Устройство для питания нагрузки

СОЮЗ СОВЕТСКИХ ОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК д 1 Н 02 Э 7/ тфЪ У 1 гуИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ЯД:т 0 ТР,и НИЯ НА-: состояраллель. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Куйбышевский ордена ТрудовогоКрасного Знамени политехническийинститут им. В.В. Куйбыаева"(56) 1. Авторское свидетельство ССМ 748665, кл. Н 02 3 7/34, 1978.2, Авторское свидетельство СССРР 653701, кл. Н 02 3 7/00, 1977.(54)(57) усуРОйстВО ДЛЯ ПИГРУЗКИ, содержащее батареющую из Й аккумуляторов, и ВО .Ы 2 ыгт но к ней подключенный преобразователь, имеющий управляемый ключевой элемент, выходной трансформатор и М выравнивающих ячеек, о т л и ч а ю щ е е с я тем, чтос целью овышения надежности и снижения массогабаритных показателей, каждая из ячеек содержит одну выходную сбмотку упомянутого трансформатора, подключенную через выпрямитель к соответствующему аккумулятору в батарее, а преобразователь выполнен в виде управляемого преобразова теля постоянного тока, управляющий вход которого соединен с выходом блока контроля режима работы, установленного в цепи батареи.60 65 Изобретение относится к электротехьике, а именно к автономным системам электропитания постоянноготока, содержацим химические исто 4- ники тока.Известно устройство для пита- .ния нагрузки постоянным током, вкотором нагрузка. находится под суммарным напряжением последовательно соединенных секций аккумуляторов,которые поочередно пблучают энергиюзаряда от источника постоянного тока через ключевые ячейки, число которых равно числу секций 11.Однако 1 данное устройство имеетряд недостатков, понижающих надежность его работы. Это сложность игромоздкость из-за наличия большого числа ключевых ячеек, каждая иэкоторых сама по себе достаточносложна. Поочередный заряд аккумуляторов допускает воэможность рабогыотдельных аккумуляторов в различ".ных режимах, при этом также увеличивается время заряда батареи. Кроме того, существует возможность недо.пустимо глубокого разряда аккумуляторов.Наиболее близким к предлагаемомуявляется блок питания, содержащийбатарею, состоящую иэпоследоваф тельно соединенных аккумуляторов, иинвертор, имеющий управляемые ключи,выходной трансформатор и Й выравнивающих ячеек, каждая иэ кОторыхсодержит два транзистора, два резистора и две обмотки, имеющие Отводот средней точки 2 ,Недостатками этого устройстваявляются сравнительно невысокая,надежность работы, а также ухудшенные массогабаритные показателивследствие использования сложноймногоэлементной схемы, включающейв себя два звена преобразования,каждое иэ которых, в свою очередь,имеет сложное схемотехническоеисполнение.Цель изобретения - повышение надежности и снижение массогабаритныхпоказателей устройства. Укаэанная цель достигается тем,что в устройстве для питания нагруз-ки, содержащем батарею, состоящую иэ й аккумуляторов и параллельно к ней подкЛюченный преобразователь, имеющий управляемый ключевой элемент, выходной трансформатор и К выравнивающих ячеек, каждая из ячеек со держит. одну выходную обмотку трансформатора, подключенную через выпрямитель к соответствующему аккумулятору в батарее, а преобразователь выполнен в виде управляемого преобраэователя постоянного тока, управляюций вход которого соединен с выходом блока контролярежима работы, установленного в цепи батареи. На чертеже представлена схемаустройства для питания нагрузки.Устройство для питания нагрузкисодержит первичный источник 1 питания ограниченной мощности, соединенный с буферной аккумуляторнойбатареей 2, состоящей иэ К аккумуляторов 3.1,3 й и управляемыйблоком 4 контроля режима работысиловой регулирующий блок 5, вклю чающий в себя импульсный преобразователь б постоянного тока, выходные обмотки 7.1,7 М которого через выпрямители 8,18 Й подключЕны к соответствующим аккумуляторам 15 3.13 Й, ключ 9, раэвяэываюциедиоды 10 и 11, нагрузку 12.Устройство работает следующимобразом.Величина постоянного напряженияна выходных обмотках 7.17 Буправляемого преобразователя бпостоянного тока регулируется вдиапазоне от Ом к до Омщн с помощью управляюцего сигнала, поступающегона его вход с блока 4 контроля режима работы.Режим работы блока 4 контроля йсостав входящих в него блоков зависят как от типа применяемого химического источника тока и накладыва емых ограничений на его работу, таки от алгоритма работы всего устройства для питания нагрузки. Рассмотрим один из возможных вариантов1 работы.35 . Блок 4 контроля включает в себя,в частности звено обратной связи понапряжению импульсного преобразова-,теля б постоянного тока. Контрольнапряжений .осуществляется на каждом 40 из элементов и на батарее в целом,Уровень уставки меняется в соответствии с режимом работы аккумуляторов в процессе циклированыя. Этоосуцествляегся путем выделения максимального иэ напряжений на акку муляторах и формирования на выходеблока 4 сигнала управления импульсным преобразователем б, пропорционального напряжению уставки. В этомслучае остальные аккумуляторы доза ряжаются до этого же уровня й напряже.ния на аккумуляторах выравниваются. При этом в процессе циклированияуровень уставки по напряжению автоматически меняется (в соответствии 55 с изменением напряжения на аккумуляторах) от максимального значения,соответствующего полностью заряженному состоянию аккумуляторов О О.Зст мокс М к ъор мокс допдо минимального, соответствующего максимально глубокому разряду О . = ОЧстмин- АКр,ъ мии Аов.1029327 Составитель И. НайдинаРедактор И. Касарда ТехредМ.Гергсль Корректор А. Ференц Заказ 4995/54 Тираж 617 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5филиал ППП "Патентф, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 Заряд батареи 2 происходит от первичного источника 1 через ключ 9. Величина уставки напряжения блока 4 контроля равна наибольшему из напряжений на аккумуляторах. Если напряжения на всех аккумуляторах5 равны, т, е,ОщОО:ОдО)к к дк дк; М и то импульсный преобразователь 6 10 не участвует в заряде аккумуляторов. Но как только на каком-либо К-том аккумуляторе напряжение становится ниже, данный К-тый аккумулятор начинает дозаряжаться до уровня напря жения уставки.При достижении напряжения уставки максимального уровня О ОЧСтмокс АКк Зар момс 20(т.е. К-тый аккумулятор (К = 1,й)полностью зарядился) ключ 9 размы 1 кается и импульсный преобразователь 6 переходит в режим подзаряда батареи.В режиме разряда .батареи 2 на нагрузку 12 уставка по напряжению преобразователя 6, устанавливаемая блоком 4 контроля, равна наибольше- . му напряжению на аккумуляторах. Если .напряжение на каком-либо аккумуляторе становится .ниже напряжения уставки, данный аккумулятор подзаряжается до уровня напряжения уставки.Таким образом, происходит выравНивание напряжений на отдельных аккумуляторах, что способствует повышению разрядной емкости батареи, а следовательно, увеличению срока активного Функционирования устройства для питания нагрузки. При этом предлагаемое устройство отли чается более высокой надежностью и обладает лучшими массогабаритными показателями.