Зарядный статический преобразователь

. К АВТОРСКОМ,Ф в О ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫ(56) Повышение эффективности устройпреобразовательной техники. Киев,Наукова Думка, 1973, ч.4, с.384.Авторское свидетельство СССРУ 1046871, кл. Н 02 М 3/335.(54) ЗАРЯДНЬЗЙ СТАТИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗВАТЕЛЬ(57) Иствам зобретениеотносится к устройраспределения электрической энергии, в частности к зарядным устройствам аккумуляторных батарей.Цель изобретения - повышение К 1 Щ. Задающий и ведомый генераторы (Г) 1 и 2вырабатывают импульсы; сдвинутые между собой по фазе. Промежуточные усилители (У) 13 и 14 и усилители 3и 4 мощности усиливают сигналы в мощном управляемом двухполупериодном выпрямителе 7 и в узле управления У 13.Напряжение аккумуляторной батареина выходе выпрямителя 7 всегда выбирают больше напряжения источника питания, при этом ток заряда отсутствует, В процессе заряда за счет увеличе1297168 ния напряжения аккумуляторной батареи амплитуда зарядного тока будет уменьшаться на каждой .ступени, а ширина импульса будет увеличиваться до тех . пор, пока сдвиг фаз межцу сигналами задающего и ведомого Г 1,2 не станет равным нулю, при этом уменьшается величина среднего тока заряда. Ключ 10 должен быть постоянно открыт, чтобы , не прерывать цепь индуктивного тока, протекающего через выпрямитель 7, С . 1,Изобретение относится к устройствам для преобразования и распределения электрической энергии, в частности к зарядным устройствам аккумуляторных батарей и может быть использовано в автономных системах электропитания.Цель изобретения - повьшение КПДпреобразователя за счет введенияпрямой зависимости токов управленияусилителей мощности и некоммутируемого транзисторного ключа от величинызарядного тока,На Лиг. 1 представлена схема зарядного статического преобразователя,на фиг.2 - эпюры его сигналов.Зарядный статической преобразователь (фиг.1) содержит задающий,усилители мощности задающего (УМ ЗГ) 3и ведомого (УМ ВГ) 4 генераторов соответственно с выходными трансформаторами 5 и 6, мощный управляемый двухполупериодный выпрямитель (УВ) 1,включенный последовательно с первымвыводом источника питания и подключенный к последовательно-согласновключенным полуобмоткам 8 и 9 выходных трансформаторов 5 и 6 усилителей3 и 4 мощности, при этом выход управляемого выпрямителя 7 через некоммутируемый транзисторный ключ 10 с узлом 11 управления (УУ) подключен квыводу аккумуляторной батареи, К эФому же выводу батареи подключен источник 12 опорного напряжения (ИОН),другим выводом подключенный к общейточке питания промежуточного усилителя 13 мощности задающего генератора(ПУМ ЗГ) и промежуточного усилителя ростом напряжения батареи в процессе заряда напряжение на первичных обмотках трансформаторов 15 и 16 будет уменьшаться, что приведет к уменьшению напряжения на выходных обмотках 17,18,20,21 и, таким образом, будет уменьшаться напряжение управления У 3 и 4 ключа 10, а на транзисторах поддерживается оптимальная глубина насыщения в процессе заряда батареи, что повышает КПД преобразователя. 2 ил,14 мощности ведомого генератора(ПУМ ВГ), подключенных входами к соответствующим генераторам. Промежуточные усилители 13 и 14 мощностивыполнены на транзисторах, работающих в ключевом режиме и нагруженныхна трансформаторы 15 и 16, вторичныеобмотки 17 и 18 которых подключенык входам соответствующих усилителей 10 3 и 4 мощности, База некоммутируемого транзисторного ключа через ограничительный резистор 19 подключенак узлу 11 управления, выполненному 15в виде маломощного управляемого двухполупериодного выпрямителя, которыйподключен к согласно включенным дополнительным вторичным полуобмоткам20 и 21 трансформаторов 15 и 16 промежуточных усилителей 13 и 14 мощности. Средняя точка соединения полуобмоток 20 и 21 подключена к выходумощного управляемого выпрямителя 7. Вторая общая точка питания промежуточных усилителей 13 и 14 мощностиподключена к второму выводу аккумуляторной батареи. Сюда же подключены второй вывод источника питания, вторые выводы питания генераторов 1 и 2 30и усилителей 3 и 4 мощности.Первые выводы питания задающегогенератора 1 и усилителей 3 и 4 мощ-ности подключены к первому выводуисточника питания. Первый вывод ведо мого генератора 2 подключен к выводунапряжения обратной связи. Источник12 опорного напряжения выполнен в виде двухполупериодного управляемоготранзисторного выпрямителя, силовые 40 22 и управляющие 23 трансформаторныеполуобмотки которого в каждом плечеявляются дополнительными вторичными обмотками трансформатора любого из усилителей 3 и 4 мощности.Зарядный статический преобразователь работает следующим образом.Задающий 1 и ведомый 2 генераторы вырабатывают импульсы, сдвинутые между собой по Фазе, зависящей от величины напряжения обратной связи, т.е. 10 в преобразователе используется известный частотно-фазовый метод регулирования. Промежуточные усилители 13 и 14 мощности, усилители 3 и 4 мощности последовательно усиливают сиг налы генераторов и в мощном управляемом двухполупериодном выпрямителе 7 и в маломощном управляемом выпрямителе узла 11 управления происходит сложение их сигналов. 