Автономная система электропитания

Союз СоветсинхСоциалистическихреспублни ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 855859(51)М. Кл. Н 02 1 7/34 3 Ьеударатеаивы 11 камнтет СССР вв делан изебретеккк и открытий(53) УД К 621,316. .722.(088.8) Дата опублвования описания 25. 08. 81(54) АВТОНОМНАЯ СИСТЕМА ЭЛЕ ТАНИЯ Изобре образо рансформатором, транзистордный выпрямитель, каналфипьтр, первичный источиительный стабилизатор напэтих системах для повышеивности использования первсточника и для исключенияяда аккумулятора последоваервичным источником поставнительный стабилизатор напрОднако у таких систем сро большие массогабариты.Цель изобретения - снижегабаритов автономной сист ь использовано п азработк е массы ст тропитания,бипизации эатора.Указаннаячто в автономтания, состоящмулятора, почерез оснавнония, включ а такжрядно еспеч ока ляс оч зования первичможность перевыход его изИзвестны т ель достигается тем, ой системе электропией из буферного аккудключенного к нагрузкестабилизатор напряжеающий в себя инвертор сформатором, транзистор аряда аккумулятортроя.кже автономные си емы электролит ферного аккум стабилизатора шаго в себя и ия состо тора, о пряжени овн вклю выходньыходным тра верто ние относится к силово тельной технике и может систем электропитания подвижныхобъектов.Известны автономные системы электропитания постоянного напряжения,состоящие из первичного источникаограниченной мощности и буферногоаккумулятора, связанного с нагрузкойчерез выходные полуобмотки инвертора, реверсивный диодно-транзисторный выпрямитель и сглаживающийфильтр 1 и 2,Недостатком таких систем являетевысокая э ективность испо управления ик и дополряжения.ния эффекичногоперезательно слен дополяжения 3.авнительБо"диодный выпрямитель, канал управления и сглаживающий Фильтр., и первичный источник ограниченной мощности, соединенньЙ с наГрузкой черездополнительнь:й стабилизатор напряже-ния, дополнительный стабилизаторВыполнен Б виде двух диодно"транзисторных цепочек, причем свободные Выводы диодов подключены к первичномуисточнику, а свободные ВывоДы транзистороБ - к крайним точкам Выходиьгполуобмотск трансформатора инвертора, кроме того каждый из транзистс=ров цепочек коллекторным и эмиттерным Выводами параллельно соединен ссаатветствуииплм диОдсм Бьшрямите-"ля, а базовым - с каналом управления ОснОВКОГО стасилизатора.Канал уГравления сОДержит Два кампаратора, соединенные через усилители 20 мощности с базовыми ВыВОДами транэис:. торов выпрямителя и транзисторов дополлнительного стабилизатора соответственно, причем одни Входы компараторов связаны соответственно с выхо Б ДОМ СИСТЕМЫ И ВЫХОДОМ ВНОБЬ ВВЕДЕННО го датчика тока заряда, а другие вхо- ды соединены с соответствующими генераторами пилообразных опорных напряжений, ЗОБ цепь аккумулятора введен дополнительный сглаживающий дроссель и обратньш диодеНа чертеже показана принципиальная схема автономной системы электроптани,Автономная система электропитаниясостоит иэ буферного аккумулятора 1,пнвертора 2, управляемого транзисторна дисдБОГО Выпрямителя - Каналауправления, содержащего Фаэссдвлгающий блок ч, ь 1 Г-Фильтра 5, нагрузки6, первичного источника 7 ограниченной мощности двух диОднстранзис "торных цепочек 8 и 9, двух компараторсв 10 и 11, двух усилителей 12 и13 мощности, дзух генераторов 14 и15 Опорньх пилоОбразных напряжений,датчика 16 зарядного тока и 01 "Фильтра 17Аккумулятор:1, В цепи которогоимеется датчик 16 така, подключенчерез драссель Фильтра 17 к среднимтачкам первичных и втаричньп: обмотокинвертора 2. Крайние выводы выход -ных палуобмотак через транзистарнсдиодньй выпрямитель 3 и сглаживающий Фильтр 5 падкшочены к нагрузке6. Базовые Выводы транзисторов Вы 59прямителя 3 ссединень с каналом 14 аав ления. Лервичный источник 7 через две дисднс транзисторные цепочки 8-9 и 8 -9 подслоч.н к крайним вйводам вьгходных полуобматск инвер - тора 2 причем общая точка диодов .л и 8, соединена с первичным источником 7, а транзисторы 9- и 9, Включены параллельно диодам Вьшря МЧГЕЛя 3 Базсвцо ВьНадь Тванэистл ров 9 псдкгдочень: к выходам канала упааВления: Выходь компяватарсв 10 и 11 черед усилители 12 и 13 мсщ ности псдключеъ; соответственна кбазавьж БЫВОдам "ванзистсвсв Вьшвя-мителя 3 и транзисторов 9, .-,омпаратор О по входу свя ан с выходомсистемы и генератором 1 ОпорнОГСпилаобваэного нчрчжчляком -оатар 1 - с Вь,ходом Датчика 16тока и генератааам 15 сповногс пилообразного напряжения,Автономная система электропитания работает следующим образом,1 рл большой мощности нагрузки ( когда мощность нагрузки Р больше мощности источника 7 - Р )происходитразряд аккумулл".:ора 1. Ток нагрузкискладывается иэ двух составляюцих - тока источника 7, протекающего поочередно пс диодам 8 и транзисторам вьтрямителя 3, и тока разряда аккумулятора 1 поочередно протекающего по ветвям вьшрямителя 3. Стабилизация напряжения на нагрузке 6 обеспечивается за счет Фазового управления работой выпрямителя 3 изисторсв 9 пс отнсшенВо к раб: те инвертора 2,Танзистсры связанные с ОднОЙ полуобмоткай трансФорматора, переключаются синхронно" и синфазнс,.