Устройство для питания нагрузки постоянным током Советский патент 1988 года по МПК H02J7/00 H02J7/34 

со

О5

сл to

4

СО

Изобретение относится к электротехнике, а именно к автономным системам электроснабжения постоянного тока, содержащим химические источники тока.

Цель изобретения - снижение массо- габаритных показателей.

На чертеже представлена схема устройства для питания нагрузки.

Устройство содержит первичный источник 1 питания, аккумуляторную батарею 2, состоящую из N последовательно соединенных, аккумуляторов

10

емый отклонением напряжения i-того аккумулятора от среднего значения напряжения аккумуляторов V /N.

Таким образом, аккумулятор 3.1 с меньшим напряжением через полпериода заряжается до среднего значения напряжения. Аналогично, если один из аккумуляторов имеет напряжение больше среднего значения, он не подзаряжается, как оставшиеся аккумуляторы, в то время как разрядный ток всех аккумуляторов .3.1,...3.N (через нагрузку или инвертор) одинаков, поэтому

ваются не при значении равном максимальному, а на среднем значении.

При отклонении от среднего значения напряжения нескольких аккумуляторов устройство автоматически выравнивают напряжения всех аккумуляторов.

Для того, чтобы автоматически прекращался заряд аккумуляторов и исключалось автоколебательное перераспределение энергии между аккумуляторами с четными и нечетными номерами, коэффициент трансформации трансформатора 5 инвертора 4 равен

3.1...3.N, инвертор 4 с выходнымтран-if напряжения на аккумуляторах выравни- сформатором 5, имеющим (N+1) выходных обмоток 6.1...6.(N+1) и диодов 7.1 ..t7.N. Выходные обмотки 6.1...6.(N+

+1) соединяют аноды и катоды диодов 7.1...7.N соответственно с отрица- 20 тельными и положительными выводами аккумуляторов 3.1....3.N, причем полярность упомянутых обмоток 6.1.... 6.(N+1), подключенных к каждому ак- кз мулятору 3.1...3.N, противоположна. 25 Нагрузка 8 подключается на клеммы аккумуляторной батареи 2.

Устройство работает следующим образом.

Нагрузка 8, включенная на клеммах 30 аккумуляторной батареи 2, питается либо от первичного источника 1, когда он включен, либо от аккумуляторной батареи 2, когда источник 1 отключен.

В процессе работы аккумуляторная батарея 2 заряжается до максимального значения напряжения „д,, .

Если напряжение на всех аккумуля- торах 7.1...7.N равны, к каждому из аккумуляторов (с четньми.номерами в один полупериод, а с не 1етными номерами в другой полупериод) прикладывается напряжение равное

Wi

wr

UftKK. мак. )

и.

+ли,

AKit-мало Д

ъ.

Это гарантирует отсутствие токов в диодах во всем диапазоне изменения UAKIC от ид.мпн до U VK-макс ПР от35 сутствии разбаланса между аккумуляторами 3.1,...3.N батареи 2.

Для повышения точности выравнивания напряжений с отклонением не более 0,05 В.

40 В предлагаемом устройстве при разбалансе одного аккумулятора 3.1 нагружены током две обмотки при лучшем использовании трансформатора из (N+ +1), в то время, как в известном

UAKK , где и

2U

Wz

-ьи,

2i

напряжение на каждой из выходных обмоток 6.1. ...6.(N+1) трансформатора 5; ,

uU. -.падение напряжения на дио-1

де 7.1

Напряжение вторичных обмоток 6.1. ...6.(N+1) выбрано так, чтобы при равенстве напряжений на аккумуляторах 3.1...3.N ток заряда бьш минимальным.

Как только напряжение какого-либо аккумулятора 3.1 уменьшается, в его зарядной цепи, образованной диодом 7.1 и двумя 6.1 и 6.(1+1), появляется уравнительный зарядный ток, определя

емый отклонением напряжения i-того аккумулятора от среднего значения напряжения аккумуляторов V /N.

Таким образом, аккумулятор 3.1 с меньшим напряжением через полпериода заряжается до среднего значения напряжения. Аналогично, если один из аккумуляторов имеет напряжение больше среднего значения, он не подзаряжается, как оставшиеся аккумуляторы, в то время как разрядный ток всех аккумуляторов .3.1,...3.N (через нагрузку или инвертор) одинаков, поэтому

ваются не при значении равном максимальному, а на среднем значении.

При отклонении от среднего значения напряжения нескольких аккумуляторов устройство автоматически выравнивают напряжения всех аккумуляторов.

Для того, чтобы автоматически прекращался заряд аккумуляторов и исключалось автоколебательное перераспределение энергии между аккумуляторами с четными и нечетными номерами, коэффициент трансформации трансформатора 5 инвертора 4 равен

напряжения на аккумуляторах выравни-

Wi

wr

UftKK. мак. )

и.

+ли,

AKit-мало Д

ъ.

Это гарантирует отсутствие токов диодах во всем диапазоне изменения AKIC от ид.мпн до U VK-макс ПР отсутствии разбаланса между аккумуляторами 3.1,...3.N батареи 2.

Для повышения точности выравнивания напряжений с отклонением не более 0,05 В.

В предлагаемом устройстве при разбалансе одного аккумулятора 3.1 нагружены током две обмотки при лучшем использовании трансформатора из (N+ +1), в то время, как в известном

нагружена одна из N обмоток.

Устройство работает как при заряе, так и разряде, что позволяет исключить диодную развязку и ключевой элемент в цепи питания батареи,уменьшить габариты и повысить КПД.

ормула изобретения

Устройство для питания нагрузки постоянным током, сбдержащее первичный источник питания, аккумуляторную батарею, состоящую из N последовательно соединенных аккумуляторов, инвертор с трансформатором на выходе.

313

N диодов, отличающееся тем, что, с целью уменьшения массо- габаритйых показателей, инвертор выполнен неуправляемым и включен непосредственно на клеммы аккумуляторной батареи, трансформатор инвертора имеет (N+1) выходных обмоток, диоды включены согласно последовательно.

аноды и катоды их через выходные обмотки трансформатора инвертора соединены соответственно с отрицательными и положительными выводами соответствующих аккумуляторов батареи, а полярности выходных обмоток трансформатора, попарно подключенных к каждому аккумулятору, взаимно противоположны.