Устройство для питания нагрузки постоянным напряжением Советский патент 1979 года по МПК G05F1/64 

Предлагаемое устройство относится к области электроснабжения и может быть использовано при питании неравномерной нагрузки, содержаишй кратковременные импульсы бопьшой мощности, от химических источников ограниченной мощности. Известно устройство для питания нагрузки постоянным напряжением .l. Наиболее близким по технической сущности к предложенному изобретению является устройство пля питания нагрузки постоянным напряжением, содержащее первичный источник питания с падающей вольтамперной характеристикой, измерительный yзeл входом подключенный к выходным зажимам, а выходом - к управляющему входу регулирующего органа, выход которого подключен к одному из входов усилителя мощности, другой вход которого подключен к выходу задающего генератора, цепь питания которого подкл чена к выходным зажимам первичного источника питания, а трансформагорный выход усилителя мощности подключен к выпрямителю, соединенному согласно и последовательно с одним из выходных зажимов 2. Цель изобретения - повыщение энергетических показателей при обеспечении неравномерных графиков нагрузок, содер)жащих кратковременные импульсы большой мощности. Поставленная цель достигается тем, что иэвесгное устройство дополнительно снабжено релейным датчиком напряжения, вход которого подключен к выходным зажимам источника питания, и коммутирующим узлом, включенным к выходу релейного датчика напряжения. Кроме того коммутирующий узел выполнен в виде компенсационного стабилизатора напряжения, регулирующий орган которого и включен . в цепи питания задающего генератора, а релейный датчик напр$ жения выполнен в виде делителя напряжения, который и подключен входом к выходным зажимам первичного источника питания, электронного кпюча, выход которого соединен 6 выходом усилителя постоянного тока ком пенсационного стабилизатора напряжения и порогового элемента, подключенного к выходу упомянутого делителя напряжения и ко входу электронного ключа. На фиг. 1 прецставпена структурная схема устройства для сжатия нагрузки постоянным напряжением, на фиг. 2 - электрическая схема коммутирующего узла, выполненная в випе компенсацион- ного стабилизатора напряжения, а на фиг. 3 - диаграмма работы устройства; Устройство сопержнт первичный источ ник питания 1 с падающей вольтамперной характеристикой, измерительный узел 2, входом подключенный к выходным зажимам, а выходом - к управляющ му входу регулирующего органа 3, выхо которого подключен к одному из входов усилителя мощности 4, другой вход усилителя мощности 4 подключен к выходу задающего генератора 5, цепь питания которого подключена к выходным зажимам первичного источника питания 1. Трансформаторный выход усилителя мощности 4 подключен к выпрямителю 6, который согласно и последовательно вклкэчен в плюсовую пепь источника, благодаря чему происходит суммирование напряжений источника 1 и выпрямителя 6. Устройство также снабжено рел ным датчиком напряжения 7, подключенным к выходным зажимам источника питания 1 и коммутирующим узлом 8, включенным в цепь питания задающего генератора 5. Управляющий вход jcoMMyтирующего узла подключен к выходу релейного датчика напряжения 7. В связи с тем, что напряжение источ ника и, следовательно, напряжение пита ния задающего генератора в зависимости от величины нагрузки меняется в щи роких пределах, целесообразно для повыщения надежности работы задающего генератора (стабильности его частоты) и усилителя мощности коммутирующий узел 8 выполнить в виде компенсационного стабилизатора напряжения, как это представлено на фиг. 3. Стабилизатор выполнен по схеме с последовательным включением регулирующего органа 9 в цепь питания задающего генератора 5. Релейный датчик напряжения 7 выполнен в виде делителя напряжения Ю, который и подключен входом к вы- ходным зажимам первичного источника питания 1, электронного ключа 11, выходом соединенного с выходом усилите- 34 ля постоянного тока 12 компенсационного стабилизатора напряжения и порогового элемента 13, подключенного к выходу делителя 10 и ко входу электронного ключа 11. Поскольку выход усилр теля постоянного тока 12 щунтирован электронным ключом 11, управляемым по уровню напряжения источника делите-лем напряжения 10 и пороговым элементом 13, то стабилизатор выполняет роль коммутирующего узла 8 (при открытии ключа 11 закрывается регулирующий орган Э). Устройство работает следующим образом. При изменении тока нагрузки от О до значения 1 (фиг. з) напряжение на нагрузке изменяется по естественно вольтамперной характеристике источника (участок а на фиг. З) и в этом случае напряжение на нагрузке не менее минимального допустимого значения и )у, . Такой режим обеспечивается отключением задающего генератора 5 коммутирующий узлом 8, по сигналу релейного датчика напряжения 7, который