Система электропитания

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическик(53 УДК 621 316 .722.1(088.8) Дата опубликования описания 150383(72) Авторы изобретеии В.Я.Ж ков, И.Е.Коротеев, В,В.Ро инчтитуталисичесаСйЛ. ,Ы-.:1 Киевскиим 50 ордена Ленина политехнически тия Великой Октябрьскойсоциреволюции 1 Заявитель язв ьа.АЪчИве 1(54) СИСТЕМА ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ темы являютх цепей межованными истакже невоэла последних ощности,Изобретение относится к .электро.технике и предназначено для использо вания при реализации электроснабже" ния различного рода необслуживаемых автономных устройств, характеризующихся переменньвю потреблением,Известна система электропитания, содержащая два подключенных через развязывающие диоды параллельно общей нагрузке стабилизированных ис-точника напряжения, каждый из которых включает в себя регулирующий эле мент, соединенный с выходом индивидуального первичного источника питания, блок управления, один из вхо" дов которого подключен к выходу стабилизированного источника напряжения, а выход - к управляющему входу регулирующего элемента, установленный на выходе первичного источника питания датчик тока, выход которого соединен с другим входом соседнего стабилизированного источника напряжения 1)Недостатками этой сиссяналичие дополнительныду отдельными стабилизирточниками напряжения, а.можность наращивания чисдля повышения выходной м Наиболее близким к изобретению яв- ляется система электропитания, содер.жащая подключенные параллельно общвй нагрузке в частном случае однотипные стабилизированные источники напряжения, каждый из которых включает .в себя регулирующий элемент, соединенный с выходом индивидуального источника питания, широтно-импульсный модулятор, выход которого подключен к управляющему входу регулирующего зле мента, датчик выходного напряжения и источник опорного напряжения, выходы которых через сумматор соеди- - нены с сигнальным входом широтно-импульсного модулятора, блок синхрони. зации, выход которого подключен к синхронизирующему входу широтно-импульсного модулятора стабилизированного источника напряжения, а входк выходу аналогичного модулятора одного из соседних стабилизи рованных источников напряжения (2).,Нвдостатками указанной системы являются низкая эксплуатационная надежность, обусловленная значительным числом цепей, связывающих отдель ные стабилизированные источники напряжения, возможность нарушения ра ботоспособности всего комплекса вцелом при выходе из строя ведущегоисточника, эксплуатация первичныхисточников питания без учета их состояния,Цель изобретения - повышение надежности работы подобной системы электропитания,Поставленная цель достигается темчто в систему электропитания, содержащую подключенные параллельно обцейнагрузке однотипные стабилизированные источники напряжения, каждый изкоторых включает в себя регулирующийэлемент соединенный с выходом инди,видуального первичного источника питания, широтно-.импульсный модулятор, 15выход которого подключен к управляющему входу регулирующего элемента,датчик выходного напряжения и источник опорного напряжения, выходы ко"торых соединены с первым и вторым 20входами сумматора, в каждыйстабилизированный источник напряжения введены датчик тока, датчик входногонапряжения, управляемый делитель на"пряжения и коммутатор, причем датчиктока включен между выходом регулирую"щего элемента и нагрузкой, а датчиквходного напряжения подсоединен квыходу первичного источника питания,потенциальный вход управляемого делителя напряжения подключен к выходудатчика тока, а управляющий вход "к выходу датчика входного напряжения,входы коммутатора соединены с выходами управляемого делителя напряжения и датчика выходного напряжения, 35третий вход сумматора подключен к выходу коммутатора, а выход - к входуширотно-импульсного модулятора.(На чертеже представлена функциональная схема предложенной системыэлектропитания,Система содержит подключенные параллельно обцей нагрузке 1 стабилизированные источники напряжения 2-4, 45Силовая цепь каждого стабилизированного источника напряжения состоитиз последовательно соединенных инди-.видуального первичного источника пи"тания 5, регулирующего элемента б идатчика тока 7. К выходу датчикатока 7 подключен потенциальный входуправляемого делителя 8 напряжения,управляющий вход которого соединенс выходом датчика напряжения 9, установленного на выходе первичного источника питания 5. Датчик входногонапряжения 10 связан по выходу с одним из входов, коммутатора 11 и спервым входом сумматора 12. Другойвход коммутатора 11 подключен к выхо ду управляемого делителя 8 напряже"ния, Второй и третий входы сумматора 12 соединены соответственнос вы"кодом источника опорного напряжения13 и с выходом коммутатора 11, Уп-65 равляюций орган каждого стабилизированного источника напряжения выполнен на основе широтно-импульсного модулятора 14, вход которого подключенк выходу сумматора 12, а выход - куправляющему входу регулирующего элемента 6,Функционирование одного стабилиэи рованного источника напряжения, например, 2, происходит следующим образом.