Устройство для питания нагрузки

р) 501437 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(51) М, Кл. Н 01% 10,/42 Государственный комитет (23) ПриоритетСовета Министров СССРОпубликовано 30.01,76, Бюллетень4(088.8) по делам изобретений и открытийДата опубликования описания 29.03,76(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПИТАНИЯ НАГРУЗКИ Изобретение касается области электроснабжения и может использоваться в системах электропитания, содержащих в качестве источника электрической энергии химические источники тока, например аккумуляторные батареи,Известное устройство для питания нагрузки, содержащее химические источники тока, соединенные последовательно в батарею, блок деполяризации и управляемые выключателями, попарно соединенные разноименными электродами батареи аккумуляторов, громоздко и имеет большие весовые характеристики,В предлагаемом устройстве, с целью устранения этого недостатка, блок деполяризации выполнен в виде двух зарядно-разрядных цепей, каждая из которых подключена к клеммам батареи аккумуляторов и состоит из соединенных последовательно конденсатора, дросселя и тиристора, причем положительная клемма аккумуляторной батареи соединена с клеммой дросселя первой цепи через ее конденсатор и с клеммой дросселя второй цепи через ее тиристор, а попарно соединенные управляемые выключатели другими электродами подключены к отводам дросселей заряд- но-разрядных цепей.На чертеже представлена схема устройства. Устройство состоит из нагрузки 1, аккумуляторной батареи 2 и блока деполяризации 3.Батарея разделена средним выводом надве равные группы аккумуляторов 4 и 5. Блок 5 деполяризации включает цепи управления 6и две ветви, подключенные к аккумуляторной батарее. Обе ветви идентичны по своему составу и количеству элементов. Каждая ветвь состоит из конденсатора 7, 8 соответственно 10 для первой и второй ветви линейного дросселя 9, 10 с отводом от части витков и тиристоров 11 и 12, 13 и 14.Линейный дроссель 9 первой ветви однимвыводом через конденсатор 7 подключен к по ложительной клемме батареи 2, другим - каноду тиристора 11, катод которого соединен с отрицательной клеммой батареи 2, а отводом - к катоду тиристора 13, анод которого соединен со средним выводом батареи 2, Ли нейный дроссель 10 второй ветви одним выводом через конденсатор 8 подключен к отрицательной клемме батареи 2, другим - к катоду тиристора 12, анод которого соединен с положительной клеммой батареи 2, а отво дом - к аноду тиристора 14, катод которогосоединен со средним выводом батареи 2. Из схемы видно, что тиристоры 11 и 12 включены в прямом направлении по отношению к направлению тока дополнительного подразряда3батареи 2. Тиристор 13 включен в прямомнаправлении по отношению к направлениюимпульсного тока подзаряда группы аккумуляторов 4, а тиристор 14 - по отношению кнаправлению импульсного тока подзарядагруппы аккумуляторов 5, Цепи управления 6предназначены для управления формированием подзарядных импульсов и их поочередной подачи на группы аккумуляторов 4 и 5.Подачей импульсов управления в определенной последовательности на управляющиеэлектроды осуществляется управление тиристорами 11 - 14.В основу работы блока деполяризации положены переходные процессы колебательногохарактера, имеющие место при замыкании иразмыкании в электрических цепях с последовательно соединенными индуктивностью, емкостью, активным сопротивлением и источником тока, причем параметры цепей при замыкании отличны от параметров цепи при размыкании.Работает устройство для питания нагрузкиследующим образом.С блока управления подается сигнал управления на управляющий электрод, например, тиристора 11. Тиристор открывается.С этого момента начинает проходить дополнительный ток подразряда по цепи: (+) батареи 2, конденсатор 7, дроссель 9, тиристор11, ( - ) батареи. Величины параметров этойцепи подобраны такими, чтобы процесс заряда конденсатора 7 (или, что тоже самое, процесс дополнительного подразряда батареи)имел колебательный характер, При этом, кмоменту времени 1 напряжение на конденсаторе 7 достигает максимальной величины,близкой к величине двойного напряжения батареи, т. е. к величине 4 Е, а ток заряда конденсатора 7 становится равным нулю, т. е,=0, Период времени от 0 до 1, - часть времени переходного процесса при замыканиицепи, состоящей из последовательно соединенных конденсатора 7 и линейного дросселя, нааккумуляторную батарею 2, т, е, на источник,э. д. с. которого равна 2 Е. Меняя параметрыцепи, возможно регулировать величину 1, иустанавливать ее в соответствии с заранеезаданной требуемой величиной,В момент времени 1, по цепям управленияподаются одновременно два импульса управления на управляющие электроды тиристоров12 и 13. Тиристор 11 к моменту времени 1,при токе выключения, равном нулю (1 выкл.