Автономный блок питания Советский патент 1982 года по МПК H02M7/537 

Изобретение относится к электротехнике, и может использоваться в системах автономного электропитания с химическими источниками постоянного тока и статическим преобразователем постоянного тока в переменный ток более высокого напряжения.

По основному авт..св. № 58,6533 известен автономный блок питания, содержащий двухсекционный химический источник постоянного тока, два управляемых, ключа, силовой трансформатор и две цепочки, состоящие из трех согласно-последовательно соединенных диодов, между анодами первых диодов указанных цепочек включена первичная обмотка силового трансформатора, между анодами третьих диодов цепочек включена вторичная обмотка трансформатора, между анодами вторых диодов включена цепь нагрузки, параллельно второму и третьему диоду каждой цепочки включена одна из секций химического источника тока, а катод третьего диода одной из цепочек Соединен через управляемый ключ с анодом первого диода другой цепочки.

Недостатком известного устройства является ограниченная длительность действия

блока питания. При этом напряжение питания нагрузки равно разности напряжения вторичной обмотки трансформатора и химического источника тока. Чтобы увеличить напряжение питания нагрузки требуется увеличение коэффициента трансформации с учетом вторично включенного химического источника тока. Однако увеличение коэффициента трансформации ведет к увеличению количества витков вторичной обмотки трансформатора, что связано с ослаблением электромагнитной связи между обмотками

10 и неизбежным увеличением распределенной емкости вторичной обмотки. В результате возрастают потери энергии в трансформаторе. Если же не увеличивать количество витков вторичной обмотки для получения

IS высокого напряжения, а повыщать напряжение химических источников тока - увеличивается внутреннее сопротивление последних и потери энергии в них возрастают до величин, превышающих потери в трансформаторе и ключах, коммутирующих ток в об20мотке.

Цель изобретения - уменьщение потерь энергии в автономном блоке питания.

Цель достигается тем, что в цепь первичной обмотки трансформатора автономного блока питания введен конденсатор.

На чертеже показана принципиальная схема устройства.

Автономный блок питания содержит задающий генератор 1, химические источники 2 и 3 постоянного тока, развязывающие диоды 4-7, транзисторные ключи 8 и 9, силовой трансформатор 10 с обмотками 11 и 12, цепочку 13 с диодами 14-16 и выводами 17-20, нагрузку 21, цепочку 22 с диодами 23-25 и выводами 26-29 и конденсатор 30.

Блок питания работает следующим образом.

Задающий генератор 1, получая питание одновременно от источников 2 и 3 постоянного тока через диоды 4 и 5 и через диоды 6 и 7 соответственно вырабатывает противофазные сигналы и посылает их в базовые цепи транзисторных ключей 8 и 9, которые поочередно открываются и закрываются, обеспечивая одновременно прохождение тока по первичной обмотке 11 и перезаряд конденсатора 30.

Пусть открыт транзисторный ключ 8, когда разрядный ток от секции источника 2 постоянного тока проходит через первичную обмотку 11 трансформатора 10 и конденсатор 30 в направлении, обозначенном на чертеже сплощной стрелкой. Под действием тока в обмотке 11, обусловленного суммой напряжений химического источника 2 и конденсатора Зи, заряженного в предыдущий цикл (когда разряжался химический источник 3 через ключ 9) до напряжения встречной полярности, в вторичной обмотке 12 индуктируется ЭДС, которая создает ток в направлении сплощной стрелки, протекающей через диод 16, вывод 20, секцию источника 3 постоянного тока, вывод 18 и нагрузку 21, вывод 27, диод 24, вывод 28 и в обмотку 12.

Таким образом, в замкнутой цепи тока нагрузки помимо нагрузки 21 встречно включена секция источника 3 постоянного тока, который получает импульс зарядного тока. Под действием импульса зарядного тока происходит уменьщение влияния концентрационной ЭДС в источнике 3 тока и тем самым сокращается время восстановления его до состояния, когда отсутствует поляризация электродов, имевщая место при прохождении перед этим импульса разрядного тока. Источник 3 тока .получив заряд, готов к очередному разряду, когда открывается транзисторный ключ 9. Через транзисторный ключ 9 разрядный ток источника 3 тока проходит по обмотке 11 и через конденсатор 30 в направлении пунктирной стрелки. Последовательно и согласно включенные заряженный конденсатор 30 (в предыдущий цикл он заряжен от источника 2 тока) и источник, 3 тока формируют в обмотке 11 импульс тока, обусловленный удвоенной величиной напряжения,

которое вызывает ЭДС в вторичной обмотке 12 и ток в направлении пунктирной стрелки до цепи вывод 28 - диод 25 - вывод 29 - источник 2 тока - вывод - 27 - нагрузка 21 - вывод 18 - диод 15 - вывод 19. Под действием этого тока получает питание нагрузка 21 и получает зарядный импульс источник 2 постоянного тока. Далее процесс повторяется. В результате попеременного заряда и разряда химических источников 2 и 3 тока, а также перезаряда конденсатора 30

повыщается эффективность действия блока, ввиду уменьщения потерь энергии на преобразование напряжения и увеличения длительности автономного действия при питании нагрузки 21, где переменный ток используется непосредственно или преобразуется в постоянный ток с помощью выпрямителя.

Использование автономного блока питания в автоматических устройствах навигационного оборудования, например в автоматических средствах, позволяет увеличить

0 время действия аппаратуры. Увеличение автономности действия аппаратуры ведет к сокращению эксплуатационных затрат, так как увеличивается необходимый период посещения объекта для замены химических источников тока.

Кроме того, уменьщение потерь энергии в устройстве способствует также уменьщению массы блока и сокращению затрат на его изготовление.

Формула изобретения

Автономный блок питания по авт. св. № 586533, отличающийся тем, что, с целью уменьщения потерь энергии, в цепь первичной обмотки трансформатора введен конденсатор.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 586533, кл. Н 02 М 7/537, 1976.