Устройство для питания нагрузки Советский патент 1978 года по МПК H02J7/34 

1

Изобретение касается эксплуатации источников питания с большим внутренним сопротивлением типа термоэлектрических генераторов, используемых совместно с аккумуляторной батареей в качестве автономных источников питания. ,

Известны источники с большим внутренним Сопротивлением, такие как полупроводниковые термоэлектрические тенераторы (ТЭГи), которые, в частности используются для питания автономных потребителей. Эти источники обычно используются совместно.с аккумуляторны ми батареями и работают при этом в режиме питания нагрузки и заряда батареи или питание нагрузки о.существляется от этой батареи.

Для стабилизации сети постоянного тока в этих установках применяются зарядно-разрядные устройства.

Известно, устройство для питания на грузки., содержащее генератор постоянного тока, буферную аккумуляторную ба тарею, систему защиты от перезаряда и и стабилизатор напряжения, причем генератор присоединен к нагрузке через эмиттер - коллекторный переход транзистора, база которого связана .с исt-очником опорного напряжения, питаемого от батареи 1.

Известно также устройство для заряда и разряда аккумуляторной батареи работающей в буферном режиме, содержащее генератор постоянного; тока сбольшим внутренним сопротивлением, разделительный диод, транзисторы, коммутирующие зарядно-разрядные це пи батареи, питание которых осуществляется от генератора переменного напряжения стабильной частоты, а управление через выходные обмотки генераторов переменного напряжения с частотой, пропорциональной стабилизированному напряжению 21. В указанном устройстве стабилизация на входных клеммах генератора постоянного тока осуществляется системой регулирования .которая подбирает необходимое зарядное или разрядное напряжение, обеспечивающее стабилизацию напряжения сети и соответствуняций режим аккумулятора.

Недостатками указанных устройств являются сложность схемы и отсутствие активного контроля за током, протекающим через генератор, т.е. в режиме холостого хода, например термоэлектрический генератор, может из строя за счет перегрева горячих спаев его термоэлектрических модулей. Цель изобретения - повышение надежности термоэлектрического генератора и увеличение срока его службы. Это достигается тем, что предлагаемое устройство для питания нагру {СИ снабжено трансформатором постоянного тока с двумя обмотками управлени одна из которых включена в цепь аккумуляторной батареи, другая - между разделительным диодом и положительной выходной-клеммой, а его выходная обмотка подключена последовательно через выпрямитель и генератор переменного напряжения в цепь эмиттер-база, регулирующего транзистора. Степень: открытия транзистора определяется сигналом, снимаемым с трансФорматора постоАнного тока, ко 1тролирующего величинутока, протека1шйего ч рез термоэлектрический генератор. Бла годаря этому обеспечивается контроль за тепловым состоянием горячих спаев термоэлектрических модулей. Схема устройства представлена на чертеже. Устройство для питания нагрузки состоит из термоэлектрического генератора (ТЕГ); трансформатора постоянного тока (ТПТ), регулирующего транзистора (РТ) и генератора переменного напряжения (ГПН). Выпрямитель В выпрямляем .переменный сигнал, поступающий с выходной об мотки трансформаторов в базу транзиCTqpa. Диод Д исключает разряд аккуму ляторной батареи через термоэлектрический генератор и транзистор при отключенной нагрузке (в режиме холостог хода). .Устройство работает следующим обра Предположим, что в начальный момен транзистор закрыт, тогда ток,, отдаваемый гейератором, протекая через упра ляющие обмотки трансформатора постоян ного тока, будет распределяться как в нагрузку (RH), так и для подзаряда аккумуляторной батареи. При этом ,Dn . Пусть далее аккумуляторы зарядили т.е. напряжение на них вьлравнилось с напряжением генератора ( акк Ь тогда при измененной нагрузке с выход ной обмотки трансформатора сигнал че рез выпрямитель В поступит на транзистор и приоткроет его в такой степени, чтобы пропустить через баластное сопротивление TRg. тот ток, который протекает чере.з батарею во время заряда. При этом 3j. , , ° как , 3w. В случае отключения нагрузки, (3.. 0 ), т.е. в режиме холостого хода и при полностью (3j О ) заряженных аккумуляторах с выходной обмотки поступает такой сигнал, который вводит..транзистор в состояние насыщения и ЗТЗР , т.е. осуществляется стабилизация рабочей точки термоэлектрического генератора, что и прёд)усматривается целью данного, изобретения - обеспечить контроль за тепловым состоянием горячих спаев термоэлектрических модулей. Предположим, что необходимо обеспечить режим разряда аккумуляторов. Для этого необходимо увеличить ток через нагрузку настолько,, чтобы он превышал величину тока, отдаваемого генератором. Тогда транзистор за счет сигнала с выходной обмотки трансформатора закроется ( ) и через нагрузку потечетток , + 3р . Таким образом, при любом режиме работы устройства с помощью трансформатора и транзистора осуществляется стабилизация некоторого гарантированного тока термоэлектрического генератора, а следовательно, и напряжения на его выходе и на нагрузке, в результате чего обеспечивается активный контроль за тепловым состоянием горячих спаев модулей. Формула изобретения Устройство для питания нагрузки, содержащее аккумуляторную батарею, работающую в буферном режиме, термоэлектрический генератор, регулирующий транзистор и разделительный диод, отличающееся teM, что, с целью повышения надежности термоэлектрического генератора и увеличения срока его службы, оно снабжено трансформатором постоянного тока с двумя обмотками управления, одна из которых включена в цепь аккумуляторной батареи, другая - между разделительными диодом и положительной выходной клеммой устройства, а его выходная обмотка подключена последовательно через выпрямитель и генератор переменного напряжения в цепь эммитер-база регулирующего транзистора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Авторское свидетельство СССР 284104, кл. Н 02,3 7/34, 196Э. 2.Авторское свидетельство СССВ 396763, кл. Н 02 3 7/34, 1968.

-f

гзг