Устройство для питания нагрузки Советский патент 1980 года по МПК H02J7/00 

Изобретение относится X электротехнике и может быть использовано в автономных и стационарных системах электро питания потребителей постоянным током. Известны устройства для питания нагрузки постоянным током, содержащие источник постоянного тока, аккумуляторную батарею, секции которой соединены согласно в последовательную цепь с помощью коммутирующих вентилей, зарядные вентили и токоограничивающие резисторы в цепях секций батареи, а также нагрузку, подключенную параллельно батарее . - . Недостатком их является низкий КПД обусловленный брльщими потерями мощности источника на токоограничивающих резисторах. Использование управляемого выпрямителя снижает удельные энергетические показатели этих устройств, а необходимость переключения схемы с разряда на подзаряд батареи требует использования полностью управляемых вентилей, что усложняет устройство. Известно также устройство для питания нагрузки постоянным током, содержащее источник постоянного тока, двухсекционную аккумуляторную батарею, токоограничивающие резисторы в цепях заряда секций батареи, четыре вентиля и нагрузку, подключенную к батарее в целом , а также блок управления вентилями. При напряжении источника, достаточном для питания нагрузки, последняя питается от источника через вентили. Одновременно происходит подзаряд от источника батареи в целом и ее секций через токоограничнвающие резисторы. При снижении напряжения источника тиристор по цслючает секции батареи последовательно в цепь нагрузки 3 . Недостатками этого устройства являются низкие удельные энергетические Показатели из-за больщих потерь мощности источника на токоограничивающих

74681i;

резистбрах и неуправляемого (через диоды) йаряда аккумуляторной батареи.

.Ближайшим по технической сущности

к изобретению является устройство для питания нагрузки, содержащее источник постоянного тока, к выходньгм зажимам которого подключена батфе:я из двух конденсаторов, двухсекционную аккумуляторную батарею, крайние зажимы которой обра;зуют выходные клеййй VCT- ю ройств зарядные тиристоры, блок управления ими и токоограни ивающий дроссель. В этом устройстве обеспечиваётчзя посекционный утфавляемый прдаарад аккумуляторной батареи с последующей передачей накопленной в ней энергии в нагруа:ку И. :----- ;-- - ;::;., ; К недостаткам Схемы следует Отнести большие потери энергий при коммутации зарядных тиристоров и при передаче jo ее непосредственно от ис -очника в нагрузку, что ограничивает удельщ 1ё энергетические показатели устройства. Целью изобретения является улучше- шё удёльнБ1Х;.энергетических Шказателей, 25

Указанная цельдостигается тем, что между секциями аккумуляторной батареи включен в разрядном направлений дополнительный тиристор, а встречно параллельно ему - согласно последовательно соединенные зо зарядные тиристоры, при этом дроссель соединен одним выводом с общей точкой зарядных тиристоров, а другим - через дополнительный коммутирующий кбнденсатор со средней точкой конденсаторной 35 батареи, крайние выводы которой соединены с выходными клеммами устройства.

Начертеже приведена электрическая Схема устройства, ;

Устройство содержит источник :постоян- 40 ного тока 1, аккумуляторную батарею, выполненную в виде двух секций 2 и 3, Д1ва токоограничиваюгргх элемента, один из которых выполнен в виде линейного дросселя 4, а другой в виде трехлучевой звез- 45 ды 5, образованной ковденсаторами 6-8, Блокирующий вентилятор 9 включен между положительными клеммами источника 1 и секции 2 аккумуляторной батареи.

Тиристор 10 катодом связан с отри- 50 цательной той же секции бататреи, и анодом - с положтгельной клеммой секции 3 батарей, отфщательаая клемма которой непосредственно связайас отрйцательной клеммой источника 1, Т1фистор 55 11 анодом обязан с катодом тиристора 10 и катодом - с анодом тиристфа 12, катод которого связан с положительной клеммой секции 3 аккумуляторной батареи.

4

Отрицательная клемма секции 3 батареи связана непосредственно с отрицательной клеммой источника 1. Нагрузка 13 подключена к батарее в целом. Работой тирйс горов устройства управляет блок 14

Устройство работает следующим образом.,

При достаточном напряжении источника питания 1 нагрузка 13 питается от .источйика 1 через диод 9, При равенстве емкостей ковденсаторов 6 и 7 напряжение .на каждом из них равно половине напряжения источника 1. Для подзаряда секций 2 и 3 аккумуляторной батареи гфи достаточном напряжении источника питания по сигналам блока управления 14 щзоисходит поочередное .отпирание тиристоров 11 и 12, Так при включении тиристора 11 энергия источника питания 1, запасенная в электрическом поле ковденсатора 7, передается секции 2. аккмуляторной батареи по цепи 7-2-11-4-8 в виде импульса подзарядного тока, имеющего форму полуволны детектированной синусоиды. По окончании положительной цолуволны тока в колебательном контуре 7-2-11-4-8 тиристор 11 запирается естественным образом. По сигналу блока 14 отпир ается тиристор 12, обеспечивая аналогичным образом подзаряд секции 3 батареи по цепи 6-8-4-12-3 и перезаряд конденсатора 8. Далее процессы подзар:я1ха секдии батареи, перезаряда конденсатора 8 и восполнения от источника запаса энергии конденсаторов 6 и 7 происходят циклически с требуемой частотой.При уменьщении напряжения источника 1 до заданного значения блок 14 формирует сигнал на включение разрядного тиристора 10. При этом секции 2 и 3 батареи соединяется последовательно и воспринимают на себя требуемую часть нагрузки устройства. Тиристор 1О отключается изменением полярности его анодного напряжения при восстановлении налряжения источника 1. После этого при необходимости вновь производится подзаряд секций батареи.

Таким образом, описанное устройство позволяет снизить потери .энергии при коммутаций зарядных тиристоров и практически избежать их при передаче энергии непосредственно от источника в нагрузку.

Формула изобретения

Устройство для питания нагрузки, содержащее источник постоянного тока.

к выходным зажимам которого подключена батарея из двух конденсаторов, двухсекционную аккумуляторную батарею, крайние зажимы которой образуют выходные клеммы устройства, зарядные тиристоры, блок управления ими и TOKOorpiSничквающий дроссель, отличающееся тем, что, с целью улучшения удельных энергетических показателей, между секцияк1И аккумуляторной ; батареи включен в разрядном направлении дополнительный тиристор, а встречно параш1ел1 но ему - согласно последовательно соединенные зарядные тиристоры, при этом дроссель соединен одним выводом с общей точкой зарядных тиристоров, а другим через дополнительный коммутирующий конденсатор - со средне точкой ковденсаторной , крайние выводы которой соединены с выходными клеммами .устройства..

Источники информации, принятые Ёо внимание прн эксаврттзаб

1.Патент Японии № 51-19134,

кл. Н 023 7/34, 1976. .,

2.Патент Япошш № 51- 18133, кл. Н 02 Л 7/34, 19761

3.Авторское сввдетельство СССР N) 494804, кл. Н 023 7/34, 1975.

4.Авторское свшетельст&о СССР № 479185, кл. Н О1 М 10/42,

|Н 02 Л 7/34. 1975 (щхЛотип).