Устройство для питания нагрузки Советский патент 1982 года по МПК H02J7/34 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПИТАНИЯ НАГРУЗКИ

t

Изобретение относится к электро(технике и может быть использовано для питания различной радиотехнической аппаратуры стабилизированным постоянным напряжением.

Известно устройство, содержащее источник постоянного и переменного тока, выпрямительный мост, к диаго.нали постоянного тока которого подключен фильтр и цепь отрицательной обратной связи, связанная с управляюищм входом ключа l J.

К недостаткам устройства относятся низкое качество выходного напряжения и значительные габариты.

Наиболее-близким к предлагаемому является устройство, содержащее источник постоянного тока, подключенный к нагрузке через диагональ постоянного тока выпрямительного моста, диагональ переменного тока которого соединена со вспомогательнымисточником переменного тока через управляемыйКЛЮЧ, модулятор, выходом

связанный с управляющим входом ключа, а входом с нагрузкой. Модулятор изменяет скважность работы ключа таким образом, что при воздействии дестабилизирующих факторов напряжение на нагрузке остается постоянным. Параллельно диагонали постоянного Тока выпрямительного моста подключен сглаживающий фильтр f2j.

Это устройство предназначено для

10 питания нагрузки стабилизированным постоянным напряжением преимущественно в составе электрооборудования автономных объектов, где в качестве основного или буферного источника

15 постоянного тока наиболее часто используется аккумуляторная батарея (АБ) .

Однако известное устройство обла-, дает следующими недостатками. При

30 использовании в качестве источника тока АБ ее энергоресурс в процессе работы постоянно уменьшается в то время, как мощность источника переменного напряжения используется лишь частично. Кроме того, среднее напряжение и, вследствие этого, коэффициент отдачи по энергии АБ в режиме непрерывного разряда малы. Перечисленные недостатки обуславливают низкий КПД и.малый запас энергоресурса устройства. Цель изобретения - повышение КПД устройства и увеличение его энергоре сурса. Поставленная цель достигается тем, что устройство для питания нагрузки стабилизированным постоянным напряжением, содержащее АБ, источник переменного тока, связанный через один из контактов ключа с выпрямительным мостом, фильтр и модулятор снабжено формирователем подзарядных импульсов (ФПИ), выходом связанным с АБ, а входом соединенным через дру гой контакт выполненного двухпозиционного ключа с источником переменного тока. На фиг. 1 представлена функциональная электрическая схема предлага мого устройства, на фиг. 2 - диаграммы напряжения, поясняющие сущность предлагаемого технического ре шения . Устройство для питания нагрузки стабилизированным постоянным напряж нием содержит АБ 1, нагрузку 2, выпрямительный мост 3, сглаживающий фильтр 4, источник 5 переменного тока, ключ 6, модулятор 7, ФПИ 8. Ключ 6 выполнен двухпозиционным с контактами 9 и 10. АБ 1 подключена к нагрузке 2 через параллельное соединение фильтра 4 и диагонали постоянного тока выпрямительного моста 3. Диагональ переменного тока моста 3 связана через контакт 9 ключа 6 с источником 5. Модулятор 7, входом подключенный к нагрузке 2, выходом связан с управляющим входом ключа 6 ФПИ 8 выполнен на базе вьшрямителя по двухфазной однополупериодной схе ме. В его состав входят согласуюидай трансформатор 11 с первичными 12 и 13 и вторичной 14 обмотками, выпр мительные вентили 15 и :16 и раздели тельный вентиль 17. Первичные обмот ки 12 и 13 трансформатора 11 соединены согласно-последовательно. Точ- ка их соединения связана с одной из клемм источника 5 через контакт 10 ключа 6. Последовательно с первич904 ными обмотками 12 и 13 трансформатора 11 подключены вентили 15 и 16, причем анод вентиля 15 связан с началом обмотки 12, а катод вентиля 16 связан с концом обмотки 13, а точка соединения вентилей 15 и 16 подключена к другой клемме источника 5. Начало вторичной обмотки 14 трансформатора 11 подключено к отрицательной клемме АБ 1 , а конец обмотки 14 соединен через вентиль 17 с положительной клеммой АБ 1. Устройство работает следующим образом. Напряжение от источника постоянного тока АБ 1 поступает на последовательное соединение нагрузки 2 и выпрямительного моста °3. Напряжение на нагрузке 2 контролируется измерительным органом модулятора 7, который при действии дестабилизирующих факторов изменяет длительность замкнутого состояния контакта 9 ключа 6. Изменение скважности работы ключа 6 приводит к тому, что изменяется величина напряжения на выходе вольтодобавочного вьшрямительного моста 3 (фиг.2(5), складывающееся с напряжением АБ 1 таким образом, чтобы напряжение на нагрузке оставалось постоянным. В интервалы времени, когда источник 5 переменного тока не ока зывает стабилизирующего действия, замкнут контакт 10 ключа 6 и источник 5 подключен к ФПИ (фиг.2-) . В зависимости от полярности на клеммах источника 5 ток протекает по первичной обмотке 12 трансформатора II и вентилю 15, или через вентиль 16 и первичную обмотку 13. При любой полярности на клеммах источника 5 во вторичной обмотке 14 трансформатора 11 наводится ЭДС одной и той же полярности, при которой открывается вентиль 17 и через параллехшное соединение вьшрямительного моста 3 q нагрузкой 2 и АБ 1 протекает импульс тока. Как правило, сопротивление нагрузки 2 во много раз превышает внутреннее сопротивление АБ 1 и вследствие этого практически весь импульс тока протекает через АБ 1. При больших значениях сопротивления нагрузки 2 ключ 6 более длительное время замыкает контакт 10 и происходит восполнение отданной АБ 1 емкости. Малые значения сопротивления нагрузки 2 соответствуют длительному времени замыкания контакта 9 ключа 6, в этом случае емкость АБ 1 восполняется незначительно, но при этом происходит деполяризация АБ 1. В обоих рассматриваемых случа як среднее напряжение разряда АБ I и зависящие от него коэффициенты отдачи по напряжению и энергии возрастают. Некоторое ослабление отрицательной обратной связи цепи стабилизации по напряжению, -вызываемое подзарядными импульсами з 1итывается при разработке модулятора 7. Положительный эффект, ожидаемый от использования предлагаемого изобретения, заключается в повышении КПД устройства и увеличении его энер горесурса за счет возрастания коэффициента использования установленной мощности источника переменного тока и коэффициента отдачи аккумуляторной батареи по энергии. Указанный эффект достигается благодаря тому, что отличительными признаками предлагаемого изобретения обеспечивается импульсный подзаряд аккумуляторной батареи от источника переменного тока в паузах между питанием от него вольтодо Й вочного выпрямителя. Формула изобретения Устройство для питания нагрузки стабилизированным постоянным напряжением,, содержащее аккумуляторную батарею, подключенную к нагрузке через параллельное соединение фильтра и диагонали постоянного тока выпрямительного моста, диагональ переменного тока которого связана через контакт ключа с источником переменного тока, и модулятор, входом подключенный к нагрузке, а выходом соединенный с управляющим входом ключа, отличающееся тем, что, с целью повышения КПД устройства и увеличения его энергоресурса, оно снабжено формирователем подзарядных импульсов, выходом связанным с аккумуляторной батареей, а входом соединенным через второй контакт вьтолненного двухпозиционного ключа с источником переменного тока. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе , 1.Авторское свидетельство СССР №335681, кл. G 05 F 1/56, 1970. 2.Авторское свидетельство СССР №626433, кл.С 05 F 1/56, 1976.

Ув

и,

И

Л

fpMZ.l