Автономная система электропитания Советский патент 1979 года по МПК H02J7/34 H01M10/42 

3

верторных ячеек 5. Крайние выводы обмотки через коммутирующие ключи 5 и 5 соединены с первичным источником / и нагрузкой 2 соответственно. Коммутирующие ключи 3 по управлению связаны еще через пороговое устройство 8 с выходом счетчика 9 ампер-часов.

Работа системы электропитания протекает сл едующим образом.

В режиме сеансной нагрузки, когда мощность нагрузки Я„ превыщает расчетную мощность первичного источника РЬ ток нагрузки складывается из тока первичного источника / и тока разряда аккумулятора 10. Коммутирующие ключи 5 и 5 поочередно переключаются, образуя на каждом из полупериодов путь прохождения для составляющих тока нагрузки. Схема 7 управления путем изменения соотнощения между количеством включенных и количеством отключенных « неисправных ячеек 5 обеспечивает поддержание стабильного напряжения на нагрузке 2. Если режим сеансной нагрузки совпадает с временным отсутствием напряжения на выходе источника /, весь ток нагрузки обеспечивается за счет разряда аккумулятора 10. Логика работы схемы при этом не изменяется.

В дежурном режиме выходная мощность источника / нревыщает мощность нагрузки 2. Остаток мощности PI-Р„ идет на заряд аккумулятора 10.

Если ток заряда аккумулятора

P

cap

и

10

где t/io- напряжение на аккумуляторе, не превышающее максимально допустимого значения Л.max, логика работы системы полностью совпадает с описанной с той лишь разницей, что направление протекания тока по полуобмоткам ячеек изменяется на обратное. Если же Дар Л.тах, в системе обеспечивается стабилизация сред-, него зарядного тока на величине Л.тах Для этого пороговое устройство 8 периодически запирает коммутирующие ключи 3, обеспечивая тем самым кратковременный (несколько миллисекунд) разряд аккумулятора 10 на нагрузку 2. Время закрытого состояния ключей 3 определяется уровнем срабатывания порогового устройства 8, на вход которого поступает напряжение с выхода счетчика 9 ампер-часов. Величина этого напряжения пропорциональна количеству электричества, прошедщему через счетчик. Выбирая соответствующим образом уровни срабатывания и отпускания порогового устройства 8, легко обеспечить стабилизацию среднего значения зарядного тока.

При полностью заряженном состоянии аккумулятора 10 уровни срабатйванйя устройства 8 выбираются таким образом,

чтобы среднее значение зарядного тока равнялось нулю, т. е. чтобы количество электричества, запасенное в аккумуляторе при открытых (поочередно) ключах 3, равнялось количеству электричества, отданному Из аккумулятора при одновременно закрытых ключах 3.

Таким образом, в предложенной системе использование одного вольтореверсивного стабилизатора 4 и коммутирующих ключей 3 (по сути дела, использование одного вольтореверсивного обратимого стабилизатора) позволяет обеспечить стабилизацию напряжения иа нагрузке, стабилизацию зарядного тока, разряд аккумулятора и поддержание аккумулятора в заряженном состоянии.

В известных системах выполнение перечисленных функций обеспечивается при помощи трех регуляторов, причем напряжение на аккумуляторе может быть в зависимости от типа регуляторов либо меньще напряжения на нагрузке, либо больше, что существенным образом ограничивает область применения таких систем. Кроме того, в известных системах для управления тремя регуляторами требуется более сложное устройство управления. Наконец, выполнение вольтореверсивного обратимого стабилизатора поячейковым с дискретным регулированием напряжения позволяет наряду с исключением сглаживающих фильтров обеспечить высокую надежность системы, что также выгодно отличает предложенное устройство от известных.

Формула изобретения

Автономная система электропитания, содержащая первичный источник постоянного напряжения ограниченной мощности и аккумулятор, связанный с нагрузкой через д вольтореверсивный стабилизатор постоян, ното напряжения, состоящий из ряда основных и резервных инверторных ячеек и схемы управления ими, отличающаяс я тем, что, с целью уменьщения массогабаритов, упрощения конструкции и повышения надежности, она снабжена пороговым устройством, счетчиком ампер-часов и коммутирующими ключами, причем аккумулятор через счетчик ампер-часов соединен с цепями питания инверторных ячеек и средним выводом обмотки, охватывающей магнитопроводы трансформаторов ячеек, крайние выводы которой соединены через коммутирующие ключи с нагрузкой и первичным источником, при этом коммутирующие ключи, подключенные к первичному источнику, связаны через пороговое устройство с выходом счетчика ампер-часов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: I. KOCCOB о. A. Усилители мощности на транзисторах, М., «Энергия, 1970.№ 2. Авторское свидетельство СССР 491183, кл. Н 02 J 7/34, 1974 (прототип).