Автономный блок питания Советский патент 1977 года по МПК H02M7/537 

Изобретение относится к области электротехники и может использоваться в системах автономного электропитания с химическими источниками постоянного тока и статическим нреобразователем постоянного тока в переменный ток более высокого напряжения. Известны автономные блоки нитания, в которых химический источник разделен на две секции, подключенные к двум попеременно работающим половинам первичной обмотки силового трансформатора с иомош,ью двух управляемых ключей, например транзисторов. Известна также схема автономного блока питания с двумя секциями источника питания, в которой силовой трансформатор имеет одну первичную обмотку, обтекаемую переменным током. Габариты и масса трансформатора в этой схеме меньше, чем у описанных выше. Однако в этих схемах разрядный ток источника имеет постоянную составляющую и переменную составляющую с амплитудой, равной иостоянной составляющей, что недостаточно компенсирует действие поляризации электродов химического источника, например сухих батарей. Цель изобретения - увеличить длительность автономного действия блока питания путем увеличения амплитуды .переменного составляющей источника до уровня превышающего постоянную составляющую. Эта цель достигается тем, что в автономный блок питания введены две цепочки, состоящие из трех согласно-последовательно соединенных диодов, между анодами первых диодов цепочек включена первичная обмотка силового трансформатора, между анодами третьих диодов цепочек включена его вторичная обмотка, между анодами вторых диодов включена цепь нагрузки, параллельно второму и третьему аноду каждой цепочки включена одна из секций химического источника, а катод третьего диода одной из цепочек соединен через управляемый ключ с аиодом первого диода другой цеиочки. Принципиальная схема устройства показана на чертеже. Блок содержит задающий генератор 1, химические источники постоянного тока 2, 3, развязывающие диоды 4-7, транзисторные ключи 8, 9, силовой трансформатор 10 с обмотками 11, 12, цепочку 13 с диодами 14, 15, 16 и выводами 17-20, нагрузку 21 и цепочку 22 с диодами 23, 24, 25 и выводами 26-29. Работает блок питания следующим образом. Задающий генератор 1, получая питание одновременно от источников постоянного тока 2 (через диоды 4 и 5) и 3 (через диоды 6 и 7), вырабатывает противофазные сигналы и посылает их в базовые цепи транзисторных ключей 8 и 9, которые поочередно открываются н закрываются.

Пусть открыт транзисторный ключ 8, когда разрядный ток от секции источника постоянного тока 2 проходит через трансформатор 10 по его первичной обмотке И в направлении, обозначенном на чертеже сплошной стрелкой. Под действием тока в обмотке 11 во вторичной обмотке 12 индуктируется ЭДС, которая создает ток в направлении сплошной стрелки, протекаюш,ий через диод 16, вывод 20, секцию источника постоянного тока 3, вывод 18, и нагрузку 21, вывод 27, диод 24, вывод 28 и в обмотку 12.

Таким образом, в замкнутой цепи тока нагрузки помимо нагрузки 21 встречно включена секция источника постоянного тока 3, который получает импульс зарядного тока. Под действием импульса зарядного тока происходит уменьшение влияния концентрационной ЭДС в источнике тока 3 и тем самым сокращается время восстановления его до состояния, когда отсутствует поляризация электродов, имевшая место при прохождении перед этим импульса разрядного тока. Источник тока 3, получив заряд, готов к очередному разряду, когда открывается транзисторный ключ 9. Через транзисторный ключ 9 разрядный ток источника тока 3 проходит далее по общей входной обмотке 11 в направлении пунктирной стрелки, вызывая ЭДС во вторичной обмотке 12 и ток в направлении пунктирной стрелки по цепи: вывод 28, диод 25, вывод 29, источник тока 2, вывод 27, нагрузка 21, вывод 18, диод 15, вывод 19. Под действием этого тока получает питание нагрузка 21 и получает

зарядный импульс источник постоянного тока 2. Далее процесс повторяется. В результате попеременного заряда и разряда обоих источников постоянного тока 2 и 3 повышается длительность автономной работы блока на нагрузку 21, где переменный ток используется непосредственно или преобразуется в постоянный ток с помощью выпрямителя. Увеличение автономности действия аппаратуры ведет к сокращению эксплуатационных затрат, так как увеличивается необходимый период посещения объекта для замены источников тока.

Формула изобретения

Автономный блок питания, содержащий двухсекционный химический источник постоянного тока, два управляемых ключа и силовой трансформатор, отличающийся тем, что, с целью увеличения длительности автономного действия путем добавления к постоянной составляющей разрядного тока источника переменной составляющей с амплитудой большей, чем постоянная составляюшая, в него введены две цепочки, состояшие из трех согласно-последовательно соединенных диодов, между анодами первых диодов цепочек включена первичная обмотка силового трансформатора, между анодами третьих диодов цепочек включена его вторичная обмотка, между анодами вторых диодов включена цепь нагрузки, параллельно второму и третьему диоду каждой цепочки включена одна из секций химического источника, а катод третьего диода одной из цепочек соединен через управляемый ключ с анодом первого днода другой цепочки.