Имитатор активной нагрузки источника питания постояного тока Советский патент 1983 года по МПК G05B17/02 H02M7/537 

1

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в системах испытания вторичных источников электропитания.

Известно нагрузочное устройство, выполненное на основе полупроводникового /1реобразователя, обеспечивающего реку- перашШ энергии испытываемого источника питания в сеть, и содержащее, в частности, ведомый сетью тиристорный ин- вертор с блоком фазового управления (регулирования тока нагрузки), а также трансформатор согласования напряжений ;инвертора и сети fl .

Нецостатки известного устройства определяются значительными массой и габаритами, обусловленными применением в качестве согласующего элемента трансформатора, работающего на частоте сети.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является имитатор активной нагрузки источника питания постоянного тока, содержащий последовательно соединенные ключ с первым бло.2

ком управления, входной индуктивно-емкостный фильтр, неуправляемый автономный инвертор с трансформаторным выходом, выпрямитель, выходной емксютноиццуктивный фильтр и ведомый сетью ин-

5 вертор с вторым блоком управления. Указанное устройство обладает удовлетворительными массо-габаритными показателями вследствие того, что в пем в качестве согласующего элемента применено зве-

° но повыщенной частоты - Однако данное устройство имеет довольно узкую область практического использования, ограниченную только весьма мощными источниками питания, для которых неконтр и-

5 руемый бросок в момент подключения имитатора, обусловленный зарядом конденсатора входного фильтра, не представляет опасности в смысле разрущения составных элементов, ложного срабатьгоа20ния защиты и т.п.

Цель изобретения - расширение области практического использования подобного устройства путем исключения броска тока

3.ю

в выходной цопн испытываемого источника питания в момент подключения имитатора,

Псх:тавленная цель достигаетх;я тем, что , кч1Иг-;;тор активкой нвгрузки ис:точ- ника питалг.я постоянного тока, содержащий последо татт;,мьно соодинслные КЛУУ1 с первым блоком управления, входной индуктивно-емкостный фильтр, -юуправляемый автономный и}1вертор с трвнсс1Юрм.аторным выходом, выпрямитель, вых.одной емкостно-индуктивнь Й фильтр и ведсмь Й сетью и)вертор с вторым блоком управления, введен).: измернте;1ь рассоглесозаниЯ:, блок временной задерл-жи и )1 ные соответственно третьим и четвертые блоками а1равления узел предварительного заряде конденсатора и допол1П1тольный к/;точ, iipinieM один п-з входов измерителя р юсогласова чия соединен с клеммами для 1юдкл1очен15я испытываемого источника питания, друтюн вход - с .выводами конденсатора входного фильтра, Г1одключен.ными к выходу узла прея.,арите,г1ьного заряаа конаенса гора, а - с входами пер--вого и третт.его блоков управлст-тия т б.лока г временной задержки, доползгите/гьный ключ включен в цепь nvcKa ВТОРОГО блока уп-

ле;::1Н . с в;лходом блока Bpeveif loi: зг.п:ержкч,

i;.: :с-:Гже р хставлена функи,юна./;:,.рад rr:-..; ..1гаемого лмитатора ак-

ТгаНОЙ -5Г:; :-Ki Й.СТОЧНИК;1 ПИТ;1ИЛП ЛО-

стоянног-о тока.

Силовой .санал иьгататора состоит лтос;:едс 5ател:ьно соедилегпьо;кго ча .1, вход1- г;1Х Р 1:;уктивно-ек4костиогг1 фильтрп 2; неуЛ|:-::1В.:яемого aBTOHfiMHo.ro HHiiep ра 3 с TpaTj -i-ni-.N.inTOpibxi ,ом 4, выирЯ жителя 5; зь1ходиого емкостнс-шщуктиг..кого фк;-г1а 6 и ведомого сетью инвер- V., 1 со9ди}{пн с блоком 8 уп--с блоком 8

7

. Г-. r;iiBep- op у.правления... .;: измерктел1 1.0 рассогласоЕания, yix(;/uJ которого соедшень с кляммами дл5, лодключе:-: ;Я испытываемого ис-;хучникл к г Быволйсли 1сокде} сатора входно): ; фильтра 2s н узе.п 11 предварительного заряда кокденсал с)а, по вьиоду также одкгао-Ч1 Ю1ЫЙ к коэденсаторп зходнсгс фкльтра 2 и снл.бж€чшый илдкЕНцуалыг...г-.; блоком 12 упдавлсния.;ВХОД которого, как и БХо/( бпока 8 уп| авленчя, соединен с выходом -1.; Ьгерителя Ю рассогласо;3.ни.ч, Е об:new с.гп.-1.яе имитатор содерж.т канал обра-гюй связи для стабтизаиик тока нагрузкч, в KOTOpbjf аход.ят да---и- г

