Устройство для питания нагрузки

,О ПИ- - А Н И Е ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик и 764038 К АВТОРСКОМУ СВКДЕТЕЛЬСТВУда делам изобретений и отирмтийДата опубликования описания 25.09,80(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПИТАНИЯ НАГРУЗКИ 1Изобретение относится к электротехнике, а именно к схемам питания сетей от батарей, и предназначено для обеспечения электроэнергией заданного качества оборудования, питающегося постоянным током,Известны системы электропитания, содержащие первичный источник электроэнергии, например солнечную батарею или термогенератор, и вторичные источники, аккумуляторную батарею и различные преобразователи напряжения и тока, обеспечивающие оптимальные режимы работы первичного источника и аккумуляторной батареи и заданное качество электроэнергии на нагрузке 1 и .2.В этих системах осуществляется интегральное регулирование, что снижает их быстродействие и устойчивость, Для исключения указанных недостатков в систему необходимо вводить дополнительный канал пропорционального регулирования, в результате чего усложняется система в целом. Наиболее простой способ введения системы в зону интегрального регулирования - это осуществление синхронизации между генераторами стабильной и переменной частот, но и в этом случае после приложения воз 2мущающего воздействия переходный процесс продолжается до тех пор, пока не накопится интеграл Яд 9)М, при этом отклонения выходного напряжения от номинального довольно значительны. Кроме того, генераторы стабильной и переменной частот в указанных системах обычно выполняются на магнитных элементах, что снижает их массо-габаритные характеристики, усложняет резервирование и вводит асимметрию выходных импульсов по полупериодам.10 Последнее снижает КПД и надежность сис темы и повышает величину пульсаций напряжения на нагрузке. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к изобрете нию является устройство, содержащее генератор постоянного тока с большим внутренним сопротивлением и два транзисторных усилителя мощности, выходные обмотки первого из которых включены последовательно 2 в с аккумуляторной батареей через встречнопараллельно соединенные диодно-транзисторные цепочки, коммутируемые через выходные обмотки второго усилителя мощности 3.764038 на нагрузке 24 номинального напряжения .1, при этом диодно-транзисторные цепочки 8 - 11 коммутируются выходными обмотками усилителя 5 мощности, управляемого с выходов триггера 17, причем одновременно отпираются цепочки 8 и 9 или 10 и 11, что дает возможность в течение каждого полупериода протекать через аккумуляторную батарею как зарядному, так и разрядному току.35 Средний ток через аккумуляторную батарею 1 за полупериод в зависимости от соотношения мощностей генератора постоянного тока 2 (Р ) и нагрузки 24 (Рн ) можетменяться. При равенстве Рг и Рн средний ток через аккумуляторную батарею 1 равен нулю независимо от степени ее заряженности. В случае Рг ,Росуществля ется заряд аккумуляторной батареи 1, а при Рг СР - разряд. При этом в результате изменения соотношения между дли 4 ю тельностямизаряда и разряда в течениекаждого полупериода на нагрузке 24 поддерживается стабильное напряжение.Введенный в предложенное устройствоширотно-импульсный модулятор вертикаль 3Этому устройству присущи следующиенедостатки: низкое быстродействие, малыйзапас устойчивости, невысокие массо-габа" рйтныехарактеристики, сложностьрезер-вирования, недостаточно высокий КПД, слабаянадежность, завышенная величинапульсаций напряжения на нагрузке,Цель изобретения - повышение КПД иулучшение динамических, массо-габаритныхи надежностных характеристик устройства,Эта цель достигается тем, что в неговведены генератор прямоугольного напряжения, широтно-импульсный модулятор вертикального принципа, Т-триггер с прямымии инверсными выходами, четыре двухвходовые логические схемы И и две двухвходовыелогические схемы ИЛИ, причем один извходов широтно-импульсного модулятора ивход триггера соединены с выходом генератора. прямоугольного напряжения, другойвход широтно-импульсного модулятора подключен к выходу устройства, две первыесхемы И соединены своимн входами с одноименными выходами широтно-импульсного-модулятора и триггера, а две другие- сразноименными, выходы"двух первых и-двухвторых схем И через схемы ИЛИ соединенысо входами первого усилителя мощности, авходы второго усилителя мощности - с выходами триггера,На фиг. 1 представлена блок-схема предложенного устройства; на фиг. 2 а и б- "временные диаграммы и процесс перемагничивания сердечника трансформатора первого усилителя мощности, поясняющиепринцип работы: """Устройство для заряда и разряда аккумуляторной батареи 1, содержит генератор 