Способ питания нагрузки постоянным током

Авторы патента:

H02J7/35 - с элементами, чувствительными к свету

Использование: на этапе разработки и эксплуатации автономных систем .члектропитания, содержащих в своем составе первичные источники ограниченной мощности, например солнечные батареи и сериесный преобразователь-стабилизатор напряжения нагрузки. Сущность изобретения: выходное напряжение первичного источника электроэнергии ограничивают входным напряжением сериесного преобразователя при сохранении выходной мощности первичного источника электроэнергии

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4903194/07 (22) 16,01,91 (46) 23.10.92. Бюл. ¹ 39 (71) Научно-производственное объединение прикладной механики (72) В, B. Коротких (56) Микроэлектронные электросистемы./Под ред, Ю.И.Конева. M,: Радио и связь, 1987, гл,7.

Авторское свидетельство СССР

N 1108563, кл. Н 02 J 7/34, 1983.

Авторское свидетельство СССР

N 1106407, кл. Н 02 J 7/34. 1983.

Изобретение относится к электротехнике и может использоваться на этапе разработки и эксплуатации автономных систем электропитания с первичными источниками электроэнергии ограниченной мощности и сериесн ым преобразователем.

Известны способы питания нагрузки постоянным током от первичных источников электроэнергии ограниченной мощности вЂ” солнечных батарей (1).

Известны также устройства, реализующие способы питания нагрузки постоянным током от первичных источников электроэнергии ограниченной мощности (2), Недостатком известных способов является низкая эффективность использования первичного источника электроэнергии и низкие удельные энергетические характеристики сериесного преобразователя. обусловленные дискретным характером передачи мощности от первичного источника потребителю.

Способ питания нагрузки постоянным током, реализованный автономной системой электропитания (3). позволяет более эф„„ Ы„„1771037 А1 (54) СПОСОБ ПИТАНИЯ НАГРУЗКИ ПОСТОЯННЫМ ТОКОМ (57) Использование: на этапе разработки и эксплуатации автономных систем электропитания, содержащих в своем составе первичные источники ограниченной мощности, например солнечные батареи и сериесный преобразователь-стабилизатор напряжения нагрузки, Сущность изобретения: выходное напряжение первичного источника электроэнергии ограничивают входным напряжением сериесного преобразователя при сохранении выходной мощности первичного источника электроэнергии. фективно использовать первичный источник электроэнергии за счет дополнительного конденсатора (на входе сериесного преобразователя), накапливающего электроэнергию при закрытом состоянии регулирующего транзисторного ключа сериесного преобразователя.

Однако, известный способ не учитывает потери мощности (напряжения) первичного 4 источника электроэнергии на его собственных разделительных диодах (-0,7 В „на со- () единительных проводах (до 0,5 B), на;(Д регулирующем транзисторном ключе сери- с есного преобразователя (1,5 В). (1

Принимая во внимание, что падение напряжения на диодах и транзисторах вЂ” вели- з чина практически неизменная в рабочем диапазоне токов, а падение напряжения на соединительных проводах (более того) прямо пропорционально протекающему току, очевидно, что и потеря мощности первичного источника электроэнергии прямопропорциональна вели ине протекающего через указанные элементы тока.

1771037

Формула изобретения

Способ питания нагрузки постоянным током от первичного источника электроэнергии ограниченной мощности, например солнечной батареи, заключающийся в стабилизации напряжения нагрузки сериесным преобразователем, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения эффективности использования первичного источника электроэнергии и улучшения удельных энергетических характеристик сериесного преобразователя, выходное напряжение первичного источника электроэнергии ограничивают входным напряжением сериесного преобразователя при сохранении выходной мощности первичного источника электроэнергии.

Составитель В. Коротких

Техред М.Моргентал Корректор Л,Филь

Редактор Т. Куркова

Заказ 3747 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Целью изобретения является повышение эффективности использования первичного источника электроэнергии и улучшение удельных энергетических характеристик сериесного преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что выходное напряжение первичного источника электроэнергии ограничивают входным напряжением сериесного преобразователя при сохранении входной мощности первичного источника электроэнергии.

Действительно, ограничение напряжения первичного источника электроэнергии по верху, а не по низу (исходя из требуемого потребителями напряжения) позволяет существенно снизить рабочие токи первичного источника электроэнергии, что соответственно уменьшит потери электроэнергии и позволит улучшить удельные энергетические характеристики сериесного преобразователя за счет снижения требующейся мощности регулирующего транзисторног.о ключа сериесн ого преобразователя.

Устройство для осуществления способа содержит солнечную батарею, подключенную через сериесный преобразователь и выходной фильтр к нагрузке. Солнечная батарея состоит из единичных генераторов, соединенных в m последовательных цепей по и генераторов в каждой, которые между собой развязаны блокирующими диодами и соединены параллельно. Количество и мощность всех единичных генераторов солнечной батереи величина постоянная для конкретной солнечной батареи, а количеством единичных генераторов в последовательных цепях fl можно варьировать (изменяя соответственно количество параллельных цепей m) с целью обеспечить требуемое выходное напряжение, Сериесный преобразователь состоит из регулирующе, го транзистора, управляемого широтно-импульсным модулятором. На входе сериесного преобразователя установлен конденсатор. Выходной фильтр состоит из дросселя, конденсатора и диода, 5

Устройство работает следующим образом.

