Вторичный источник питания

) к ТЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР САНИЕ ИЗО К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Московский авиационный институт им.Серго Орджоникидзе и Научно-производственное обьединение Геофизика"(56) Авторское свидетельство СССРйт. 1385270, кл. Н 03 К 3/53. 1986. Изобретение относится к области электротехники, может быть использовано для питания газоразрядных ламп фотовспышек, проблесковых огней, маяков и др, в качестве источника повышенного напряжения и является усовершенствованием изобретения по авт,св. М 1385270,В основном изобретении по авт,св. М 1385270 описан вторичный источник питания, обеспечивающий при неизменной величине напряжения первичной сети стабильное потребление мощности при одновременном улучшении массоэнергетических показателей.Недостатком рассмотренного устройства в случае стационарной нагрузки является нестабильность потребляемой ею мощности при изменении величины входного напряжения питания. В случае нестационарной нагрузки типа накопительного конденсатора напряжение на нем либо не достигнет заданной величины за требуемое время зарядки (при снижении входного наЯ 2 1758841(54) ВТОРИЧНЫИ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ (57) Использование: для питания газоразрядных ламп вспышек е качестве источника вспышек в качестве источника повышенного напряжения. Сущность; устройство содержит дроссель 1, шины 2 и 9 источника питания, диод 3, конденсаторы 4 и 6, регулируемый преобразователь 5, генератор 7 управляющих импульсов, регулируемый ключ 8, датчик 10 напряжения, квадратор 11, преобразователь 12 напряжения в частоту. 1 ил. пряжения), либо достигнет ее до истечения времени зарядки (при повышении входного напряжения). На практике расчет вторичного источника питания ведется на минимально возможное входное напряжение, в результате чего при его повышенных значениях в процессе зарядки конденсатора возникают предразрядные паузы, которые часто являются причиной возникновения модуляции напряжения первичной сети. Причем при изменении напряжения питания в процессе работы указанная пауза меняется по длительности. что затрудняет принятие мер по снижению уровня модуляции напряжения сети. Надо отметить. что при использовании любого известного метода "заполнения" паузы его эффективность возрастает, а практическая реализация упрощается в том случае, если пауза будет минимальна и стабильна по дли льности. Это возможно лищь в том случае. если величина среднезарядной мощности. потребляемой от сети, будет неизменна. Изменениевеличины напряжения первичной сети может быть связано, например, с процессами сброса-наброса нагрузки, естественным разрядом аккумуляторной батареи и др.Целью изобретения является стабилизация мощности нагрузки при одновременном повышении равномерности потребления энергии от первичного источника питания при колебаниях его выходного напряжения.Цель достигается тем, что во вторичный источник г;итания по авт.св. М 1385270 дополнительно введены датчик напряжения, квадратор и преобразователь напряжения в частоту, а генератор импульсов снабжен управляющим входом, причем к шинам первичного источника питания подключен датчик напряжения, выход которого через последовательно соединенные квадратор и преобразователь напряжения в частоту, подключен к управляющему входу генератора импульсов.Совокупность существенных отличительных признаков позволяет изменяя частоту генератора импульсов в зависимости от уровня входного напряжения, поддерживать неизменной мощность нагрузки при одновременном повышении равномерности потребления энергии от первичного источника.Использование указанной совокупности отличительных признаков для стабилизации уровня потребляемой мощности и повышения равномерности потребления электроэнергии от первичной сети при колебаниях величины ее напряжения в других технических решениях авторам не известНа чертеже приведена структурная схема вторичного источника питания.Вторичный источник питания содержитвходной дроссель 1, первый выход которого подключен к первой шине 2 источника питания, второй вывод - к первому выводу диода 3, второй вывод которого подключен к первой обкладке первого конденсатора 4, которая через управляемый преобразователь 5 соединена с первой обкладкой второго конденсатора 6, вторая обкладка которого соединена со вт.орой обкладкой первого конденсатора 4, генератор 7 импульсов, управляемый ключ 8, включенный между вторым выводом входного дросселя 1 и второй шиной 9 источника питания, соединенной со второй обкладкой первого конденсатора 4, а управляющий вход его соединен с первь 1 м выходом генератора 7 импульсов, второй выход которого соединен с управляющим входом управляемого преобразователя 5, а также дополнительно вве 5 10 денный датчик напряжения 10, квадратор 11 и преобразователь напряжения в частоту 12, причем выход датчика напряжения, включенного между шинами 2 и 9 источника питания, соединен с входом квадратора, выход которого соединен с входом преобразователя напряжения в частоту, выход которого соединен с управляющим входом генератора импульсов.