Система электропитания постоянного напряжения

 

Союз Соеетскик

Социалистических

Реснубпик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<п>699510 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 26.07.77 (21) 25 11061/24-07 с присоединением заявки ре (23) Приоритет—

Опубликовано 25.11.79. Бюллетень Ле 43

Дата опубликования описания 30,11.79 (51) М. Кл.

G 05 Р 1/56

Гасударственный квинтет ссср на делам нзоаретвннй и ютнрытий (53) УДК 621.316. .722. 1(088.8) В. Г. Еременко, А. Б. Токарев, B. Г. Вигдорчик н Г. М. Веденеев (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Московский ордена Ленина энергетический (54) СИСТЕМА ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ ПОСТОЯ ННСГО НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к области преобразовательной техники и может быть использовано в системах электропитания с нерегулируемым первичным источником энергии типа: солнечная батарея, термоэлектрический генератор и т.п.

Известны системы электропитания постоянного напряжения (11, (21;

Наиболее близким решением по технической сущности и достигаемому резуль.10 тату к изобретению является система электропитания постоянного напряжения, содержащая первичный источник, выходом соединенный с выводами для подключения нагрузки и шунтированный сглаживающим

15 конденсатором, аккумуляторную батарею, один из выводов которой соединен с одним из выходов первичного источника, два силовых транзистора, один из которых вместе со сглаживаюшим дросселем включен последовательно в цепь между други ми выходным выводом первичного источника и выводом аккумуляторной батареи, а второй силовой транзистор одним выводом соединен с общей точкой сглаживающего дросселя и одним из выводов первого силового транзистора и блок управ-. ления силовыми транзисторами, входом соединенный с выводами для подключения нагрузки (2).

Недостатком известной системы является низкий КПД при длительной работе с малыми нагрузками Н3-аа потерь в балластных сопротивлениях в цепях баз транзисторов, рассчитанных на максимальную нагрузку.

Цель изобретения — повысить КПД системы.

Для этого система электропитания постоянного напряжения, содержащая первичный источник, выходом соединенный с выводами для подключения нагрузки и шунтированный сглаживающим конденсатором, аккумуляторную батарею, один из выводов которой вместе со сглаживающим дросселем включен последовательно в цепь между другими выходным выводом первичного источника и выводом аккуму3 6995 ляторной батареи, а второй силовой транзистор одним выводом соединен с общей точкой сглаживающего дросселя и одним из выводов первого силового транзистора и блок управления силовыми транзисторами, входом соединенный с выводами длч подключения нагрузки, снабжена. трансформатором тока с одной вторичной обмоткой, включенной между выходной цепью указанного блока управления и объ- 10 единенными выводами силовых транзисторов, и четырьмя первичными обмотками, хаждая из которых включена последовательно с соответствующим из силовых транзисторов и соответствующим из .силовых 15 диодов, причем каждая из полученных последовательных цепей из силового диода и первичной обмотки трансформатора щунтирует во встречном направлении соответствующую из получеппых последовательных цепей из силового транзистора и первичной обмотки трансформатора, а другой вывод второго силового транзистора соединен с общей точкой вывода первич25 ного источника и вывода аккумуляторной батареи.

Кроме того, с целью расширения диапазона устойчивой работы, блок управления выполнен с реверсивным выходом, а с целью повышения устоичивости, сглажива3О юший дроссель снабжен вторичной обмоткой, включенной последовательно со вторичной обмоткой трансформатора тока и выходом блока управления. Причем сглаживающий дроссель может быть включен как со стороны источника питания, так и аккумуляторной батареи.

На фиг. 3 и 2 приведены схемы пред- лагаемого стабилизатора. Система элект40 ропитания постоянного напряжения содержит источник 1 питания с параллельно подключенной нагрузкой 2, блоком 3 управления и со сглаживающим конденсатором 4-. Трансформатор 5 тока содержит

45 первичные обмотки 6-9, включенные последовательно с силовыми транзисторами

10-11 и диодами 12-13. Последовательно с аккумуляторной батареей 14 включена силовая обмотка 15 сглаживающего

50 дросселя 16 со вторичной обмоткой 17.

Вторичная обмотка 18 трансформатора тока вхлючена последовательно с выходом блока управления.

Система работает следующим образом.

«15

Силовые транзисторы 10 и 11 находятся в режиме. периодических переключений.

