Система питания нагрузки постоянным током

СОЮЗ СОВЕТСКИСОЦИАЛИСТИЧРЕСПУБЛИК 19) (11) 7 1) 4 Н 02 7/10 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) (46) (72) (53) (56) лета снабжение Транс г 1 с 1 С. Ьогйпе 52(197 ВаСС геп. НехС и н азе одного равления подключе странзистора инвертора не енно, а к базе другого а - через логический эл анзисто ент НЕ,СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ 3774600/24-0725,07.8430,12,85. Бюл. В 48В,Л,Гераськов621.355,1 (088.8)Синдеев И.М. Электрельных аппаратов. М1982, с.166-167.11 ег Р., ТацЪег Сгге 1 айцпя гп Р 1 цргеБгешепз 2 е 1 гзсЪггхг4, 206-208,(54)(57) СИСТЕМА ПИТАНИЯ НАГРУЗКИ. ПОСТОЯННЫМ ТОКОМ, содержащая основой источник постоянного тока, аккумуляторную батарею и зарядное устройство, выполненное на базе нвертора подвухтактной транзисторой схеме с трансформатором на выходе, первичная обмотка которого средним выводом связана с положительным выводом основного источника постоянного тока, а своими крайними выводами, подключена соответственно к коллекторам двух транзисторов инвертора, эмиттеры котоых соединены с отрицательными выодами основного источника и батареи, и блок управления, подключенный к базам упомянутых транзисторов и состоящий из широтно-импульсного модулятора, входами соединенного соответственно с генераторомтактовых импульсов и формирОвателемуправляющего напряжения с входамидля подключения датчиков напряжеовного источника постоянног тока, напряжения, тока и температуры аккумуляторной батареи, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, сцелью обеспечения непрерывного питания нагрузки стабильным напряжением, в нее дополнительно введенлогический элемент НЕ, при этомвторичная обмотка трансформатораинвертора включена между положительными выводами основного источника и батареи, а выход широтноимпульсного модулятора системы упИзобретение относится к обеспечению стабильного питания нагрузки на борту летательных аппаратов, в частности касается вопроса эксплуатации электрических аккумуляторов.Целью изобретения является обеспечение непрерывного питания нагрузки стабильным напряжением,На фиг.1 представлена предлагаемая система питания нагрузкипостоянным током; на фиг.2 - схема зарядного устройства; на фиг,Звременные диаграммы работы этогоустройства.Система питания нагрузки содержит основной источник 1 постоянного тока (фиг,1), например генератор, зарядное устройство 2, аккумуляторную батарею 3, шины 4 постоянного тока. Зарядное устройствосостоит из инвертора, выполненного по двухтактной схеме на транзисторах 5 и 6 (фиг,2) и трансформаторе 7Базы транзисторов 5 и 6 связаны с блоком управления, содержащим генератор 8 тактовых импульсов, широтно-импульсный модулятор 9, формирователь 10 управляющего напряжения, имеющий входы для подключения датчиков напряжения О, основного источника, напряжения Н , тока Хи температуры 0 щ аккумуляторной батареи и логическийэлемент НЕ 11.Зарядное устройство 2 включается в бортовую сеть. постоянноготока летательного аппарата между положительным выводом аккумуляторной батареи 3, служащей резервным бортовым источником постоянного тока, и шиной 4 постоянного тока, к которой подключены приемники постоянного тока. Эта шина свя" зана с положительным выводом генератора 1 постоянного тока, являющегося основным бортовым источником постоянного тока. Концы первичной обмотки трансформатора 7 зарядного устройства соединены с коллекторами транзисторов 5 и 6, а ее средняя точка - с положительным выводом основного бортового источника 1 постоянного тока. Эмиттеры этих транзисторов. связаны с .отрицательными выводамй основного бортового источника 1 постоянного тока и аккумуляторной батареи 3. Вторичная обмотка трансформатора1201957 40 45 50 55 5 10 15 20 25 30 35 одним концом связана с положительным выводом основного бортового источника 1 постоянного тока, а другим - с положительным выводомаккумуляторной батареи 3. Генератор 8 тактовых импульсов блока управления связан с первым входомширотно-импульсного модулятора 9,с вторым входом которого связанвыход формирователя 10 управляющего напряжения, имеющего входыдля подключения датчиков напряжения П основного источника 1 постоянного тока, напряжения Н,тока Хи температуры Одб аккумуИляторной батареи. Выход широтноимпульсного модулятора 9 связан сбазой транзистора 5 и входом логического элемента НЕ 11, выход которого связан с базой транзистора 8.Все элементы системы управлениямогут быть выполнены на серийныхмикросхемах. Так, широтно-импульсный модулятор может быть выполненна основе интегральной микросхемытаймера типа КР 100 6 ВИ 1, генератортактовых импульсов и логическийэлемент НЕ - на основе микросхемсерии К 155, формирователь управляющего напряжения - на основе микросхем операционных усилителей типаК 140 УД 8, С целью уменьшения массыи габаритов трансформатора 7 рабочая частота инвертора зарядногоустройства, задаваемая генератором 8тактовых импульсов, выбирается равной 2030 кГц,Предлагаемая система работаетследующим образом,Генератор 8 тактовых импульсов вырабатывает короткие импульсы напряжения П с периодом Т (фиг.