2постоянного тока с большим внутренним сопротивлением, генератор 3 прямоугольногонапряжения, два транзисторных усилителя4 и 5 мощности выходные обмотки 6 и 7 первого из которых (4) включены последовательно с аккумуляторной батареей 1 черезвстречно-параллельно соединенные диоднотранзисторные цепочки 8 - 11, коммутируемые через выходные обмотки 12 - 15 второгоусилителя 5 мощности, широтно-импульсныймодулятор 6, триггер 17, четыре логическиесхемы 18 - 21 И и две логические схемы 22и 23 ИЛИ. Один из входов модулятора 16и вход триггера 7 соединены с выходом генератора 3, другой вход модулятора 16подключен к нагрузке 24. Две первые схемы18 и 19 И соединены своими входами с одноименными выходами модулятора 16итриггера 17, а две другие 20 и 2 - сразноименными. Выходы двух первых 18и 9 и двух вторых 20 и 21 схем И черезсхемы 22 и 23 ИЛИ соединены со входамипервого усилителя 4 "мощности; авходывторого усилителя 5 мощности - с выходами триггера 17.,Устройство работает следующим образом". 34Широтно-импульсный модулятор 16, использующий вертикальный принцип сравнения сигнала обратной связи, поступающего с выхода устройства (с нагрузки 24), с сигналом треугольной формы, формируемом в модуляторе 16 из выходного напряжения генератора 3 прямоугольной формы (1 пн на фиг. 2 а), вырабатывает прямой и инверсный (противофазные) сигналы с широтно-импульсной модуляцией ( юим и и 1,м на фиг, 2 а), поступающие на один из входов логических схем 18 - 21 И, на другом входе которых присутствует меандр с прямого или, инверсного выходов триггера 17 (1 тп и Бна фиг. 2 а), работающего в счетном режиме от выходного напряжения генератора 3. Перераспределенные вы" ходные сигналы модулятора, 16 и триггера 17с выходов схем 18 - 21 И (.1 в, 1.э, 1.ио и Ба 1 на фиг. 2 а) через схемы 22 и 23 ИЛИ (к и Бна фиг. 2 а) поступают на входы первого двухтактного усилителя 4 мощности, при этом транзисторы усилителя 4 мощности переключаются таким образом, что исключаются состояния их одновременногО запирания или отпирания (см, .1 на фиг, 2 а и нафиг, 2 б). На выходных обмотках 6 и 7 усилителя 4 мощности наводится ЭДС, необходимая для поддержания ного принципа позволяет осущестВить пропорциональное или изодромное регулирования, характеризующиеся большим быстродействием, а последнее, кроме этого, и высокой точностью. Так как второй усилитель мощности, а следовательно, и диодно-транзисторные цепочки переключаются выходными сигналами Т-триггера, а первый усилитель мощности - сигналом, получаемым с помощью логических схем из сигналов764038ния надежности, в него введены генератор прямоугольного напряжения, широтно-импульсный модулятор вертикального принципа, Т-триггер с прямыми и инверсными выходами, четыре двухвходовые логические схемы И и две двухвходовые логнческие5схемы И,ЛИ, причем один из входов широтно-импульсного модулятора и вход триггера соединены с выходом генератора прямоугольного напряжения, другой вход широтно-импульсного модулятора подключен к выходу устройства, две первые схемы И соединены своими входами с одноименными выходами широтно-импульсного модулятора и триггера, а входы двух, вторых схем И - с разноименными выходами упомянутых элементов, выходы схем И через схемыи ИЛИ соединены со входами первого усилителя мощности, а входы второго усилителя мощности - с выходами триггера. Формула изобретения пТ-триггера и широтно-импульсного модулятора вертикального принципа, на выходе которого в установившемся режиме формируются импульсы одинаковой длительности, то облегчаются режимы работы элементов устройства и исключаются потери мощности из.за асимметрии импульсов по полупериодам. Кроме того, широтно-импульсный модулятор, Т-триггер и логические схемы, а также генератор прямоугольного напряжения могут быть выполнены на интегральных микросхемах без применения магнитных элементов, что при практической реализации делает устройство более компактным. Устройство для питания нагрузки, содержащее буферную аккумуляторную батарею, генератор постоянного тока с большим внутренним сопротивлением и два транзисторных усилителя мощности, при этом выходные обмотки первого включены последовательно с аккумуляторной батареей через встречно- параллельно соединенные диодно-транзисторные цепочки, коммутируемые через выходные обмотки второго усилителя мощности, отличающееся тем, что, с целью улучшения динамических характеристик и повышеИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР274185, кл. Н 02 3 7/00, 1967,2. Авторское свидетельство СССР396763, кл. Н 02 1 7/34, 1968.3. Авторское свидетельство СССР340022, кл. Н 02 1 7/10, 1968.анди ору митета открыт ая наб д. 4/5ектная, 4 Редактор С. Льоков Заказ 6808/18 ВНИИПИ д 113085, Мо Филиал ППП