При заряде аккумуляторной батареи 14 ток проходит по цени; обмотка 6 тран10 4 зистора 10, обмотка 15 дросселя 16, 1 при этом на обмотке 18 трансформатора

5 тока возникает ЭДС, способствующая открытию силового транзистора 10, и происходит накопление энергии в сглаживающем дросселе 16. При закрытии транзистора 10 ток протекает по диоду 12, обмотке 8 и обмотке 15 дросселя 16.

При этом на вторичной обмотке 18 возникает напряжение, способствующее открытию силового транзистора 11, пропускающему часть тока в инверсном направлении. При разряде батареи 14 ток проходит rro; обмотка 15 дросселя 16, открытый транзистор 11, обмотка 9 трансформатора 5 тока, при этом энергия запасается в дросселе 16, а ЭДС обмотки 18 способствует открытию транзистора 11. После его запирания запасенная энергия через обмотку 15 дросселя 16, диод 13, обмотку 7 трансформатора 5 тока отдается в нагрузху 2. Переключение схемы осуществляется после насыщения . трансформатора тока, когда происходит смена напряжения на вторичной обмотке

18 и открывается другой транзистор.

Перемагничивание сердечника трансформатора тока осуществляется в одном направлении суммой управляющего напряжения выхода блока 3 управления и напряжения вторичной обмотки 18 трансформатора тока, а в другом направлении— их разностью. В результате этого скважность переключения транзисторов 10 и

11 зависит от величины управляющего напряжения выхода блока 3 управления, в результате чего напряжение на нагрузке поддерживается стабильным. Блок управления позволяет осуществлять работу системы электропитания при полностью открытом транзисторе 10, что обеспечивает максимальный диапазон регулирования.

Трансформатор тока перемагничивается по полному циклу и поддерживает оптимальным с точки зрения КПИ соотношение между базовым и коллекторным током, что особенно эффективно при длительной работе стабилизатора с токами меньше максимально допустимых.

Напряжение обмотки 17 дросселя 16 складывается с. напряжением вторичной обмотки 18 трансформатора тока в оба полупериода, осуществляя тем самым положительную обратную связь по напряжению, что увеличивает устойчивость работы схемы.

699510

Для расширения диапазона устойчивости работы блок управления может быть выполнен с реверсивным выходом.

Данная. схема легко самовозбуждается, обладая высокова КПД, регулятор уп- 5 равляющего напряжения имеет малую мощность и позволяет осуществлять устойчивую работу стабилизатора при широком изменении скважности работы транзисторов (вплоть до полного открытия транзис- 10 тора 1Î) . Схема позволяет снизить установленную мощность первичного источника.

Формула изобретения

1. Система электропитания постоянного напряжения, содержащая источник питания, выходом соединенный с выводами подключения нагрузки и шунтированный сглаживающим конденсатором, аккумуляторную батарею, один из выводов которой соединен с одним из выходных выводов первичного источника, два диода, два си25 ловых транзистора, один из которых вместе со сглаживающим дросселем включен последовательно в цепь между другими выходным выводом первичного источника и выводом аккумуляторной батареи, а втозо рой силовой транзистор одним выводом соединен с общей точкой сглаживающего дросселя и одним из выводов первого силового транзистора и блок управления силовыми транзисторами, входом соединен35 ный с выводами для подключения нагрузки, отличающаяся тем, что с целью повышения КПД системы, ойа снабжена трансформатором тока с одной вторичной обмоткой, включенной между выходной цепью указанного блока управления и объединенными выводами силовых транзисторов, и четырьмя первичными обмотками, каждая из которых включена последовательно с соответствующим из силовых транзисторов и соответствующим из силовых диодов, причем каждая из полученных последовательных цепей из силового диода и первичной обмотки трансформаматора шунтирует во встречном направлении соответствующую из полученных последовательных цепей из силового тран.зистора и первичной обмотки трансформатора, а другой вывод второго силового транзистора соединен с общей точкой вывода первичного источника и вывода аккумуляторной батареи.

2. Система электропитания по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью повышения устойчивости, сглаживающий дроссель снабжен вторичной обмоткой, включенной последовательно со вторичной обмоткой трансформатора тока и выходом блока управления.

3. Система электропитания по пп. 1, 2, отличающаяся тем,что,с целью расширения диапазона уСтойчивой работы, блок управления выполнен с реверсивным выходом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

¹ 464943, кл. Н 02 М 3/335, 1975.

2. Коссов О. A. Усилители мощности на транзисторах в режиме переключений, N.. Энергия, 1971, с. 243.

609510

Составитель Л. Стрелкин

Редактор Ю. Челюканов Техред О. Андрейко Корректор M. Вигула

Заказ 7227/52 Тираж 1015 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, -!