Устройство для питания нагрузки постоянным током

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических Республик

pi}997178 (61) Дополнительное к авт. саид-ву(И)М Кд з. (22) Заявлено 2 1,0581 (21) 3289681/24-07

Н 02 У 7/00 с присоединением заявки ¹(23) Приоритет- .

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий

Опубликовано 150283. Бюллетень №. 6

/$3) УДК 621.355. . 1 (088. 8) Дата опубликования описания 150283 (72) Авторы изобретения

A Ã. Николаев, A Â. Гаев и В.В. Пугачев (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПИТАНИЯ НАГРУЗКИ

ПО(ТОЯННЫИ ТОКОМ

10.Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в составе системы электроснабжения

i подвижного объекта с аккумуляторной батареей. (AS) .

Известны устройства для питания нагрузки постоянным токсм, содержащие основную АВ и вольтодобавочные элементы, соединенные согласно-последовательно, диод, через который нагрузка подключена к AS и тиристорные ячейки с конденсаторами, связывающие вольтодобавочный источник и нагрузку (1) и (2).

Известно также устройство для питания нагрузки постоянным током, содержащее основную AS и вольтодобавочные элементы, соединенные согласно-последовательно, диод, через .который нагруэка подключается к батарее, тиристорные ячейки с конденсаторами и тиристоры,. соединяющие отводы вольтодобавочных аккумуляторов с .нагрузкой (3). .Среднее напряжение на зажимах нагрузки в известном устройстве зависит от количества вольтодобавочных элементов, подключенных к основной AS; и частоты коммутации тиристорной ячейки; Максимальное эначение этого напряжения не превышает суммарное напряжение основной AS u

:.вольтодобавочного источника, вследствие чего энергетические показатели известного устройства низки, а его масса, слагаемым которой является масса вольтодобавочных элементов, велика.

Целью изобретения является улуч" шение массо-энергетических показате" лей.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для питания нагрузки постоянным током снабжено ключевыми полярно-инвертирующими (ПИ) преобразователями с выходными кон-. денсаторными фильтрами по числу . вольтодобавочных элементов, транзис-: торным ключом и двумя группами дополнительных диодов. Входные клеммы

ПИ преобразователей, за исключением первого, подключены через дойолнительные диоды первой группы к отво- . дам элементов. Дополнительные диоды

25 второй группы шунтируют выходные клеммы преобразователей и соединены последовательно между собой и с вы- . ходными кЛеммами Транзисторный ключ связывает между собой положительЗ0 ный полюс крайнего вольтодобавочного

997178 элемента с одной из выходных клемм подключенного к нему преобразователя

На чертеже представлена функциональная электрическая схема предлагаемого устройства с тремя вольтодобавочными аккумуляторами.

Устройство для питания нагрузки постоянным током состоит из AB 1 (основной), вольтодобавочных аккумуляторов 2 — 4, ключевых ПИ преобразователей 5 — 7 с выходными конденсаторными фильтрами„ транзистора 8 и диодов 9 — 13, В состав ПИ преобразователей 5 — 7 входят транзисторы 14 — 16, дроссели 17 — 19, диоды 20 — 22 и конденсаторы 23 — 25.

АБ 1 и вольтодЬбавочные аккумуляторы 2 — 4 соединены ссгласно-последовательно. Входные клеммы ПИ преобразователей 6 и 7 подключены через диоды .9 и 10 к отводам аккумуляторов

3 и 4, а входные клеммы ПИ преобразователя 5 связаны с отводами аккумулятора 2 непосредственно. Диоды

11 — 13 шунтируют выходные зажимы преобразователей 5 — 7 и соединены последовательно между собой и с нагрузкой 26, подключенной к AS 1, причем аноды диодов ll — 13 связаны с транзисторами 14 — 16, а катоды соединены с като;,ами диодов 20 — 22.

Транзистор 8 связывает между собой положительную клемму аккумулятора 4 и анод диода 13.

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении питание нагрузки 26 осуществляется от АБ 1 через диод 20, а транзисторы 8, 14

16 закрыты и управляющие сигналы на них не поступают. При снижении нап-! ряжения нагрузки 26 ниже минимально допустимого уровня сигналы управления подаются на транзистор 14. Коэффициент передачи по напряжению преобразователей 5 — 7 равен единице.

Открытое состояние транзисторов 8, 14 — 16 соответствует нечетному такту работы устройства, закрытое состояние транзисторов — четному такту. .Во всех режимах работы заряд конденсаторов 23 †. 25 производится .в четные такты. Под действием управляющего сигнала транзистор 14 открывается, подключая дроссель 17 к аккумулятору

2 накоротко. При этом в дросселе 17 накапливается электромагнитная энер-. гия. Напряжение нагрузки 26 в нечетном такте равно суммарному напряжению AS 1, аккумулятора 2 и конденсатора 23. По окончании действия управляющего сигнала транзистор 14 закрывается, а энергия, накопленная в дросселе 17, передается через диод

20 в конденсатор 23, который заряжается до напряжения аккумулятора 2, В этот интервал времени питание нагрузки 26 осуществляется от AB 1 через диод 20.