формирует сигнал, запирающий Коммутирующий узел 8 до тех пор, пока напряжение источника находится в пределах допустимого (т. ё. не менее ). Одновременно сигналом с из- , мерительного узла 2 (фиг.1) будет закрыто регулирующий орган 3. При дальнейшем увеличении тока нагрузки, превышающем значение 1 , сигналом с выхода релейного датчика напряжения 7 включается коммутирующий узел 8, подающий питание на задающий генератор 5. В это же время по сигналу с измерительного блока 2 через регулирующий орган 3 подается питание на усилитель мощности 4, при этом величина напряжения питания усилителя мощности соответствует с учетом коэффициента трансформации трансформаTopei такому значению, чтобы сумма напряжения источника и напряжения вольтодобавки (напряжение вторичной обмотки трансформатора) была равна . Таким образом при работе вольтодобавочного устройства (участок вольтамперной характеристики d) осуществляется непрерывно поддержание напряжения на нагрузке, равное Ynw . Рассмотрим работу устройства дпя питания нагрузки, когда в качестве коммутирующего узла 8 и репейного датчика напряжения 7 используется компенсационный стабилизатор напряжения, изображенный на фиг. 2. Если напряжение первичного источника 1 (на Лиг. 2 показаны его клеммы + и - ) больше то напряжение, снимаемое с делителя 10, превышает напряжение пробоя порового элемента 3 и в этом случае электронный ключ (транзистор) 11 открыт и снова коллектор-эмиттерным переходом шунтирует усилитель постоянного тока 12. Вследствие этогс( транзисторы регулирующего блока 9 будут закрыты и задающий генератор 5 обесточен: Одновременно сигналом с измерительного узла 2 (фиг. 1) будет закрыто регулирую щий орган 3 в цепи питания усилителя мощности 4). При увеличении нагрузки свыще значения тока1 , напряжение на зажимах первичного источника падает, что приводит к полному запиранию электронного ключа 11 (в дальнейшем при 1 1 электро ный ключ 11 на работу компенсационного стабилизатора напряжения не оказывае никакого влияния). Необходимый уровень напряжения питания задающего генератора 5 поддерживается системой регулирования напряжения, состоящей из регулирующего органа 9, управляемого усилителем постоянного тока 12, сигнал на который поступает от измерительного делителя 14, включенного на зажимы задающего генератора 5. Из рассмогрення работы предлагаемого устройства следует, что всякий раз при переходе тока нагрузки через значение меняется режим работы устройства, при этом на участке а (фиг. З) потреб ление энергии на собственные нужды устройства MWivu.ianbHo: задающий генератор б устройство работает в режиме вольто добавки со стабилизацией напряжения на нагрузке. Наряду с тем, что коммутирующий узеп 8 осушествпяет управление задающим генератором 5, оно поддерживает стабильным его напряжение пнт&ния, что повышает надежность работы (стабильность частоты) ее только задающего генератора, но и всего устройства в целом. Формула изобретения 1. Устройство для питания нагрузки постоянным напря 4 ением, содержащее первичный источник питания с падавшей вольтамперной характеристикой, измерительный узел, входом подключенный к выходным зажимам, а выходом - к управляющему входу регулируюшего органа, выход которого подключен к одному из входов усипитепя мощности, другой вход которого подключен к выходу задающего генератора, цепь питания которого подключена к выходным зажимам первичного источника питания, а трансформаторный выход усилителя мощности подключен к вьтрямителю, соединенному согласно и последовательно с одним из выходных зажимов, отпичаюше.ес я тем, что, с целью повышения энергетических показателей при обеспечении неравномерных графиков нагрузки, со „... . „.„.,...„., держащих кратковременные импульсы большой мощности, устройство для питанид снабжено релейным датчиком нanряжения, вход которого подключен к выходн тм зажимам источника питания, и коммутирующим узлом, включенным в цепи питания задающего генератора и управляющим входом, подключенным к выходу релейного датчика напряжения. 2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ющ е е с я 1тем, что, с целью повышения иадежности работы, коммутирующий узел выполнен,в виде компенсационного стабилизатора напряжения, регулирующий органкоторого и включен в цепи питания задающего генератора, а релейный датчик напряжения выполнен в виде делителя напряжения, который и подключен входом к выходным зажимам первичного источника питания, электронного кпюча, енход которого соединен с выходом усипителяпостоянного тока компенсационного стабилизатора напряжения и порогового элемента, подключенного к выходу упомянутого делителя напряжения и ко входу электронного ключа. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе заявки 1.Патент США № 2989686, кл. 323-56, 1970. 2.Авторское свидетельство СССР № 358693. кл. G05F 1/64, 1971.

Ljem

Гп 7

I S

f

J