Устройство для питания нагрузки

О П И С А Н И Е ( )853739 Союз СоветскмиСоциалистическихРеспублик ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51) М Кз з Н 02 ) 7/34 Гесударственнмй квмитет Опубликовано 07.08.81. Бюллетень29Дата опубликования описания 17.08.81по делам изобретений и еткрмтий(54) УСТРОЙСТВО Д,ЛЯ ПИТАНИЯ НАГРУЗК рицательно ск бы ввиду отс мов глубокого рядом, что накопительных зывается на сроке их служ ствия периодических режи- разряда с последующим заособствует восстановлению свойств аккумуляторов 1) Изобретение относится к эксплуатации источников питания с большим внутренним сопротивлением типа термоэлектрических генераторов, используемых совместно с аккумуляторной батареей в качестве автономных источников питания.Известны источники питания с большим 5 внутренним сопротивлением, такие как полупроводниковые термоэлектрические генераторы, которые используются для питания автономных потребителей. Эти источники обычно используются совместно с аккумуляторными батареями и работают при этом вт 0 режиме питания нагрузки и заряда батареи или питание нагрузки осуществляется от этой батареи. В этих устройствах аккумуляторная батарея работает в буферном режиме.Известна автономная система электропитания, содержащая нерегулируемый первичный источник напряжения постоянного тока, буферный аккумулятор, подключенный через импульсный стабилизатор напряжения к нагрузке, и регулятор напряжения, 20 подключенный между источником питания и нагрузкой. В этом устройстве аккумуляторы работают в буферном режиме, что отНаиболее близким к предлагаемому устройству является устройство, содержащее термоэлектрогенератор, схему запуска и контроля выхода на режим термоэлектрогенератора, буферную аккумуляторную батарею, стабилизатор напряжения, разделительный диод, схемы токовой и тепловой защиты, схему коммутации. В этом устройстве аккумуляторная батарея работает в буферном режиме, что отрицательно влияет на ее срок службы 2. При уменьшении суммарного тока нагрузки и заряда аккумуляторной батареи возрастает ток стабилизатора напряжения на выходе термоэлектрического генератора, что приводит к увеличению потерь электроэнергии, и при полном заряде аккумуляторной батареи и при отсутствии нагрузки термоэлектрогенератор будет работать на стабилизатор напряжения, что приводит к излишнему расходу топлива.Цель изобретения заключается в увеличении срока службы аккумуляторной батареи, сокращении потерь электроэнергии и уменьшении расхода топлива.Это достигается тем, что устройство для питания нагрузки, содержащее термоэлектро генератор, блок запуска термоэлектрогенератор, блок запуска термоэлектрогенератора, стабилизатор напряжения на выходе термоэлектрогенератора, два широтно- импульсных преобразователя для питания нагрузки и для заряда аккумуляторной батареи, связанные с задающим генератором и магнитным усилителем, обмотка управления которого подключена к шунту в цепи нагрузки, и аккумуляторную батарею, снабжено блоком управления, который содержит пороговые устройства минимального и максимального напряжения аккумуляторной батареи, коммутирующее устройство и устройство для задержки. При этом вход коммутирующего устройства подключен к выходу порогового устройства максимального напряжения и к выходу порогового устройства минимального напряжения через устройство задержки, а контакты коммутирующего устройства включены в разрыв цепи аккумуляторной батареи и нагрузки. Кроме того, второй выход порогового устройства максимального напряжения подключен к отключающему входу блока запуска термоэлектрического генератора, а второй выход порогового устройства минимального напряжения - к включающему входу блока запуска.На чертеже представлена схема предлагаемого устройства для питания нагрузки.Устройство содержит термоэлектрический генератор 1, блок 2 запуска термоэлектрического генератора с электромагнитным клапаном для подачи топлива; стабилизатор 3 напряжения параллельного типа, обеспечивающий стабилизацию напряжения путем поддержания постоянства тока, протекающего через термоэлектрогенератор; задаюгций генератор 4, управляющий совместно с магнитным усилителем (обмотки Юо.с) работой широтно-импульсного преобразователя 5 питания нагрузки и широтно-импульсного преобразователя 6 для заряда аккумуляторной батареи; шунт 7, сигнал с которого снимается для обеспечения широтно-импульсной модуляции; блок 8 управления, содержащий коммутирующее устройство 9 с контактами К, и К в цепи аккумуляторной батареи и нагрузки, пороговые устройства максимального 10 (1.)мак,) и минимального 111.),) напряжения с устройством 12 задержки, которые обеспечивают управление блоком запуска термоэлектрического генератора и переключение аккумуляторной батареи с режима заряда на питание нагрузки.Устройство работает следующим образом.5 10 15 20 25 30 35 40 45 5 О 55 При запуске термоэлектрогенератора и выходе его на режим стабилизированное напряжение со стабилизатора 3 подается на задающий генератор 4 и на выходные каскады усилителей мощности широтно- импульсных преобразователей 5, 6. Прямоугольные импульсы от задающего генератора через трансформатор поступают на входы широтно-импульсных преобразователей 5, 6.