Система электропитания постоянного напряжения

Союз СоеетскикСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ п 699510(22)Заявлено 26.07.77(21) 2511061/24-0с присоединением заявки ре Р /56 Гас рстеенный нфинтетсссрлам нзобр й(71) Заявитель сковский ордена Ленина энергетически сф 4 с ОСТ ЛЕКТРОПИТА 4) СИСТ 0 НАПРЯЖЕНИЯ дом соединен с ощего дросселя ивого силового трления силовыми тединенный с вывонагрузки 12Недостаткомется низкий КПДс малыми нагруз асти ых О транзисторов, раную нагрузку.Цель изобретения - повысить КП системы.Для этого система электропитащ стоянного напряжения, содержащая вичный источник, выходом соедине выводами для подключения нагрузк шунтированный сглаживающим конд ром, аккумуляторную батарею, один выводов которой вместе со сглажив щим дросселем включен последоват в цепь между другими выходным в первичного источника и выводом акк попер- нный и иенсато ельпо ивод Изобретение относится к области преобразовательной техники и может бытьиспользовано в системах электропитанияс нерегулируемым первичным источникомэнергии типа: солнечная батарея, термоэлектрический генератор и т,п,Известны системы электропитания постоянного напряжения 1.11, 21,Наиболее близким решением по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является системаэлектропитания постоянного напряжения,содержащая первичный источник, выходомсоединенный с выводами для подключениянагрузки и шунтированный сглаживающимконденсатором, аккумуляторную батарею,один из выводов которой соединен с однимиз выходов первичного источника, двасиловых транзистора, один из которыхвместе со сглаживающим дросселем включен последовательно в цепьмежду другими выходным выводом первичного источника и выводом аккумуляторной батареи,а второй силовой транзистор одним вывобщей точкой сглаживаюдним из выводов пернзистора и блок управ-.ранзисторами, входом содами для подключения известной системы являпри длительной работехами из-аа потерь в отивлениях в цепях базссчитанных на максималь3 6995ляторной батареи, а второй силовой транзистор одним выводом соединен с общейточкой сглаживающего дросселя и однимиз выводов первого силового транзисторай блок управления силовыми транзисторами, входом соединенный с выводами длчподключения нагрузки, снабжена. трансформатором тока с одной вторичнойобмоткой, включенной между выходнойцепью указанного блока управления и объединенными выводами силовых транзисторов, и четырьмя первичными обмотками,хаждая из которых включена последовательно с соответствующим из силовых транзисторов и соответствующим из .силовых 5диодов, причем каждая из полученных последовательных цепей из силового диодаи первичной обмотки трансформатора шунтирует во встречном направлении соответствующую из получеппых последовательных цепей из силового транзистора и первичной обмотки трансформатора, а другой вывод второго силового транзисторасоединен с общей точкой вывода первич 5ного источнкка и вывода аккумуляторнойбатареи,Кроме того,с целью расширения диапазона устойчивой работы, блок управления выполнен с реверсивным выходом, а сцелью повышения устоичивости, сглажива 30юший дроссель снабжен вторичной обмоткой, включенной последовательно со вторичной обмоткой трансформатора тока и выходом блока управления. Причем сглаживающий дроссель может быть включен как З 5со стороны источника питания, так и аккумуляторной батареи.На фиг. 3 и 2 приведены схемы предлагаемого стабилизатора. Система элект 40ропитания постоянного напряжения содержит источник 1 питания с параллельноподключенной нагрузкой 2, блоком 3 управления и со сглаживающим конденсатором 4, Трансформатор 5 тока содержит45первичные обмотки 6-9, включенные последовательно с силовыми транзисторами10-11 и диодами 12-13. Последовательно с аккумуляторной батареей 14 включена силовая обмотка 15 сглаживающего50дросселя 16 со вторичной обмоткой 17.Вторичная обмотка 18 трансформаторатока вхлючена последовательно с выходомблока управления.Система работает следующим образом.55Силовые транзисторы 10 и 11 находятся в режиме периодических переключений.