20 На Фиг.2 а и в приведены сигналы генераторов 1 и 2 и усилителей 3 и 4 мощности каналов задающего и ведомого генераторов, Между собой уровни амплитуды их сигналов могут быть различными но совпадающими по фазе в каждом из каналов. Сдвиг Фаз между сигналами каждого из каналов меняется с течением времени (времена,С ) по мере заряда аккумуляторнои батареи. На фиг.26 и г приведены сигналы промежуточных усилителей 13 и 14 мощности. По мере заряда аккумуляторной батареи амплитуда их сигналов уменьша 35 ется,Так как напряжение аккумуляторной батареи, например серебряно-кадмиевой, в отсутствие импульса вольтодобавки, формируемого на выходе управ-40 ляемого выпрямителя 7, всегда выбирается больше напряжения источника питания, то управляемый выпрямитель 7 в этот момент времени заперт разницей напряжений аккумуляторной батареи и источника питания и ток заряда отсутствует. Ток заряда протекает только в моменты времени, когда присутствует импульс вольтодобавки (фиг.2 е и ж). Внутреннее сопротивление аккумуляторной батареи практически стабильно на каждой ступени заряда, поэтому и величина тока в импульсе постоянна, постоянным в импульсе будет и ток базы транзисторного ключа 10.Но в процессе заряда за счет увеличения напряжения аккумуляторной батареи амплитуда. импульса зарядного тока будет уменьшаться на каждой ступени заряда, а ширина импульса заряда с каждой ступенью будет увеличиваться таким образом, что средняя величина тока заряда будет практически постоянной до тех пор, пока сдвиг Фаз между игналами задающего 1 и ведомого 2 генераторов не станет равным нулю, что происходит при равенстве импульсного напряжения вольтодобавки и напряжения батареи. При этом происходит резкое уменьшение величины среднего тока заряда (Фиг.2 ж).Некоммутируемый транзисторный ключ10 во время работы зарядного преобразователя на активно-индуктивную нагрузку, которой является аккумуляторная батарея, должен быть постоянно открыт, чтобы не прерывать цепь индуктивного тока, протекающего через управляемый выпрямитель 7, что обеспечивается постоянным смещением Ц (фиг.2 д), создаваемым за счет .выпрямления маломощным управляемым выпрямителем узла 11 управления разницы прямоугольных напряжений разной амплитуды на вторичных обмотках 20 и 21.С ростом напряжения батареи в процессе заряда напряжение на первичных обмотках трансформаторов 15 и 16 будет уменьшаться что будет приводить к уменьшению напряжения на выходных обмотках 17,18,20,21 этих трансформаторов и, следовательно, будет Уменьшаться напряжение управления усилителей 3 и 4 мощности и некоммутируемого транзисторного ключа 10, т.е. осуществляется зависимость токов управления усилителей 3 и 4 мощности и транзисторного ключа 10 от величины зарядного тока в импульсе, а в транзисторах поддерживается оптимальная глубина насыщения в процессе заряда батареи, что повышает КПД преобразователя,л формула изобретенияЗарядный статический преобразователь, содержащий задающий и ведомый генераторы, усилители мощности задающего и ведомого генераторов с выходными трансформаторами, мощный управляемый двухполупериодный выпрямитель, включенный последовательно с источником питания и подключенный к включенным последовательно-согласно вторичным полуообмоткам укаэанных выходных трансформаторов, при этом выход упсоответствующих угнлцтетей мощности,а нх дополнительные вторичныс обмоткиявляются обмотками трансформаторовузла управления, а также источникопорного напряжения, имеющий величину напряжения выше напряжения аккумуляторной батареи и встречную с нейполярность, подключенный одним выводом к отрицательному выходному выводу,другим выводом подключенный к общейточке питания промежуточных усилителей мощности, а другая общая точка питания промежуточных усилителей мощности подключена к положительному выходному выводу батареи, причем источник опорного напряжения выполнен ввиде двухполупериодного управляемоготранзисторного выпрямителя, силовыеи управляющие трансфорМаторные полуобмотки которого в кащцом плече являются дополнительнымн вторичнымиобмотками трансформатора любого изусилителей мощности. Фиг.2Составитель М. ВеденеевТехред А.Кравчук Корректор С,Черни едактор А. Лежннн аж 619о комитета СССРи открытийРаушская наб 8 ТиГосударственнопо делам изобретений3035, Москва, Я,каз 790/5 ВНИИПИ дписно роизводственно-полиграфическое предприят 5 12971 равляемого выпрямителя через некоммутируемый транзисторный ключ с узлом управления подключен к отрицательному выходному выводу, причем узел управления выполнен в виде маломощного двухполупериодного управляемого выпрямителя, подключенного к включенным последовательно-согласно обмоткам трансформаторов, средняя точка которых подключена к выводу мощного выпрямителя, а выход через ограничительный резистор - к базе транзистора некоммутируембго ключа, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения КПД, в зарядный статический 15 преобразователь введены промежуточные усилители мощности задающего и ведомого генераторов, подключенные входами к соответствующим генераторам и выполненные на транзисторах, работаю О щих в ключевом режиме и нагруженных на трансформаторы, вторичные обмотки которых являются обмотками управления Ужгород, ул. Проектная, ц