При малых величинах потребляемой мощности, меньших ограничиваемой веЧ личины, энергия от первичного источ= ника питания 5 через регулируюций элемент б и датчик тока 7 поступает в нагрузку 1. При этом выходное на.- пряжение, снимаемое с датчика напря" жения 10, подводится к сумматору 12, где суммируется с опорным напряжением, поступающим от источника опорно" го напряжения 13. Суммарное напряже" ние с выхода сумматора 12 подается на вход широтно-импульсного модулятора 14, который формирует импульсы управления регулирующим элементом б такйм обраэом, что на нагрузке 1 стабилизируется напряжение. В этом ре" жиме работы источника 2 напряжение, снимаемое с выхода управляемого делителя 8, не превосходит по величине напряжение на выходе датчика напряжения 10, в результате чего выход управляемого делителя 8 напряжения оказывается отключенным коммутатором 11 от входа сумматора 12.При превышении выходным напряжением управляемого делителя 8. напряжения величины выходного напряжения датчика напряжения 10, что соответству.- ет определенному значению величины выходной моцности источника 2, коммутатор 11 подключает выход делителя 8 ко входу сумматора 12. В этом режиме работы на нагрузке 1 стабилизируется мощность. Уменьшение выходного напряжения первичного источника питания 5 вызовет уменьшение напряжения на выходе датчика напряжения 9 и увеличение коэффициента передачи управляемого делителя 8 напряжения. В результате этого на вы" ходе последнего напряжение, пропор" циональное току нагрузки 1, повысит. ся и источник 2 перейдет в режим стабилизации моцности при меньшей величине выходной мощности.При параллельной работе стабилизированных источников напряжения:2-4 источник с максимальным выходным напряжением будет отдавать в нагрузку 1 максимальную мощность и при достихении этой мощностью стабилизируемой величины перейдет в режим стабили. зации мощности. В результате этого его выходное напряжение упадает до величины максимального выходного на1005241 Филиал ППП фПатент", г.ужгород,ул.Проектн пряжения; определяемого одним иэ оставшихся источников, Возрастание выходной мощности системы электропитания соответствует постепенному переходу источников 2-4 в режиМ стабилизации мощности, причем очередностьперехода определяется величиной стабилиэируемого выходного напряжения,а также величиной напряжения первичного источника питания, т.е, величиной ограничиваемой мощности, Последним в режим стабилизации мощности перейдет источник, обладающий минимальной величиной выходного стабилиэируемого напряжения и максимальной величиной выходной стабилизируемой мощ" 15ности.Достоинства предложенной системы .электропитания наиболее полно проявляются при использовании в качествепервичных источников питания. 5 аккумуляторных батарей, максимальный токразряда которых ограничен а выходное напряжение в процессе разрядауменьшается.В этОм случае максиМальная мОщность, отбираемая от того или иногоаккумулятора в процессе его разрядадолжна уменьшаться для Ограничениямаксимального тока разряда. Вследствие .прямо пропорциональной зависимости величины ограничиваемой мощностиисточников 2-4 от величины напряжения первичных источников питания 5система электропитания обеспечиваетравномерный разряд аккумуляторныхбатарей и практически одновременную 35их выработку,Предложенная система электропиха".,ния выгодно отличается от известныхтакже тем, что ее выходную мощностьможно увеличить путем параллельного 40соединения унифицированных стабилизированных источников напряжениятолько по силовым цепям, при этомисключается возможность перегрузкиотдельных источников, повышается ста.45бильность выходного напряжения, а также учитывается состояние первичных источников питания, что улучшает режим их использования, а такжепозволяет избежать перегрузок отдель"ных стабилизированных источников напряжения по току.Формула изобретенияСистема электропитания, содержа-щая подключенные параллельно общейнагрузке однотипные стабилизирован"ные источники напряжения, каждый изкоторых включает в себя регулирующийэлемент, соединенный с выходом индивидуального первичного источника питания, широтно-импульсный модулятор,выход которого подключен к управляющему входу регулирующего элемента,датчик выходного напряжения и источник опорного напряжения, выходы,которых соединены с первым и"вторымвходами сумматора, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения надежности работы, в каждый ста"билизированный источник напряжениявведены датчик тока, датчик входного напряжения, управляемый делительнапряжения и коммутатор, причем датчик тока включен между выходом регу-.лирующего элемента и нагрузкой, адатчик входного напряжения подсоеди"нен к выходу первичноо источника питания, потенциальный вход управляемого делителя напряжения подключен квыходу датчика тока, а управляющийвход - к выходу датчика входного наряжения, входы коммутатора соединенц:с выходами управляемого делителя на ,пряжения и датчика выходного напряжения, третий вход сумматора подключен к выходу коммутатора, а выходк входу широтно-имнульсного модул 6тора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРВ б 10239, кл, Н 02 Л 3/38, 1978.2. Авторское свидетельство СССРФ 610239, кл. Н 02 У 1/10, 1972. ВНИИПИ Заказ 1920/74Тираж Б 15 Подписное