Зарядный статический преобразователь Советский патент 1983 года по МПК H02M3/335 

а:

00

Изобретение относится к устройствам для преобразования и распределения электрической знергйн, в частности к зарядным устройствам аккумуляторных батарей. Важным параметром зарядных устройств, работающих в автономных системах злектропитания с первичным источником злектроэнергаи ограниченной мощности, является их КПД, так как он определяет вес, габариты и стоимость всей системы. Известен транзисторный преобразователь напряжения, который содержит задающий генератор, усилитель мощности, трансформатор ток Для повышения КПД вторичная обмотка транс форматора тока включена последовательно с первичной обмоткой выходного трансформатора задающего генератора- В указанном преобразователе для обеспечения зависимости мощности управления от тока нагрузки применен токовы трансформатор (Ц: Однако применение токового трансформатора усложняет схему и не обеспечивает работоотособноста при налнчии индуктивных токов, характерных для аккумуляторных батарей. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является зарядный статически преобразователь, содержащий задающий и ведомый генераторы, подключенные к усилителям мощности с выходным трансформатором и мощ ным управляемым вьшрямителем, включенным последовательно с источником питания и подключенным через некоммутируемый транзистор ный ключ с узлом управления к выводу аккумуляторной батареи 21. Недостатком известного преобразователя является то, что сигнал управления некомму тируемым транзисторным ключем не пропорционален току нагрузки (заряда) преобразователя. Необходимая мощность управления ключем выбирается из расчета максимальной величины тока, при этом не учитывается щиротно-импуль ный характер регулирования. Величина мощности управления всегда постоянная и не зависит от величины зарядного тока, что является причиной повышенного потребления схемы управления ключем и в целом преобразователя. Цель изобретения - повышение КПД за счет уменьшения мощности 5™1равления некоммутируемого ключа. Поставленная цель достигается тем, что в зарядном статическом преобразователе, содержащем задающий и ведомый генераторы, каждый из которых подключен к усилителю мощности с входными трансформаторами и мощным управлаемым двухлолупериодным выпрямителем, включенным последовательно с источником питания и подключенным к включе1шым последовательно согласно вторичным полуобмоткам выходного трансформатора, при этом выход управ12ляемого выпрямителя через некоммутируемый транзисторный ключ с узлом управления подключен к выводу аккумуляторной батареи, указанный узел управления ключа вьшолнен в виде маломощного двухполупериодного управляемого вьшрямителя, подключенного к включенным последовательно согласно дополнительным обмоткам трансформаторов усилителей мощности, средняя точка которых подключена к выводу мощного выпрямителя, а выход через ограничительный резистор - к базе транзистора некоммутируемого ключа. На фиг, 1 показана функциональная схема устройства; на фиг. 2 - эпюры напряжений в узле управления. Зарядный статический преобразователь содержит задающий 1 и ведомый 2 генераторы с трансформаторами 3 и 4 управления, которые подключены к входу задающего 5 и ведомого 6 усилителей мощности соответственно с. выходными трансформаторами 7 и 8, двухполупериодный мощный управляемый вьшрямитель 9, который подключен к последовательно согласно включенным полуобмоткам 10 и 11 выходных трансформаторов усилителей мощности, включенных последовательно с источником питания через некоммутируемый транзис-. торный ключ 12 соединенный с выводом аккумуляторной батареи. База транзисторного ключа через ограничительный резистор 13 подключена к маломощному управляемому двухполупериодному вьшрямителю 14, который подключен к согласно включенным дополнительным полуобмоткам 15 и 16 выходных трансформаторов 7 , средняя точка соединения которых подключена к выходу мощного выпрямителя. Устройство работает следующим образом. Так,как напряжение аккумуляторной батареи, например серебрянр-кадмиевой, в отсутствие импульса вольтдобавки, формируемого на выходе управляемого вьшрямителя 9, всегда выбирается больще напряжения источника питания, то 5шравляемый выпрямитель в этот момент времени заперт разницей напряжений UQ ток заряда отсутствует. Ток заряда протекает только в моменты времени, когда прис5ггствует импульс вольтдобавки. При этом импульс тока заряда определяют как .Mwn-UnMT-UaS зар.имп. 5 -напряжение вольтдобавки ВА. имп. -в импульсе; -напряжение источника питания;и об напряжение аккумуляторной батареи; внутреннее сопротивление аккумуляторной батареи. 31 Внутреннее сопротивление аккумуляторной батареи, в частности серебряно-кадмиевой, прак тически стабильно на каждой ступени заряда, поэтому величина тока в импульсе постоянная. Следовательно, ток базы некоммутируемого транэиСтсфмюго ключа 12 тоже может быть выбрау. ПОСТО4ШНЫМ. Некоммутируемый .транзисторный ключ 12 во время работы зарядного преобразователя ;на активно-индуктивную нагрузку, которой является аккумуляторная батарея, должен быть постоянно открыт, чтобы не прерывать цепь индуктивного тока, протекающего через упревляемый вьшрямитель 9, что обеспе в1вается постоянным смещением (фиг. 2), создаваемым за счет вьшрямления маломощным управляемым вьшрямителем 14 разницы прямоуголь ных напряжений каналов задающего и ведомог генераторов различной амплитуды. 1 Импульс базового тока, поддерживающий некоммутируемый транзисторный ключ в режиме насьоцения при протекании импульса зарядного тока I орд,, , обеспечивается иапряжением1 им|/ здаваемым за счет вьшрямления маломоищым выпрямителем 14 суммы прямоугольных напряжений каналов задающего и ведомого генераторов, причем щирина этого нмпульса автоматически поддерживается равной ширине импульса тока заряда. Таким образом, с введением маломощного управляемого вьшрямителя, аналогичного мощному управляемому вьшрямителю, предлагаемое устройство обеспечивает уменьшение потребления схемы управления некоммутируемым транзистс ным ключем за счет создания сигнала управления, пропорционального току заряда и равного ему по длительности при работе преобразователя на активно-индуктивную нагрузку с противо-ЭДС, т. е. аккумуляторную багарею.

ЗАРЯДНЫЙ СТАТИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий задающий и ведомый генераторы, Каждый из которых подключен к усилителю мощности с выходными трансформаторамн и мощным управляемым двухполупериодным вьшрямителем, включенным последовательно с источником питания и под- ключенным к включенным последовательно согласно вторичным полуобмоткам выходчых трансформаторов, при этом выход управляемого вьтрямителя через иекоммутируемый транзисторный ключ с узлом управления подключен к выводу аккумуляторной батарен, о т личающийся тем, что, с целью повышения КПД за счет уменьшения мощности управления, узел управления ключа выполнен в виде маломощного двухполупериодного управлаемого выпрямителя, подключенного к включенным последовательно согласно дополнительным обмоткам трансформаторов усилителей мощности, средняя точка которых подключена с к выводу мощного выпрямителя, а выход через ограничительный резистор - к базе тран(Л зистора некоммутнруемого ключа.

l/имп