Устройство для питания нагрузки постоянным током Советский патент 1977 года по МПК H02J7/00 

1

Изобретение относится к области электротехники и может быть иснользовано для питания нагрузки стабильным напряжением от электрохимических источников тока.

По основному авт. св. № 280615 известно устройство для питания нагрузки постоянным током, содержащее основной источник нитания, источник вольтодобавки, периодически подключаемый к нагрузке последовательно с основным источником питания. Коммутация обоих источников производится с помощью двух управляемых вентилей-тиристоров. Для обеспечения коммутации тиристоров устройство содержит конденсатор и резистор.

При использовании в качестве основного источника питания одного из известных генераторов прямого преобразования энергии, например электрохимического генератора, а в качестве вольтодобавочного-аккумуляторной батареи, ресурс работы устройства ограничен емкостью вольтодобавочного источника нитания, что требует использования аккумуляторной батареи большой емкости. Использование аккумуляторной батареи лищь в качестве источника электрической энергии характеризует систему значительной массой и габаритами за счет низкой эффективности использования аккумуляторов. Габариты и массу аккумуляторной батареи (и устройства в целом) можно значительно уменьшить при использовании последней в качестве электрохимического накопителя, периодически подзаряжаемого от основного источника. Для этого необходимо создать канал передачи энергии из основного источника в вольтодобавочный-аккумуляторную батарею, которая при этом будет работать в режиме накопителя. Это позволит существенно зменьшить массу устройства в целом и увеличить его рабочий ресурс.

Целью изобретения является увеличение рабочего ресурса устройства. С этой целью зстройство для питания нагрузки постоянным током дополнительно снабжено двумя тиристорами и LC-цепью, дроссель которой содержит отвод от части витков его обмотки, причем LC-цепь через первый дополнительный тиристор подключена параллельно нагрузке, а второй дополнительный тиристор включен между отводом дросселя LC-цепи и положительной клеммой вольтодобавочного источника питания.

Электрическая схема предлагаемого зстройства представлена на чертеже.

Устройство для питания нагрузки постоянным током содержит тиристоры 1, 2, коммутирующий конденсатор 3, диод 4, нагрузку 5, основной источник нитания 6, вольтодобавочный источник 7, вспомогательный резистор 8, дополнительные тиристоры 9, 10, дроссель И и конденсатор 12, составляющие LC-цепь.

Устройство работает следующим образом.

При открытом тиристоре 2 нагрузка через диод 4 питается от основного источника 6, например электрохимического генератора. Импульсный сигнал управления поступает на управляющий электрод тиристора 9, последний отпирается и конденсатор 12 заряжается от основного°источника 6 в резонансном режиме по цепи: «+, клемма источника 6, тиристор 9, дроссель 11, диод 4, открытый тиристор 2, «- источника 6. По окончании резонансного заряда конденсатора 12 обеспечивается естественное самопогасание тиристора 9. Затем импульсный сигнал поступает на управляющий электрод тиристора 10, который, отпираясь, подключает заряженный конденсатор 12 к вольтодобавочному источнику 7 - аккумуляторной батарее. Через источник 7 проходит импульс зарядного тока, обусловленный резонансным разрядом конденсатора 12 через часть витков дросселя 11, тиристор 10 и источник 7. По окончании резонансного разряда конденсатора 12 тиристор 10 запирается естественным образом.

Таким образом, при напрял ении источника 6, достаточном для питания нагрузки, происходит подзаряд источника 7 импульсным током. При увеличении нагрузки устройства (или при снижении напряжения источника 6 ниже допустимого уровня по другим причинам) отпирается тиристор 1, подключая вольтодобавочный источник 7 к нагрузке последовательно с основным источником 6. Тиристор 2 при этом запирается за счет разряда коммутирующего конденсатора 3. Как и в устройстве по основному авторскому свидетельству, поочередная коммутация тиристоров 1, 2 при регулировании относительной длительности проводящего состояния тиристора 1 обеспечивает поддержание постоянства среднего значения напряжения на нагрузке. В периоды

времени, когда открыт тиристор 2, производится подзаряд источника 7, как было описано выще, но благодаря периодическому подключению источника 7 в цепь нагрузки, последний в описываемом режиме работы заряжается асимметричным переменным током.

Использование дополнительных элементов- тиристоров 9, 10 и LC-цепи 11, 12 - позволяет при питании нагрузки от основного источника

6при необходимости производить заряд источника 7 импульсным током, а при участии источника 7 в питании нагрузки обеспечить заряд последнего асимметричным переменным током, что обеспечивает достижение цели изобретения. Кроме того, предлагаемое устройство выгодно отличается от прототипа при режимах малой нагрузки основного источника, например электрохимического генератора, когда в известных устройствах велики потери холостого хода. Осуществление в этих режимах заряда аккумуляторной батареи - источника

7позволяет улучщить использование установленной мощности основного источника за счет обеспечения более равномерного потребления мощности последнего, а запасенная в источнике 7 в режиме малой нагрузки энергия может быть использована в режимах «пикового энергопотребления.

Формула изобретения

Устройство для питания нагрузки постоянным током по авт. св. № 280615, отличающееся тем, что, с целью увеличения ресурса, оно дополнительно снабжено двумя тиристорами и LC-цепью с отводом от части витков обмотки дросселя, причем LC-цепь через первый дополнительный тиристор подключена параллельно нагрузке, а второй дополнительный тиристор включен между отводом дросселя LC-цепи и положительной клеммой вольтодобавочного источника питания.