Устройство для питания нагрузки Советский патент 1983 года по МПК H02J7/34 

о

SD

:о :

ю

-vl

Изобретение относится к электротехнике, а именно к ав-тономным системам электропитания постоянного тока, содержащим химические истопники тока.

Известно устройство для пита- НИН нагрузки постоянным током; в котором нагрузка, находится под суммарным напряжением последовательно-соединенных секций аккумуляторов, которые поочередно получают энергию зарядЬ от источника постойнного тока через ключевые ячейки, число которых равно числу секций 1.

Однако, данное устройство имеет ряд недостатков. Понижающих надежность его работы. Это сложность и громоздкость из-за наличия большого числа ключевых йчеек, каждая из которых сама по себе достаточно сложна. Поочередный заряд аккумуляторов допускает возможность работы отдельных аккумуляторов в различных режимах, при этом также увеличивается время заряда батареи. Кроме того, существует возможность недопустимо глубокого разряда аккумуляторов .

Наиболее близким к предлагаемому является блок питания, содержащий батарею, состоящую из М последовательно соединенных аккумуляторов, и инвертор, имеющий управляемые ключи, выходной трансформатор и Ы выравнивающих ячеек , каждая из которых содержит два транзистора, два резистора и две обмотки, именядие отвод от средней точки Г 2. .

Недостатками этого устройства являются сравнительно невысокая .надежность работы, а также ухудшенные массогабаритные показатели вследствие использования сложной многоэлементной схемы, включающей в себя два звена преобразования, каждое из которых, в свою очередь, имеет сложное схемотехническое исполнение.

Цель изобретения - повышение надежности и снижение массогабаритных показателей устройства.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для питания н грузки, содержащем батарею, состоящую из N аккумуляторов и параллельно к ней подкЛоченнйй преобразователь, имеющий управляелолй ключевой элемент,, выходной трансформатор и N выравнивающих ячеек, каждая из ячеек содержит, одну выходную обмотку трансформатора, подключенную через выпрямитель к соответствующему аккумулятору в батарее, а-преобразователь выполнен в виде управляемого преобразователя постоянного тока, управляющий вход которого соединен с вы,ходом блока контролярежима рабоТ.Ы, установленного в цепи батареи.

На чертеже представлена схема устройства для питания нагрузки.

Устройство для питания нагрузки содержит первичный источник 1 питания ограниченной мощности, соединенный с буферной аккумуляторной батареей 2, состоящей из N аккумуляторов 3.1,...3N и управляемый блоком 4 контроля режима работы силовой регулирующий блок 5, включающий в себя импульсный преобразователь б постоянного тока, выходные обмотки 7.1,...7N которого через выпрямители 8.1,... ,8.N подключены к соответствующим аккумуляторам 5 3.1,...,ЗМ, ключ 9, развязывающие диоды 10 и 11, нагрузку 12.

Устройство работает следующим образом.

Величина постоянного напряжения Q на выходных обмотках 7.1, ,.4,7№ управляемого преобразователя б постоянного тока регулируется в диапазоне от О iH помощью управляющего сигнала, поступающего на еговход с блока 4 контроля режима работы.

Режим работы блока 4 контроля и состав входящих в него зависят как от типа применяемого химического источника тока и накладываемых ограничений на его работу, так и от алгоритма работы всего устройства для питания нагрузки. Рассмотрим один из возможных вариантов работы.

5 - Блок 4 контроля включает в себя, в частности звено обратной связи по напряжению импульсного преобразователя б постоянного тока. Контроль

напряжений осуществляется на каждом Q из элементов и на батарее в целом. Уровень уставки меняется в соответствии с режимом работы аккумуляторов в процессе циклирования. Это осуществляется путем выделения максимального из напряжений на аккумуляторах и формирования на выходе

блока 4 сигнала управления импульсным преобразователем б, пропорционального напряжению уставки. В этом случае остальные аккумуляторы доза0 ряжаются до этого же уровня и напряжения на аккумуляторах выравниваются. При этом в процессе циклирования уровень уставки по напряжению автоматически меняется (в соответствии

5 с изменением напряжения на аккумуляторах) от максимального значения, соответствующего полностью заряженному состоянию аккумуляторов

и Ui

ilCT MOKt Ак к ъар Mbicc доп

до минимального, соответствующего максимал но глубокому разряду

1стмми АК

рагмии АОП Заряд батареи 2 происходит от первичного источника 1 через ключ 9. Величина уставки напряжения бло ка 4 контроля равна наибольшему из напряжений на аккумуляторах. Если напряжения на всех аккумуляторах равны, т.е. -„ tJ,,U и WC AKj АК,. AK,f., XKMI i то импульсный преобразователь б не участвует в заряде аккумуляторо Но как только на каком-либо К-том аккумуляторе напряжение становится ,ниже, данный К-тый аккумулятор начинает дозаряжаться до уровня напр жения уставки. При достижении напряжения устав ки максимального уровня и . D NUTMOKC Зар (т.е. К-тый аккумулятор (К 1,N) полностью зарядился) ключ 9 размыкается и импульсный преобразователь б переходит в режим подзаряда батареи. ,. В режиме разр5ща .батареи 2 на нагрузку 12 устайка по напряжению преобразователя 6, устанавливаемая блоком 4 контроля, равна наибольшё- му напряжению на аккумуляторах. Если напряжение накаком-либо аккумуляторе становится .ниже напряжения уставки, данный аккумулятор подзаряжается до уровня напряжения уставки. Таким образом, происходит выравЛ ивани€ 1напряжений на отдельных аккумуляторах, что способствует повышению разрядной емкости батареи, а следовательно, увеличению срока актив юго функционирования устройства для питания нагрузки. При этом предлагаемое устройство отличается более высокой надежностью и обладает лучшими массогабаритными показателями.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПИТАНИЯ НА-; ГРУЗКИ, содержащее батарею, состоящую из N аккумуляторов, и параллельно к ней подключенный преобразова- тель, имеющий управляемый ключевой . элемент, выходной трансформатор и Ь выравнивающих ячеек, о т л и чающееся тем, что , ,с целью повышения надежности и снижения массогабаритных показателей, каждая из ячеек содержит одну выходную Обмотку упомянутого трансформатора, подключенную через выпрямитель к соответствующему аккумулятору в батарее, а преобразователь выполнен в виде управляемого преобразователя постоянного тока, управляющий вход которого соединен с выходом блока контроля режима работы, установленного в цепи батареи.