==0), закроется, а тиристор 13 - откроется.С момента времени 1 за счет разряда конденсатора 7 будет происходить импульсныйподзаряд группы аккумуляторов 4 по цепи;(+) конденсатора 7, группа аккумуляторов4, тиристор 13, меньшая часть дросселя 9,( в ) конденсатора 7. Параметры этой цепиподобраны таким образом, чтобы разряд конденсатора 7 имел колебательный характер.Следует отметить, что параметры этих цепей подобраны не только из условия обеспе 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4чения колебательных переходных процессовв цепях, но и из условия, что время зарядаконденсатора 7 до максимального значениянапряжения на нем в переходном процессезначительно больше времени его разряда смаксимального значения до нуля, т. е. инымисловами, происходит мгновенный импульсныйразряд. По окончании разряда конденсатора 7(к моменту времени 1) тиристор 13 закроется. Таким образом, тиристор 13 открыт только на время действия импульса разряда конденсатора 7,Поскольку конденсатор 7 импульсом разряда отключает группу аккумуляторов 4 от нагрузки, то ток нагрузки в период времени с 1до 1 течет по цепи: (+) группы аккумуляторов 5, тиристор 13, меньшая часть дросселя 9,конденсатор 7, нагрузка 1, ( - ) группы аккумуляторов 5.В связи с тем, что с момента времени 1, открыт тиристор 12, конденсатор 8 заряжаетсяот момента времени 1 до момента времени 1 з,причем с 1, до 1 г (когда проходит импульсныйподзаряд группы аккумуляторов 4), зарядконденсатора 8 происходит по цепи: (+)группы аккумуляторов 5, тиристор 13, меньшая часть дросселя 9, конденсатор 7, тиристор 12, дроссель 10, конденсатор 8, ( - )группы аккумуляторов 5, а с момента времени 1 до 1, (когда открыт только тиристор 12)заряд конденсатора 8 происходит по цепи:(+) батареи 2, тиристор 12, дроссель 10, конденсатор 8, ( - ) батареи 2,Поскольку время открытого состояния тиристора 12 значительно больше времени открытого состояния тиристора 13, то зарядконденсатора 8 практически будет определяться только временем от 1 до гз, т. е. временем открытого состояния тиристора 12.К моменту времени 1 з конденсатор 8 запасаетнаибольшее количество электрической энергии, т. е. напряжение на нем достигает максимальной величины, а ток становится равным нулю,Таким образом, практически конденсатор 8заряжается только от батареи 2, причем параметры цепи заряда конденсатора 8 в период от1 до 1 з неотличаются от параметров цепи заряда конденсатора 7 в период от 0 до 1 ь поэтому закон изменения и величина тока заряда конденсатора 8 будут соответствовать вточности закону изменения и величине токазаряда конденсатора 7. В момент времени 1 ззакрывается тиристор 12 и открываются тиристоры 11 и 14. Конденсатор 8 в период времени с гз по 14 осуществляет импульсный подзаряд группы аккумуляторов 5 по цепи:(+)конденсатора 8, меньшая часть дросселя 10,тиристор 14, группа аккумуляторов 5, ( - )конденсатора 8. Начиная с момента времени1 з, начинает заряжаться конденсатор 7, т. е,процесс повторяется.В связи с вышеуказанным, конденсатор 7периодически осуществляет импульсный подзаряд группы аккумуляторов 4, а конденса501437 ставитель И. Найд екторы: В. Петрова и О. Данишева д Т. Курили дактор В, Левятов Подписное каз 850/14 Изд.ЦНИИПИ Гос а с Чз 1049 уд р твенного комит по делам изобретен Москва, Ж, РаушсТираж 977 ета Совета Министр й и открытий кая наб., д. 4/5Типография, по. Сапунов тор 8 - группы аккумуляторов 5 при непрерывном питании нагрузки. Формула изобретения Устройство для питания нагрузки, содержащее химические источники тока, например никелево-кадмиевые аккумуляторы, соединенные последовательно в батарею, блок деполяризации и управляемые выключателями, попарно соединенные разноименными электродами между собой и с отводами батареи аккумуляторов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью улучшения весовых характеристик, блок деполяризации выполнен в виде двух зарядно-разрядных цепей, каждая из которых подключена к клеммам батареи аккумулято ров и состоит из соединенных последовательно конденсатора дросселя и тиристора, причем положительная клемма батареи соединена с клеммой дросселя первой цепи через ее конденсатор и с клеммой дросселя второй цс пи через ее тиристор, а попарно соединенныеуправляемые выключатели другими электродами подключены к отводам дросселей заряд- но-разрядных цепей.