Автономная система электропитания Советский патент 1975 года по МПК H02J7/34 

1

В известных автономных системах электропитания, содержащих первичный нерегулируемый источник напряжения постоянного тока и буферный аккумулятор, подключенный через регулятор напряжения к выходным клеммам, при изменении параметров первичного источника напряжения на выходе создается неблагоприятный , т. е. известные системы работают неэффективно при изменении параметров первичного источника напряжения.

Цель изобретения - повысить эффективность использования первичиого источншса при изменении его параметров.

Эта цель достигается тем, что автономная система электропитания снабжена дополнительным регулятором напряжения, включенным между указанным источником и выходными клеммами, причем дополнительный регулятор выполнен или в виде транзисторного усилителя постоянного тока с широтно-импульсной модуляцией или в виде транзисторного преобразователя постоянного тока в переменный с регулируемым выпрямителем на выходе.

На фиг. 1 представлена припципиальная схема автономной системы электропптания с дополнительным регулятором напряжения в виде транспортного усилителя постоянного тока с широтно-импульсной модуляцией; на

фиг. 2 - то же в виде транзисторного преобразователя постоянного тока в переменный с регулируемым выпрямителем на выходе.

Автономная система электропитания содержит первичный нерегулнруемый источник напряжения постоянного тока 1, буферный аккумулятор 2, импульсный стабилизатор напряйсения 3 (регулятор напряжения), в которых входят: измерительный орган и модулятор 4, а также усилитель мощности с фильтром 5, подключенный к нагрузке 6. Между первичным источником 1 и нагрузкой 6 включен дополнительный регулятор 7, который также содержит измерительный орган с модулятором 8 и усилитель мощности с фильтром 9.

Импульсный стабилизатор нанряжения 3 содержит транзисторы 10, 11, шунтирующие диоды 12, 13, дроссель 14 и конденсатор 15.

В схеме на фиг. 1 дроссель 14 и параллельный транзпстор 11 включены со стороны буферного аккумулятора 2, а в схеме фиг. 2- со стороны нагрузки 6.

Элементами фильтра в регуляторе 7 являются дроссель 16 и конденсатор 15 фильтра импульсного стабилизатора 3.

Усилители 9 дополнительного регулятора 7 различны в схемах фиг. 1 и 2.

В схеме на фиг. 1 использован простейший импульсный усилитель в виде транзистора 1

с шунтирующим диодом 18. в схеме на фиг. 2 применен транзисторный иреобразователь 19 и регулируемый выпрямитель 20, выполненный на тиристорах (как показано на фиг. 2), либо на транзисторах. На входе фильтра включен шунтирующий диод 21. Схема (фиг. 1) отличается максимальной простотой, вторая схема (фиг. 2) может оказаться предпочтительнее, так как в ней реализована частичная модуляция и могут быть использованы как инверторный, так и выпрямительный режим усилителя 9.

Рассмотрим в качестве примера работу схемы, представленной на фиг. 1.

В начале работы системы источник 1 обеснечивает максимальную внутреннюю э.д.с. В зависимости от диаграммы нагрузки за весь срок службы устанавливается желательный режим (максимальной выходной мощности, номинального тока или номинальной мощности) источника 1.

Этот режим в дальнейшем отслеживается измерительным органом и модулятором 8, которые определяют коэффициент заполнения имнульсов на входе транзистора 17. В дежурном режиме, когда мощность нагрузки 6 невелика, питание ее осуществляется от источайка 1, а избыток мощности поступает в аккумулятор 2, через транзистор 10 и дроссель 14. Измерительный орган и модулятор 4 осуществляют изменение длительности импульсов на входе транзисторов 10, И, при котором обеспечивается стабилизация напряжения на нагрузке 6.

При значительном увеличении тока нагрузки 6 направление потока мощности через обратимый регулятор изменится на противоположное. Дополнительный ток поступает в нагрузку 6 через дроссель 14 и диод 12, причем транзистор 11, подключая периодически дроссель 14 накоротко к зажимам аккумулятора 2, обеспечивает необходимый отбор мощности от аккумулятора 2. При изменении параметров первичного источника 1 измерительный орган с модулятором 8 изменяют коэффициент заполнения импульсов на входе

транзистора 17 так, чтобы реализовать выбранный закон изменения мощности на выходе источника 1.

Аналогично осуществляется работа системы питания, представленной на фиг. 2, с тем отличнем, что транзистор 11 обеспечивает работу регулятора 3 в режиме заряда аккумулятора 2, транзистор 10 в режиме разряда, а контроль и регулирование выходной мощности источника 1 обеспечивается при помощи

преобразователя 19 и регулируемого выпрямителя 20 по сигналу блока 8.

Предмет изобретения

1. Автономная система электропитания, содержащая первичный нерегулируемый источник напряжения постоянного тока и буферный аккумулятор, подключенный через регулятор напряжения к выходным клеммам, отл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения эффективности использования первичного источника при изменении его параметров, она снабжена дополнительным регулятором напряжения, включенным между указанным источником напряжения и выходными клеммами.

2.Автономная система электронитання по п. 1, отличающаяся тем, что дополнительный регулятор напряжения выполнен в

виде транзисторного усилителя постоянного тока с широтно-имнульсной модуляцией.

3.Автономная система электропитапия по п. 1, отличающаяся тем, что дополнительный регулятор напряжения выполнен в

Биде транзисторного нреобразователя ностояиного тока в переменный с регулируемым выпрямителем иа выходе.

L

I