Источник электропитания импульсного потребителя

 

Использование: в качестве источника тока в сочетании с емкостными накопителями энергии для систем с кратковременным или импульсным отбором мощности. Сущность изобретения: устройство содержит параллельно соединенные аккумуляторную батарею 1 и емкостный накопитель 2, выполненный, например, на базе импульсных конденсаторов сверхвысокой энергоемкости. В ветвь накопителя включены последовательно тиристор 4 и токоограничивающий резистор 5, зашунтированные обратным диодом 3. Управляющая цепь тиристора содержит пусковую кнопку 6 и второй токоограничивающий резистор 7. Технический результат достигается вследствие отключения накопителя от аккумуляторной батареи тиристорным ключом и выражается в увеличении ресурса накопителя и источника электропитания в целом за счет нахождения накопителя между разрядными импульсами под напряжением, пониженным в 1,5 - 2 раза и более по сравнению с ЭДС аккумуляторной батареи. 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к источникам тока для электропитания систем с кратковременным или импульсным отбором энергии.

Известны источники электропитания, выполненные в виде аккумуляторных батарей, подключенных непосредственно к потребителю и нагруженных стационарными или импульсными токами [1].

Недостатком аккумуляторных батарей является то, что при импульсном характере нагрузки крутые фронты разрядных импульсов неблагоприятно сказываются на работоспособности и ресурсе, количество зарядно-разрядных циклов не превышает 1000 и реализуется лишь часть номинальной энергоемкости.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является блок питания, используемый в генераторе пусковых сигналов для кремниевых управляемых вентилей [2].

Существенными признаками указанного устройства-прототипа является наличие аккумуляторной батареи и конденсатора, заряжаемого от дополнительного источника напряжения. При формировании пусковых импульсов батарея и конденсатор соединяются последовательно.

Недостатком блока питания является наличие дополнительного источника для заряда конденсатора.

Целью изобретения является устранение указанного недостатка.

Это достигается тем, что в источник электропитания импульсного потребителя, содержащий аккумуляторную батарею и емкостный накопитель энергии, одним из выводов соединенный с одним из выходов аккумуляторной батареи и одним из выходных выводов для подключения нагрузки, причем другой выход аккумуляторной батареи соединен с другим выходным выводом, образуя общий вывод, дополнительно введены первая цепочка, состоящая из последовательно соединенных тиристора и первого токоограничивающего резистора и зашунтированная обратным диодом, а также вторая цепочка из последовательно соединенных второго токоограничивающего резистора и пусковой кнопки, включенная между управляющим электродом и анодом тиристора указанной первой цепочки, включенной последовательно между другим выводом накопителя и общим выводом.

Основным отличительным от прототипа признаком изобретения является наличие в цепи емкостного накопителя последовательно соединенных тиристора и токоограничивающего резистора, зашунтированных обратным диодом. При нажатии пусковой кнопки происходит заряд накопителя от аккумуляторной батареи через токоограничивающий резистор, а при подключении источника к нагрузке (импульсному потребителю) и последующем запирании тиристора - отключение накопителя от батареи с сохранением на нем пониженного в 1,5-2 раза по сравнению с ЭДС батареи напряжения после прохождения разрядного импульса. Этим достигается технический результат, выраженный в увеличении ресурса емкостного накопителя и источника электропитания в целом. Кроме того, при параллельной работе батареи и емкостного накопителя улучшаются электродинамические характеристики системы источник - импульсный потребитель и повышается ее КПД.

На чертеже изображена принципиальная электрическая схема источника электропитания импульсного потребителя.

Источник содержит аккумуляторную батарею 1, емкостный накопитель 2, обратный диод 3, тиристор 4, токоограничивающий резистор 5. Тиристор управляется пусковой кнопкой 6, шунтирующей анод и управляющий электрод тиристора через второй резистор 7. Источник подключается к импульсному потребителю 8 через коммутатор 9. Необходимость в использовании резистора 5 определяется конкретными условиями применения источника и параметрами элементов схемы.

Источник электропитания работает следующим образом.

При нажатии кнопки 6 замыкается контур: положительный полюс батареи 1 - накопитель 2 - контакт кнопки 6 - резистор 7 - управляющий электрод - катод тиристора 4 - резистор 5 - отрицательный полюс батареи 1. Кратковременного нажатия кнопки 6 достаточно для открытия тиристора 4, и через него начинается заряд накопителя от батареи. По окончании заряда накопителя источник готов к действию, и при срабатывании коммутатора 9 происходит разряд батареи и накопителя через обратный диод 3 на импульсный потребитель. Падение напряжения на диоде 3 является обратным для тиристора 4, и последний запирается. При размыкании коммутатора 9 накопитель оказывается отключенным от батареи и потребителя благодаря закрытому состоянию тиристора 4 и обратному включению диода 3. На накопителе фиксируется напряжение, имевшее место на зажимах аккумуляторной батареи в момент спадания тока разряда накопителя до нуля. Это напряжение меньше ЭДС батареи на величину падения напряжения на ее внутреннем сопротивлении.

Таким образом, до очередного разрядного импульса накопитель находится под пониженным напряжением, что благоприятно сказывается на ресурсе его и источника в целом.

Применение источника электропитания эффективно, например, в системах электростартерного пуска карбюраторных и дизельных двигателей внутреннего сгорания.

Формула изобретения

ИСТОЧНИК ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ ИМПУЛЬСНОГО ПОТРЕБИТЕЛЯ, содержащий аккумуляторную батарею и емкостный накопитель энергии, одним из выводов соединенный с одним из выходов аккумуляторной батареи и одним из выходных выводов для подключения нагрузки, причем другой выход аккумуляторной батареи соединен с другим выходным выводом, образуя общий вывод, отличающийся тем, что дополнительно введены первая цепочка, состоящая из последовательно соединенных тиристора и первого токоограничивающего резистора и зашунтированная обратным диодом, а также вторая цепочка из последовательно соединенных второго токоограничивающего резистора и пусковой кнопки, включенная между управляющим электродом и анодом тиристора указанной первой цепочки, включенной последовательно между другим выводом накопителя и общим выводом.

РИСУНКИ

Рисунок 1