Сериесный преобразователь стабилизирует напряжение на нагрузке путем изменения скважности открытия регулирующего транзистора, управляемого широтно-импульсным модулятором, связанным с нагрузкой. Выходной фильтр обеспечивает уровень пульсаций в заданных пределах.

Конденсатор служит для накопления электроэнергии при закрытом состоянии регулирующего транзистора и предотвращения ухода рабочей точки солнечной батареи в зону меньшей выходной мощности при кратковременном повышении потребления мощности нагрузкой, например, при коммутациях.

Таким образом, устройство позволяет реализовать способ питания нагрузки постоянным током, при котором входное напряжение (нап ряжение первичного источника ограниченной мощности) существенно превышает напряжение нагрузки, что позволяет снизить потери мощности и повысить эффективность использования первичного источника электроэнергии.

Одновременно это позволяет улучшить удельные электрические характеристики сериесного преобразователя.

Многоканальная система питания // 1758769

Изобретение относится к электротехнике , в частности к системам питания постоянным током комплексов потребителей с различными значениями напряжения, мощности или требующих гальванической развязки

Система электропитания // 1758768

Способ контроля характеристик солнечной батареи и устройство для его осуществления // 1755351

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано в системах электропитания на космических объектах

Устройство для питания нагрузки // 1709461

Изобретение относится к электротехниг ке, в частности к устройствам питания постоянным током автоматических систем, и может быть использовано при буферном питании от источника ограниченной мощности

Способ эксплуатации никель-водородной аккумуляторной батареи // 1707657

Изобретение относится к электротехнической промышленности и может быть использовано при эксплуэ ции никель-водородных аккумуляторных Оатарей

Многоканальная система электропитания постоянным током // 1677776

Изобретение относится к электротехнике , в частности к системам электропитания постоянным током комплексов потребителей с различными значениями напряжения, мощности или требующих гальванической развязки, Цель изобретения - повышение функциональной надежности и улучшение ее массоэнергетических показателей путем учета неравномерности энергопотребления и ранжирования потребителей по функциональному признаку

Устройство для питания нагрузки // 1480017

Изобретение относится к области электротехники ,в частности к устройствам для питания нагрузки от аккумуляторной батареи, работающей в буферном режиме совместно с фотоэлектрическим источником тока

Патент 417871 // 417871

Устройство для питания потребителей от солнечной батареи с фотопреобразователями // 271619

Система электропитания с экстремальным регулированием мощности фотоэлектрической батареи // 2101831

Способ проведения ресурсных испытаний аккумуляторов космического назначения и устройство для его реализации // 2123460

Изобретение относится к области космической электротехники и может быть использовано при проведении ресурсных испытаний оборудования ИСЗ, в частности аккумуляторных батарей (АБ)

Автономная система электроснабжения // 2156534

Изобретение относится к электротехнике, а именно к системам электроснабжения (СЭС) автономных объектов с использованием в качестве первичных источников энергии солнечных батарей (СБ), а в качестве накопителей энергии - аккумуляторных батарей (АБ)

Экстремальный регулятор мощности солнечной батареи // 2168827

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления силовыми преобразователями энергии в системах электропитания (СЭП) космических аппаратов с солнечной батареей (СБ) в качестве первичного источника

Устройство и способ отбора электрической энергии от солнечной батареи // 2195754

Устройство для регулирования избыточной мощности солнечной батареи // 2211480

Изобретение относится к вторичным источникам электропитания радиоэлектронной аппаратуры в качестве первичного источника солнечной батареи (СБ)

Переносная солнечная фотоэлектрическая станция // 2256976

Изобретение относится к области преобразования солнечной энергии в электрическую, к конструкциям полупроводниковых переносных фотоэлектрических станций (ПФЭС) для питания различной аппаратуры и освещения, автономного электроснабжения удаленных от электросети объектов, фермерских хозяйств, дач и работы в полевых условиях

Переходник для подключения нагрузки к низковольтному источнику электропитания // 2256988

Изобретение относится к электротехнике, предназначено для соединения низковольтных источников электропитания, в том числе солнечной батареи, аккумуляторной батареи, с автомобильным зарядным устройством портативных низковольтных приборов и может найти применение для заряда или подзаряда аккумуляторов любых типов с номинальным напряжением от 3 до 9 В (12 В) с емкостью до 2,5 ампер-часов в условиях отсутствия источников электроэнергии

Способ питания нагрузки постоянным током // 2258292

Портативное солнечное зарядное устройство // 2276829

Изобретение относится к возобновляемым источникам первичного электропитания, предназначенным для заряда и подзаряда аккумуляторов любых типов с номинальным напряжением от 3 до 9 В с емкостью до 2,5 ампер-часов