004

13 и задатчик 14 тока )агрузки, я также связанный о их выходами измеритель 15 рассогласования, выход которого подклюен к входу блока 9 управления, В цепь пуска блока 9 управления, а именно в рассечку между выходом задатчика 14 тока нагрузки и соответствующим входом измерителя рассогласования 15, вслчо КН К.ЛЮЧ 16, снабженный блоком 17 унравления. Вход блока 17 управления через блок 18 временной задержки сое- о вЬгходом измерителя 10 рассог.1Ова.ния,

13 процессе испытаний источника питания постоянного тока роль активной нагрузки играет ведомый сетью инвертор 7. Регулирование величины тока нагрузки осуществляетоя путем изменения угла, управления данного инвертора. Электриг.еская энергия постоя 1ного тока поступает на вход и}шертора 7, преобразуется им р, энергию переменного тока и передается в сеть, В статическом режкме инвертор 7, благодаря отрицательной обратной связи, осуществляемой с помо- пгью измерителя 15 рассогласования, стабилизирует ток нагрузки на уровне, огтродолешюм значением напряжения в оа.латл;;ко 14 тока нагрузки,

. к:оме}Т подключения имитатора к -ыл:о;;кой цепи «снытываемого источни1са i-;r.raHiisi viMeiCTCH предпосылки для воз: Л1К1Ю1;ения неконтролируемого броска TC.S::; и...:чз Koi-денсатор входного фильтра 2„ х1ск/;;:)лек.е гюдобного броска тока в г:рог:.паг/л Юл1 устройстве обеспечивается пу;л -.; ьp::л зapитe aJHoгo заряда данного Ko}ii:,f.iCiTopa узлом 11 до напряжения, .:о п ;ходно :у напряжению испытываеЬ;ого кс- очника питания. Конденсатор вы- ,.,.т о флльтрг. б зар5гж;ается одновре- -. -. i :о с конденсатором входного фильтра ; оск.)льку автономный инвертор 3 за.ч.ускао ;.cji в тот же момент, что и узел 11:. 1ЬПосредственно перед подключени- cv.i -;митатора к. испытываемому источни- ку ве.домый сетью инвертор 7 сар:л-;, .пирован нг. предельные тлы ин- вертирог-анпя, так как задающее напряжеи;;е па его управляющем -входе при разомкнутом ключе 16 находится на нулевом уровне,. Инвертор 7 вводится в рабочий режим лищь после заряда кон- дел:::атсров входного 2 и выходного 6 фклг.трюБ ч aKni.j--ieHHH ключей 1 и 16. Последнее оказивается возможным только при появлении нулевого сигнала .на выходе измерителя 10 рассогласования, под возде.йствием которого блок 8 управ- ления вьщает команду на подключение имитатора к испытываемому источнику питания, а блок 17 управления - на перевод в рабочий режим инвертора 7 с задержкой по времени, большей по величине времени включения ключа 1, Указанная задержка осуществляется с помошью блока 18 временной задержки. Таким образом, предлагаемый имитатор активной нагрузки, обладая высоки КПД и улучшенными массогабаритными показателями, вместе с тем не характеризуется коммутационными бросками.тока. Данное обстоятельство заведомо исключает развитие различного рода аварийных процессов в испытываемом источнике питания при подключении к нему имитатора активной нагрузки и непрограм мируемые срабатывания его защит.В связис этим область практического исполь зования предлагаемого имитатора оказьь ваетсявесьма широкой, т.е. охватыва отся по существу почти все возможнне вто ричные источники питания постояннохч) то ка. Формулаизобретення Имитатор активной нагрузки источника питания постоянного тока, содержащий последовательно соединенные ключ с первым блоком управления, входной индуктивно-емкостный фильтр, неуправляемый автономный инвертор с трансформаторным выходом, вьшрямитель, выходной емкое тно-индуктивный фильтр и ведомый сетью инвертор с вторым блоком управления, отличающийся тем, что, с целью расширения области практического использования путем исключения броска тока в выходной цепи испытьшаемого источника питания в момент подключения имитатора, в него введены измеритель рассогласования, блок временной задержки и снабженные соответственно третьим и четвертым блоками управления узел предварительного зарада конденсатора и дополнительный ключ, причем один вз входов измерителя рассогласования соединен с клеммами ля подключения испытываемого источника питания,, другой вход - с выводами конденсатора входного фильтра, подключенным к выходу узла предварительного заряда конденсатора, а выход - с входами первого и третьего блоков управления и блока временной задержки, дополнительный ключ включен в аепь пуска BTOpoiX) блока управления, а вход четвертого блока управления соединен с выходом блока временной задержки. Источники информации, . принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское;, свидетельство СССР № 376339, кл. Н 62 Р 9/42, 1976. 2.Зевков Д. Ф. и др. Регупнруемая активноемкостная нагрузка. - В кн.: Модуляционные преобразователи параметров напряжения и тока. Под ред. В. П. Обрусник. Томск, Изд-во Томского университета, 1980, с. 120-125, рис. 1.,