Устройство для питания нагрузки постоянным напряжением

 

т втоптан-

ОА иетек„ е)вт,-, Союз Советскин

Социалистических

Республик

О П И С А Н И Е,699513

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6I ) Дополнительное к авт. саид-ву(22) Заявлено20. 05.75 (21) 2135682l24-07 с присоединением заявки Ж— (23) Приоритет—

Опубликовано25. 11 79 Бюллетень У&43

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

$05 F 1/64

Гееудерственный квинтет пе лелем иэобретений и открытий (53) УЛК 621. .3 16.72 2. 1 " (088.8 ) П. E. Конченков, Б. М. Батько, K), Г. БеРезкин, А. Л. Магдесьяи

С. А. Худяков, В. П. Полуэктов, А. B. Серов и А. Г. Ботвинко (72) Авторы изобретения (7l) Заявитель

{54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПИТАНИЯ НАГРУЗКИ

ПОСТОЯННЫМ НА ПРЯЖЕН ИЕМ

Предлагаемое ус тр айс тва а тн оси тс я к области электроснабжения и может быть использована при питании неравномерной нагрузки, содержащей кратковременные импульсы большой мощности, от химических источников ограниченной мощности.

-Известно устройство для питания нагрузки постоянным напряжением (11.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному изобретению то является устройства для питания нагрузки настоянным напряжением, содержащее первичный источник питания с падающей вольтамперной характеристикой, измерительный узел входом подключенный к выР

t5 ходным зажимам, а выходом — к управляющему входу регулирующего органа, выход которого подключен к одному из входов усилителя мошности, другой вход которого подключен к выходу задающего генератора, цепь питания которого подклк чена к выходным зажимам первичного источника питания, а трансформаторный выход усилителя мощности поцключен к

2 выпрямителю, соединенному согласно и последовательна с одним из выходных зажимов (21.

Цель изобретения †повышение энергетических показателей при обеспечении неравномерных графиков нагрузок, содержащих кратковременные импульсы большой мощности»

Поставленная цель достигается тем, что известное устройство допалнитель но снабжено релейным датчиком напряжения, вход которого подключен к выходным зажимам источника питания, и коммутирующим узлом, включенным к выхоцу релейного датчика напряжения. Кроме того коммутирующий узел выполнен в виде компенсационного стабилизатора напряжения, регулирующий орган которого и включен . в цепи питания задающего генератора, а релейный датчик напряжения выполнен в виде делителя напряжения, который и подключен входом к выходным зажимам первичного источника питания, электронного ключа, выход которого соединен з 6995 выходом усилителя постоянного тока комР пенсационного стабилизатора напряжения и порогового элемента, подключенного к выходу упомянутого делителя напряжения и ко входу электронного ключа.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства для сжатия нагрузки постоянным напряжением, на фиг. 2— алектрнческая схема коммутирующего узла, выполненная и виде компенсационного стабилизатора напряжения, а на фиг. 3 - диаграмма работы устройства.

Устройство содержит первичный источ-, ник питания 1 с падающей вольтамперной характеристикой, измерительный узел 2, входом подключенный к выходным зажимам, а выходом — к управляюше» му входу регулирующего органа 3, выход которого подключен к одному из входов усилителя мощности 4, другой вход усилителя мощности 4 подключен к выходу задающего генератора 5, цепь питания которого подключена к выходным зажимам первичного источника питания 1.

Трансформаторный выход усилителя мош- 25 ности 4 подключен к выпрямителю 6, который согласно и последовательно включен в плюсовую цепь источника, благодаря чему происходит суммирование напряжений источника 1 и выпрями- зо тели 6. Устройство также снабжено релейным датчщсом напряжения 7, подключенным к выходным зажимам источника питания 1 и коммутирующим узлом 8, включенным в цепь питания задающего зз генератора 5. Управляющий вход коммутирующего узла подключен к выходу релейного датчика напряжения 7.

В связи с тем, что напряжение источника -и, следовательно, напряжение пита- 40 ния задающего генератора в зависимости от величины нагрузки меняется в широких пределах, целесообразно для повышения надежности работы задающего генератора (стабильности его частоты) 4 и усилителя мощности коммутирующий узел 8 выполнить в виде компенсационного стабилизатора напряжения, как это представлено на фиг. 3; Стабилизатор выполнен по схеме с последовательным включением регулирующего органа

9 в цепь питания задающего генератора 5. Релейный датчик напряжения 7 выполнен в виде делителя напряжения

10, который и подключен входом к выходным зажимам первичного источника питания 1, алектронного ключа 11, выходом соединенного с выходом усилите13 4 ля постоянного тока 12 компенсационного стабилизатора напряжения и порогового элемента 13, подключенного к выходу делителя 10 и ко входу алектронного ключа 11. Поскольку выход усилителя постоянного тока 12 шунтирован алектронным ключом 11, управляемым по уровню напряжения источника делителем напряжения 10 и пороговым элемен- том 13, то стабилизатор выполняет роль коммутирующего узла 8 (при открытии клю ча 1 1 закрывает с я регул ирующ ий орган 9).