З), которые, поступая в широтно-импульсный модулятор 9, определяют период создаваемых им промодулированных по длительности Т импульсов напряжения НБ Модуляция осуществляется посредством управляющего напряжения Ц, вырабатываемого формирователем 10 управляющего напряжения в соответствии с заданным законом управления на основании поступающей с датчиков информации о напряжении Пд , токе 1 и температуре О аккумуляторной батареи, Импульсы напряжения П, длительностью 1 поступают на базу транзистора 5 и вход логического элементаНЕ 11, Этот элемент инвертирует их, превращая в импульсы напряжения ПбБ 2 длительностью Т-, которые поступают на базу транзистора 6. Напряжения Пб , Уб осуществляют поочеБтредно отпирание транзисторов 5 и 6, в результате чего к полуобмоткам первичной обмотки трансформатора 7 поочередно прикладывается напряжение П = 27 В основного бортового источника 1 постоянного тока. При вэтом на вторичной обмотке трансформатора 7 находятся разнополярные импульсы напряжения У , причем длительность С положительных импульсов в общем случае не равна длительности Т- отрицательных импульсов. Амплитуда П этих им 3пульсов связана с напряжением Носновного бортового источника пос-тоянного тока и коэффициентом К трансформации трансформатора соотношением П =П /К, Среднее значеусние Уб определяется коэффициентом- С/Т заполнения импульсов в виг де 03 - К Ус, Оно положительно 01 уО при ц 1/2, отрицательно ПЗу с 0 при цс 1/2 и равно нулю П=0 при1/2. Среднее значение Пд надб пряжения аккумуляторной батареи равно сумме средних значений напряжения П ,основного бортового источника постоянного тока и напряжения Пзарядного устройства, т,е,2 п Уд - (1+ -- )П . ПРи 1 -+1 это напряжение максимально, при 1-+О оно минимально, а при о = 1/2 равно напряжению У основного бортового источника постоянного тока П =П, При коэффициенте трансформации К 1 напряжение Паб аккумуляторной бата-. реи может быть как меньше, так и больше напряжения У .основного борстового источника постоянного тока. В частности, при К=1 его можно изменять от 0 до 2 И,. При изменении коэффициента изаполнения импульсов изменяется нетолько величина тока Хд , протекающего через батарею, но и его напряжение,В частности, для случая К=1ток Х аккумуляторной батареиможно изменять от (2 И,-13 //К д,Пс/К дб при с 1 - 1 (режим заряда)до - У ц /К аб при ц .(режим разря 1201 1 О 15 20 30 35 40 45 50 55 Для выполнения этого условиясреднее значение П напряжения 957 4да), при Ч = П/2 Н этот ток становится равным нулю,где Пнапряжение разомкнутой цепи батареи;К Я - внутреннее сопротивление ба 5 тареи.Таким образом, изменение коэффициента о заполнения импульсов позволяет плавно регулировать величину и направление тока " аккумуабляторной батареи, переводя ее изрежима заряда в режим разряда инаоборот, Требуемые пределы регулирования величины тока 2 Я обесЯбпечиваются соответствующим выборомкоэффициента К трансформации трансформатора. Необходимый закон управления зарядом аккумуляторной батареи, например ступенчатый заряд,реализуется формирователем 10 управляющего напряжения. Он вырабатываетуправляющее напряжение П, являющееся заданной функцией поступающих с датчиков значений напряженияУ постоянного тока напряжения ПФ Ябэтока 1 аб и температуры еяб аккумуляторной батареи 3, Это напряжениес помощью широтно-импульсного моду-.лятора 9 управляет длительностьюположительных и Т-С отрицательных импульсов напряжения П за 3рядного устройства 2 и тем самымего средним значением У, чтопозволяет регулировать величину инаправление тока аккумуляторнойбатареи, Это дает возможность применять ускоренные методы зарядаасимметричным и реверсивным током,а также снижать ток 1 д до нуляпри достижении аккумуляторной батареей состояния полной заряженности,При выходе из строя основного бортового источника 1 постоянного тока шина 4 постоянного тока запиты-,вается от аккумуляторной батареи 3.Перерыва питания приемников приэтом не происходит, так как аккумуляторная батарея 3 связана с шиной 4 постоянного тока через вторичную обмотку трансформатора 7, свободно пропускающую ток в обоих направлениях. В аварийном режиме на"пряжение Узарядного устройстваскладывается с напряжением ПА акАБкумуляторной батареи, дополняя егодо величины, равной номинальномузначению Пс=27 В напряженияна шине.201957 иу оставитель И,Наи Техред М.Лароцай Корректор дени Зак Подписикомитета СССРи открытийкая наб д, 4/5 9 5 Ужгород оектная, 4 илиал ППП "Патент1 зарядного устройства должно быть отрицательным, т,е, П 0, что имеет место при коэдйициенте заполнения импульсов 11/2.Предлагаемое устройство позволяет осуществить полную зарядку аккумуляторов на борту летательного аппарата и обеспечивает непрерывное Редактор А,Лежнина 5 Тираж 619 ВНИИПИ Государственнопо делам изобретен 13035, Москва, Ж, Ра питание жизненно важных приемников в аварийном режиме без изменения , величины питающего напряжения, а также увеличивает срок службы бортовых аккумуляторных батарей. Это увеличивает надежность аварийной системы электроснабжения летательных аппаратов.