Устройство работает следующим образом,Генератор 7 управляющих импульсоввырабатывает прямоугольные разнополярные импульсы, поступающие в одинаковой15 фазе на управляющие входы управляемогопреобразователя 5 и управляемого ключа 8,После отпирания ключа 8 напряжение источника прикладывается к обмотке дросселя 1 и ток потребления от источника питания20 протекает по цепи: шина 2 источника питания - обмотка дросселя 1 - ключ 8 - шина 9источника питания. После подачи запускающего импульса на управляемый преобразователь 5(одновременно с отпиранием ключа25 8) напряжение конденсатора 4 оказываетсяприложенным к входу преобразователя 5,который включается в работу, После сменыполярности управляющих импульсов наключ 8. и управляемый преобразователь 530 поступают запирающие импульсы. Послеэапирания ключа 8 ток дросселя 1 течет поцепи, включающей дроссель 1, диод 3, конденсатор 4, источник питания. Конденсатор4 при этом получает энергию дросселя 1,35 запасенную в нем в прошлый полупериодработа, а также отбираемую от источникапитания. После поступления запирающегоимпульса на управляемый преобразователь5 последний выключатеся.40 Управляемый преобразователь 5 можетработать любо с частотой генератора 7 управляющих импульсов, либо с частотой, превышающей ее.В первом случае при подаче запускаю 45 щего импульса на вход преобразователя 5энергия конденсатор 4 отбирается преобразователем 5. При поступлении запирающего импульса энергия, отобраннаяпреобразователем 5 в предыдущий полупе 50 риод от конденсатора 4, передается в конденсатор 6.Во втором случае передача энергии конденсатору 6 осуществляется при подаче запускающего импульса на управляемый55 преобразователь 5.С выхода датчика напряжения 10, установленного параллельно шинам источникапитания, непрерывно снимается сигнал,пропорциональный входному напряжению,При изменении, например уменьшении, на 1758841пряжения на шинах источника питания на выходе датчика напряжения 10 сигнал пропорционально уменьшается, С выхода датчика напряжения 10 сигнал поступаетдалее на вход квадратора 11, на выходе которого 5 появляется сигнал, в каждый момент времени пропорциональный квадрату входного напряжения, С выхода квадратора сигнал поступает на вход преобразователя 12 напряжения в частоту, частота выходных импульсов кото рого пропорциональна величине входного сигнала, С выхода преобразователя 12 частотная последовательность импульсов поступает на управляющий вход генератора 7 импульсов, осуществляя управление часто той его выходных импульсов. Таким образом, частота управляющих сигналов на выходах генератора 7 импульсов будет пропорциональна квадрату входного напряжения источника питания. Например, 20 снижение напряжения источника питания ведет к снижению частоты выходного сигнала преобразователя 12 и частоты управляющих импульсов генератора 7. В свою очередь снижение частоты управляющих 25 импульсов способствует возрастанию максимального значения входного тока.При линейной аппроксимации тока потребления его максимальное значение определяется выражением: 30Е1 макс = - тп1где Е - напряжение источника питания; 1 - 35 индуктивность дросселя 1; тп - время нарастания тока (длительность полупериода). Иэ (1) следует, что понижение частоты переключения ключа 8 (возрастание тп) ведет к повышению максимального значения тока 40 потребления. Так как преобразователь 12 напряжения в частоту формирует и подает на генератор 7 управляющих импульсов сигнал, пропорциональный квадрату напряжения питания, то этим в конечном счете 45 обеспечивается стабилизация потребляемой мощности, (а следовательно, и мощности нагрузки), что подтверждается следующими зависимостями.Полагаем, что значение 1 макс определяется выражением максРмакс =(2) где Рмакс - максимальное значение потребляемой мощности. Тогда из совместного решения (1) и (2) Рмакс найдем в виде: ЕРмакс тп Формула изобретения Вторичный источник питания по авт,св. М 1385270, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью стабилизации мощности нагрузки при одновременном повышении равномерности потребления энергии от первичного источника питания при колебаниях его выходного напряжения, в него дополнительно введены датчик напряжения, квадратор и преобразователь напряжения в частоту, а генератор импульсов снабжен управляющим входом, причем к шинам первичного источника питания подключен датчик напряжения, выход которого через последовательно соединенные квадратор и преобразователь напряжения в частоту подключен к управляющему входу генератора импульсов. Таким образом, будет осуществляться стабилизация максимального, а следовательно,и среднего значения потребляемой мощности. В свою очередь стабилизация потребляемой мощности является главным фактором, способствующим поддержанию качества электроэнергии питающей сети. Кроме того, в случае нестационарной импульсной нагрузки стабилизация потребляемой мощности, а следовательно, и мощности нагрузки, обеспечивает- стабилизацию как времени зарядки. конденсатора, так и времени паузы, что в свою очередь позволяет более эффективно обеспечить снижение низкочастотной модуляции напряжения первичной сети,1758841 лФ Составитель Ю. Кованактор Е. Егорова Техред М.Моргентал Коррек Юск ТС аказ 3 ННИ 1 Тираж Подписное ПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям п 113035, Москва, Ж. Раушская наб., 4/5 изводственно-издательский комбинат "Патент". г. Ужгород, ул.Гагарина, 101