Таким образом, на выходе устройства поддерживается напряжение, рав5 ное по величине среднему значению напряженйя AB 1 и суммарного напряжения AB 1, аккумулятора 2 и конденсатора 23.

При дальнейшем снижении выходного

1О > напряжения устройства сигналы управления подаются на транзистор 15, а с транзистора 14 снимаются ° Электромагнитные процессы, протекающие в преобразователе 6, аналогичны процессам, протекающим в преобразователе 5. Кроме того, в нечетные такты работы устройства дроссель -17 преобразователя 5 подключается к суммарному напряжению аккумуляторов 2 и

3 и конденсатора 24. Напряжение нагЯ рузки 26 в нечетном такте равно суммарному напряжению AB 1, аккумуляторов 2 и 3 и конденсаторов 23 и

24. В четные такты нагрузка 26 питается от AB 1 через диод 20, Выход25 ное напряжение устройства поддерживается равным по величине среднему значению напряжения AS 1 и суммарного напряжения AB 1, аккумуляторов 2 и 3, конденсаторов 23 и 24, Дальней 3Q шее повышение напряжения вольтодобавочного источника может быть достигнуто путем подачи управляющих сигналов на транзистор 16 и снятия сигналов управления с транзистора 15.

При открытом транзисторе 16 в дросселях 17 — 19 накапливается электромагнитная энергия. При этом к дросселю 19 прикладывается напряжение аккумулятора 4, к дросселю 18 — сум4р марное напряжение аккумуляторов 3 и

4 и конденсатора 25, к дросселю 17 суммарное напряжение аккумуляторов

2 — 4 и конденсаторов 24 и 25. Напряжение нагрузки 26 в нечетные;, такты работы устройства равно суммарному напряжению AS 1, аккумуляторов

2 — 4, конденсаторов 23 — 25. По окончании действия управляющего сигнала транзистор 16 закрывается, а энергия дросселей 17 — 19 передает- -ся в конденсаторы 23 — 25, которые заряжаются до напряжений, равных соответственно прикладываемым напряжениям к дросселям 17 — 19 в нечетном такте. Нагрузка в четном такте питается от АБ 1 через диод 20-.

В описанном режиме работы устройства нагрузка 26 питается средним значением напряжений, прикладываемых к ней в четном и нечетном тактах работы устройства. Максимальное значение напряжения на выходе устройства может быть получено путем подачи сигналов управления на транзистор 8, которые формируются широтно-импульсным модулятором (не показан) .

997178

Формула изобретения

Электромагнитные процессы, протекающие в элементах в этом режиме работы устройства, .аналогичны процессам, протекающим при работе транзистора 16 ° Среднее значение выходного напряжения устройства при работе транзистора 8 пропорционально дли. тельности управляющего сигнала.

Предлагаемое устройство обеспечивает увеличение напряжения вольтодобавки в несколько, раз при незначительном увеличении массы и габаритов, а также повышение скорости передачи электрической энергии вольтодобавочных элементов в нагрузку..

Иначе говоря положительный эффект. данного устройства заключается в улучшении массо-энергетйческих показателей.

Максимальный эффект может быть 2р получен при использовании устройства в системе электроснабжения подвижного объекта.. Устройство для питания нагрузки постоянным током, содержащее основную аккумуляторную батарею и вольтодобавочные элементы, соединенные согласно-последовательно, диод, через который выходные клеммы связаны с батареей, и отводы от вольтодобаг вочных элементов, о.т .л и ч а-ю щ ее с я тем, что, с целью улучшения массо-энергетических показателей, оно снабжено ключевыми полярно-инвер- тирующими преобразователями с .выходными конденсаторными фильтрами по числу вольтодобавочных элемеьтов, транзисторным ключом и двумя группа- ми дополнительных диодов, причем входные клеммы полярно-инвертирующи>. преобразователей, за исключением первого, подключены через дополнительные диоды первой группы к отводам элементов, дополнительные диоды второй группы шунтируют выходные клеммы преобразователей и соединены последовательно между собой и с выходными клеммами, а транзисторный ключ связывает между собой положительный полюс крайнего вольтодобавочного элемента с одной из выходных клемм подключенного к нему преобразователя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 500559, кл, Н 02 У 7/00, 1974.

3. Авторское свидетельство СССР

9 517963, кл. Н 02 3 7/00, 1974.

3. Авторское. свидетельство СССР

9 500560, кл. Н 02 3 7/00, 1974.

ВНИИПИ Заказ 951/74

Тираж 615 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.ужгород,ул.Проектная,4