При заряде аккумуляторной батареи 14ток проходит по цепи; обмотка 6 тран 10 4зистора 10, обмотка 15 дросселя 16, при этом на обмотке 18 трансформатора 5 тока возникает ЭДС, способствующая открытию силового транзистора 10, и происходит накопление энергии в сглаживающем дросселе 16, При закрытии транзистора 10 ток протекает по диоду 12, обмотке 8 и обмотке 15 дросселя 16, При этом на вторичной обмотке 18 возникает напряжение, способствующее открытию силового транзистора 11, пропускающему часть тока в инверсном направлении. При разряде батареи 14 ток проходит по цепи; обмотка 15 дросселя 16, открытый транзистор 11, обмотка 9 трансформатора 5 тока, при этом энергия запасается в дросселе 16, а ЭДС обмотки 18 способствует открытию транзистора 11, После его запирания запасенная энергия через обмотку 15 дросселя 16, диод 13, обмотку 7 трансформатора 5 тока отдается в нагрузху 2, Переключение схемы осуществляется после насыщения . трансформатора тока, когда происходит смена напряжения на вторичной обмотке 18 и открывается другой транзистор,Перемагнпчивание сердечника трансформатора тока осуществляется в одном направлении суммой управляющего напряжения выхода блока 3 управления и напряжения вторичной обмотки 18 трансформатора тока, а в другом направлении - их разностью. В результате этого скважность переключения транзисторов 10 и 11 зависит от величины управляющего напряжения выхода блока 3 управления, в результате чего напряжение на нагрузке поддерживается стабильным, Блок управления позволяет осуществлять работу системы электропитания при полностью открытом транзисторе 10, что обеспечивает максимальный диапазон регулирования.Трансформатор тока перемагничивается по полному циклу и поддерживает оптимальным с точки зрения КПИ соотношение между базовым и коллекторным током, что особенно эффективно лри длительной работе стабилизатора с токами меньше максимально допустимых. Напряжение обмотки 17 дросселя 16 складывается с напряжением вторичной обмотки 18 трансформатора тока в оба полупериода, осуществляя тем самым положительную обратную связь по напряжению, что увеличивает устойчивость работы схемы.Для расширения диапазона устойчивости работы блок управления может быть выполнен с реверсивным выходом,Данная схема легко самовозбуждается, обладая высокова КПД, регулятор уп равляющего напряжения имеет малую мощность и позволяет осуществлять устойчивую работу стабилизатора при широком изменении скважности работы транзисторов (вплоть до полного открытия транзистора 1 О). Схема позволяет снизить установленную мощность первичного источника.Формула изобретения1. Система электропитания постоянного напряжения, содержащая источник питания, выходом соединенный с выводамиподключения нагрузки и шунтированный сглаживающим конденсатором, аккумуляторную батарею, один из выводов которой соединен с одним из выходных выводов первичного источника, два диода, два си 25 ловых транзистора, один из которых вместе со сглаживающим дросселем включен последовательно в цепь между другими выходным выводом первичного источника и выводом аккумуляторной батареи, а вто 30 рой силовой транзистор одним выводом соединен с общей точкой сглаживающего дросселя и одним из выводов первого силового транзистора и блок управления силовыми транзисторами, входом соединен 35 ный с выводами для подключения нагрузки, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что с целью повышения КПД системы, ойа снабжена трансформатором тока с одной вторичной обмоткой, включенной между выходной цепью указанного блока управления и объединенными выводами силовыхтранзисторов, и четырьмя первичными обмотками, каждая из которых включена последовательно с соответствующим из силовых транзисторов и соответствующим изсиловых диодов, причем каждая из полученных последовательных цепей из силового диода и первичной обмотки трансформаматора шунтирует во встречном направлении соответствующую из полученныхпоследовательных цепей из силового тран.зистора и первичной обмотки трансформатора, а другой вывод второго силовоготранзистора соединен с общей точкой вывода первичного источника и вывода аккумуляторной батареи.2. Система электропитания по п. 1,о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, сцелью повышения устойчивости, сглаживающий дроссель снабжен вторичной обмоткой, включенной последовательно со вторичной обмоткой трансформатора тока ивыходом блока управления,3. Система электропитания по пп. 1, 2,о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, сцелью расширения диапазона уСтойчивойработы, блок управления выполнен с реверсивным выходом. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР464943,кл. Н 02 М 3/335, 1975,2, Коссов О. А, Усилители мощности на транзисторах в режиме переключений,МЭнергия, 1971, с. 243.609510 Составитель Л, СтрелкинТехред О. Андрейко Корректор М, Вигу Т едактор Ю кано лиал ППП фПатент, г. Ужгор Проектная акаэ 7227/52ЦНИИПИ Госпо делам113035, Моск ираж 1015 Подписноерственного комитета СССРэобретений и открытий Ж, Раушская наб., д. 4/5