Устройство работает следующим образом. При изменении тока нагрузки от 0 до значения I (ôèã. 3) напряжение на нагрузке изменяется по естественно вольтамперной характеристике источника (участок "а на фиг. 3) и в атом случае напряжение на нагрузке не менее минимального допустимого значения О „„ . Такой режим обеспечивается отключением задающего генератора 5 коммутирующий узлом 8, по сигналу релейного датчика напряжения 7, который формирует сигнал, запирающий Коммутирующий узел 8 до тех пор, пока напряжение источника находится в пределах допустимого (r. е. не менее Оп л). Одновременно сигналом с из-, мерительного узла 2 (фиг.1) будет закрыто регулирующий орган 3. При дальнейшем увеличении тока нагрузки, превышающем значение I, сигналом с выхода релейного датчика напряжения 7 включается коммутирующий узел 8, подающий питание на задающий генератор 5. В ато же время по сигналу с измерительного блока

2 через регулирующий орган 3 подается питание на усилитель мощности 4, при атом величина напряжения питания усилителя мощности соответствует с учетом коэффициента трансформации трансформатора такому значению, чтобы сумма напряжения источника и напряжения вольтодобавки (напряжение вторичной обмотки трансформатора) была равна 0, „. Таким :образом при работе вольтодобавочного устройства (участок вольтамперной характеристики Д ) осуществляется непрерывно поддержание напряжения на нагрузке, равное U < .

Рассмотрим работу устройства для питания нагрузки, когда в качестве коммутирующего узла 8 и репейного датчика напряжения 7 используется компенсационный стабилизатор напряжения, изображенный на фиг. 2. Если напряже45

5 6995 ние первичного источника 1 (на Фиг. 2 показаны его клеммы + и — ) больше

Q то напряжение, снимаемое с делителя 10, превышает напряжение пробоя порового элемента 3 и в этом слу\

5 чае электронный ключ (трвнзистор) 11 открыт и снова коллектор-амиттерным переходом шунгирует усилитель постоянного тока 12. Вследствие атогб транзисторы регулирующего блока 9 будут за крыты и задающий генератор 5 обесточеи, .

Одновременно сигналом с измерительного узла 2 (фиг. 1) будет закрыто регулирующий орган 3 в цепи питания усилителя мощности 4).

При увеличении нагрузки свыше значения тока l< напряжение нв зажимах первичного источника падает, что приводит к полному эапиранию электронного ключа 11 (в дальнейшем при j)Т„электрон- 0 ный ключ 11 на работу компенсвционного стабилизатора напряжения не оказывает никакого влияния). Необходимый уровень напряжения питания задающего генератора 5 поддерживается системой регупи- 2s рования напряжения, состоящей иэ регулирующего органа 9, управляемого усилителем постоянного тока 12, сигнал на который поступает от измерительного делителя 14, включенного на зажимы 30 задающего гецервтора 5.

Иэ рассмотрения рабсты предпагаемого устройства следует, что всякий раз при переходе тока нагрузки через значение меняется режим работы устройства, при атом нв участке "а (фпг. 3/ потребление энергии на собственные нужды устройства минимально: задающий генератор

"б устройство работает в режиме вольгодобавки со стэбилиэвцией напряжения 40 на нагрузке. Наряду с тем, что коммутирующий узел 8 осушествляет управление задающим генератором 5, оно поддерживает стабильным его напряжение питания, что повышает надежность работы (стабильность частоты) ее только задающего генератора, но и всего устройства в целом.

Ф о р м у л а и зоб ре теи ия

1, Устройство дпя питания нагрузки 50 постоянным напряжением, содержащее

13

6 первичный источник питания с падающей вольгамперной характеристикой, измерительный узел, входом подключенный к выходным зажимам, а выходом — к управляющему входу регулирующего органа, выход которого подключен к одному из входов усилителя мощности, другой вход которого подключен к выходу за- дающего генератора, цепь питания которого подключена к выходным зажимам первичного источника питания, а трансформаторный выход усилителя мощности подключен к выпрямителю, соединенному согласно и последовательно с одним из выходных зажимов, о г л и ч а ю ш е ес я тем, что, с целью повышения анерге тических показателей при обеспечении неравномерных графиков нагрузки, содержащих кратковременные импульсы большой мощности, устройство для питания снабжено репейным датчиком напряжения, вход которого подключен к выходным зажимам источника питания, и коммутирующим узлом, включенным в цепи питания задающего генератора и управляющим входом, подключенным к выходу релейного датчика напряжения.

2. Устройство по и, 1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с цепью повышения надежности работы, коммутирующий узел выполнен в виде компенсационного стабилизатора напряжения, регулирующий орган. которого и включен в цепи питания за— дающего генератора, а репейный датчик напряжения выполнен в виде делителя напряжения, который и подключен входом к выходным зажимам первичного источника питания, электронного ключа, вь1ход которого соединен с выходом усилителя. постоянного гока компенсационного стабилизатора напряжения и порогового элемента, подключенного к выходу упомянутого делителя напряжения и ко входу алектронного ключа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе заявки

1. Патент США N 2989686, кл. 323-56, 1 970.

2. Авторское свидетельство СССР

N 358693, кл. 5057 1/64, 1971.

Составитель Л. Стрепкин

Редактор IL Зубов Техред 3. Фанта . Корректор М. Шарошн

Заказ 7 883/1 Тираж 1015 Подписное

UHHHHH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г, Ужгород, уп. Проектная, 4