>, ° где Б — напряжение на каждой из
%2 выходных обмоток 6.1. ...6. (N+1) трансформатора 5;, hU †.падение напряжения на диоА де 7.i
Напряжение вторичных обмоток 6.1. ...6.(N+1) выбрано так, чтобы при равенстве напряжений на аккумуляторах
3.1...3.N ток заряда был минимальным.
Как только напряжение какого-либо аккумулятора З.i уменьшается, в его зарядной цепи, образованной диодом
7.i и двумя 6.i и 6.(i+1), появляется уравнительный зарядный ток, определяемый отклонением напряжения i-того аккумулятора от среднего значения напряжения аккумуляторов Нэд /N.
Таким образом, аккумулятор З.i c меньшим напряжением через полпериода заряжается дс среднего значения напряжения. Аналогично, если один из аккумуляторов имеет напряжение больше
10 среднего значения, он не подзаряжается, как оставшиеся аккумуляторы, в то время как разрядный ток всех аккумуляторов .3. 1, ...З.N (через нагрузку или инвертор) одинаков, поэтому
1 напряжения на аккумуляторах выравниваются не при значении равном максимальному, а на среднем значении.
При отклонении от среднего значения напряжения нескольких аккумулято20 ров устройство автоматически выравнивают напряжения всех аккумуляторов.
Для того; чтобы автоматически прекращался заряд аккумуляторов и исключалось автоколебательное перераспре25 деление энергии между аккумуляторами с четными и нечетными номерами, коэффициент трансформации трансформатора 5 инвертора 4 равен
2(Н ЦРгкк макс Нар )
Мк "дкк макс 11 д
Это гарантирует отсутствие токов в диодах во всем диапазоне изменения
UAKK от Бдкк. Мпн до Пдкк маркс . При отЗБ сутствии разбаланса между аккумуляторами 3.1,...3.N батареи 2.
Для повышения точности выравнивания напряжений с отклонением не более
0,05 В.
40 В предлагаемом устройстве при раэбалансе одного аккумулятора З.i нагружены током две обмотки при лучшем использовании трансформатора из (N+
+1), в то время, как в известном
45 нагружена одна из N обмоток.
Устройство работает как при заряде, так и разряде, что позволяет исключить диодную развязку и ключевой элемент в цепи питания батареи, умень60 шить габариты и повысить КПД.
Формула изобретения
Устройство для питания нагрузки
55 постоянным током, с6держащее первичный источник питания, аккумуляторную
P батарею, состоящую иэ Н последовательно соединенных аккумуляторов, инвертор с трансформатором на выходе, 1365243
Составитель В.Оглоблев
Редактор Л.Зайцева Техред Л.Сердюкова Корректор А.Тяско
Заказ 6649/50 Тираж 649 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4
N диодов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения массогабаритных показателей, инвертор выполнен неуправляемым и включен непо5 средственно на клеммы аккумуляторной батареи, трансформатор инвертора имеет (N+1) выходных обмоток, диоды включены согласно последовательно, аноды и катоды их через выходные обмотки трансформатора инвертора соединены соответственно с отрицательными и положительными выводами соответствующих аккумуляторов батареи, а полярности выходных обмоток трансформатора, попарно подключенных к кажцому аккумулятору, взаимно противоположны.