Последовательно с нагрузкой 13 включен шунт 7, с которого напряжение, пропорциональное току нагрузки, снимается в обмотку обратной связи (Ъ ) магнитного усилителя управления широтно-импульсной модуляцией через рабочие обмотки М(рЭ/, Врз, Эlрмагнитного усилителя. Рабочие обмотки магнитного усилителя Юрь Юри Юрз, Юрч включены таким образом, что на обмотках выходных трансформаторов широтно-импульсных преобразователей сигнал появляется в противофазе с длительностью импульсов, пропорциональной сигналу, снимаемому с шунта 7. Напряжение с выхода широтно-импульсного преобразователя 6 поступает через выпрямитель на заряд аккумуляторной батареи (если она разряжена). По мере уменьшения тока через нагрузку 13 уменьшается сигнал в обмотке В магнитного усилителя и длительность импульсов на выходной обмотке трансформатора преобразователя 5 уменьшается, а длительность импульсов на выходной обмотке трансформатора преобразователя 6 увеличивается, что приводит к более быстрому заряду аккумуляторной батареи. По мере заряда аккумуляторной батареи до максимально допустимого напряжения в блоке 8 управления срабатывает пороговое устройство 10 (Сс,) и через коммутирующее устройство 9 контактами К и Кт происходит подключение аккумуляторной батареи к нагрузке. Одновременно с этим от порогового устройства 10 (Цц) подается управляющий сигнал на электромагнитный клапан дозировки топлива блока 2 запуска. Термоэлектрогенератор переключается на дежурный режим. Задающий генератор 4 прекращает генерировать, и работа широтно- импульсных преобразователей 5, 6 срывает ся, Аккумуляторная батарея начинает разряжаться на нагрузку.При достижении минимального значения напряжения на аккумуляторной батарее в процессе ее разряда в цепи нагрузки срабатывает пороговое устройство 11 (1 мн). При этом с порогового устройства 11 подается сигнал на включение электромагнитного клапана блока 2 запуска для выхода термоэлектрогенератора на номинальный режим и одновременно на устройство 12 задержки, через которое коммутирующее устройство 9 блока 8 управления отключает аккумуляторную батарею от нагрузки 13. До момента истечения задержки времени термоэлектрогенератор выходит на номинальный режим, запускается задающий генератор, появляется регулируемое напряжение на обмотках выходных трансформаторов широтно-импульсных преобразователей 5, 6, при этом питание нагрузки 13 и заряда аккумуляторной батареи осуществляется от термоэлектрогенератора.Таким образом, в предлагаемом устройстве с помощью блока управления обеспечивается заряд аккумуляторной батареи до напряжения установки порогового устройства максимального напряжения и разряд до напряжения установки порогового устройства минимального напряжения в отличие от устройств, где аккумуляторная батарея работает в буферном режиме, что улучшает условия эксплуатации аккумуляторной батареи и увеличивает срок ее службы, Периодическое переключение аккумуляторной батареи с режима заряда через широтно-импульсный преобразователь 6 на режим питания нагрузки обеспечивает возможность использования всей электроэнергии термоэлектрического генератора при его работе в номинальном режиме, исключая при заряде аккумуляторной батареи потери в стабилизаторе напряжения, а также сокращает расход топлива при переводе термоэлектрогенератора в дежурный режим при работе аккумуляторной батареи на нагрузку.Формула изобретенияУстройство для питания нагрузки, содержащее термоэлектрогенератор, блок запуска термоэлектрогенератора, стабилизатор напряжения, подключенный к выходу термоэлектрогенератора, два широтно-импульсных преобразова геля для питания нагрузки и для заряда аккумуляторной батареи, связанные сзадающим генератором и магнитным усилителем, обмотка управления которого подключена к шунту в цепи нагрузки, и аккумуляторную батарею, отличающиеся тем, что, с целью увеличения срока службы аккумуляторной батареи, сокрашения потерь. электроэнергии и уменьшения расхода топлива, оноснабжено блоком управления, выполненнымна основе пороговых устройств максимального и минимального напряжения аккумуляторной батареи, коммутирующего устройства иустройства задержки, причем входы пороговых устройств подключены к аккумуляторной батарее, первые выходы порогового устройства минимального напряжения через устройство задержки и порогового устройствамаксимального напряжения непосредственноподключены к входу коммутирующего устройства, контакты которого с одной стороны подключены в цепь аккумуляторной батареи, а с другой - в цепь нагрузки, второйвыход порогового устройства максималь-ного напряжения аккумуляторной батареиподключен к отключающему входу блока запуска термоэлектрогенератора, а второй выход порогового устройства минимального напряжения аккумуляторной батареи - к включающему входу блока запуска термоэлектрогенератора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР491183, кл. Н 02 .1 7/34, 1974.2. Егоров В. С. и др. Блоки стабилизации напряжения, автоматики и защиты термоэлектрического генератора УГМ. ХимиЗ 5 ческие и физические-источники тока, вып. 4,1978, с. 11, 12.ставитель И, Нед А. Бойкасж. 675твенного комиретеннй и о35, Раушскаяг Ужгород Корректор ЕПодписноеета СССРкрытийна 6., д. 4/5л. Проектная, 4 Государе елам изоб сква, Ж - Патент,ошк