а транзисторы, свяэаньые с другой полуобматкой - противсфазно по Отношению к первым. Ест перьичный источник 7 теряет работоспособность, вся мощность Нагрузки потребляется иэ аккумулятора 1 при сохранении логики работы устройства,.При уменьшении мощности нагрузки уменьшается автоматически ток раз)Я Да ЕККЧУЛЯТСРаВПЛОТЬ ДО НУЛЕ-ВОГО зняченияр коГда Вся ЧОщнОстьРб потребляется толька от первичного источкика 7, Дальнейшее уменьшение мощности,нагрузки сопровождается возрастанием зарядного тока аккумулятора 1 при сохранении напряжения Од неизменным по величине,855859 40 5Рассматриваемая система питания сохраняет работоспособность при полном заряде аккумулятора 1 или при его отключении. Так, при отключении аккумулятора 1 напряжение на нагруз 5 ке 6 увеличивается за счет роста напряжения на выходе первичного источника 7. Однако рост напряжения Об ограничивается вступлением в работу дополнительного канала управления по отклонению выходного напряжения. Этот канал, включающий в себя компаратор 10, усилитель 12 мощности и генератор 14 опорного пилообразного напряжения, обеспечивает поочередно подачу на базы транзисторов выпрямителя 3 запирающих ШШ-импульсов, При этом упомянутые транзисторы и фильтр 5 образуют однотактный конвертор, обеспечивакнций стабилизацию О за счет широтноимпульсной модуляции напряжения первичного источника 7.Стабилизация зарядного тока в системе происходит следующим образом, 2 зЕсли зарядный ток становится больше, чем того требует опорное напряжение, снимаемое с генератора 15, компаратор 11 через усилитель 13 мощности обеспечивает поочередную подачу на базы транзисторов 9 запирающих ШИМ-импульсов, При этом транзисторы 9 и фильтр 17 образуют однотактный конвертор, стабилизирующий ток нагрузки. Фильтра 17 может и не быть, однако в таком случае снижается эффективность использования первичного источника 7, Если аккумулятор 1 полностью заряжен, то ток заряда может быть сделан равным нулю за счет 0 полного закрытия транзисторов 9. Система согласно изобретению при том же числе силовых элементов сохраняет работоспособность при полностью заряженном аккумуляторе или при его отключении, при этом она характеризуется меньшими массой и габаритами. Кроме того, предложенная система сохраняет работоспособность как при О,106, так и при О,О. Таким образом, предложенная система по сравнению с известной характеризуется меньшими массой и габаритами, позволяет стабилизировать зарядный ток стабилизатора, что делает ее более предпочтительной для применения. ЬФормула изобретения1, Автономная система электропитания, состоящая из буферного аккумулятора, подключенного к нагрузкечерез основной стабилизатор напряжения, вклочающий в себя инверторс выходиым трансформатором, транзисторно-диодный выпрямитель, каналуправления и сглаживающий фильтр, ипервичный источник ограниченной мощности, соединенный с нагрузкой через дополнительный стабилизатор напряжения, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью уменьшениямассы и габаритов системы, дополнительный стабилизатор выполнен в виде двух диодно-транзисторных цепочек, причем свободные выводы диодовподключены к первичному источнику,а свободные выводы транзисторовк крайним точкам выходных полуобмоток трансформатора инвертора, крометого каждый из транзисторов цепочекколлекторным и эмиттерным выводамипараллельно соединен с соответствующим диодом выпрямителя, а базовым -с каналом управления основного стабилизатора.2. Система по и. 1, о т л и ч а -ю щ а я с я тем, что, с целью исключения перезаряда аккумулятора истабилизации зарядного тока, каналуправления содержит два компаратора, соединенные через усилителимощности с базовыми выводами транзисторов выпрямителя и транзисторовдополнительного стабилизатора соответственно, причем одни входы компараторов связаны соответственнос выходом системы и выходом вновьвведенного датчика тока заряда, адругие входы компараторов соединеныс соответствующими генераторами опорных пилообразных напряжений,3. Система по и, 2, о т л и -ч а ю щ а я с я тем, что, с цельюповышения эффективности использования энергии первичного источникапитания, в цепь аккумулятора введендополнительный сглаживающий дроссельи обратный диод.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРМ 347751, кл, С 05 Г 5/00, 1972.2, Авторское свидетельство СССРВ 340022,.кл. Н 02 1 7/32, 1968.3, Авторское свидетельство СССРУ 491183, кл. Н 02,3 7/34, 1975.Составитель И.Найдина Редактор Т.Парфенова ТекредА.Бабинец ф , Корректор В.Синицкая Закав 6957 79 Тирах 675 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий13035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП Патент , г. Ухгород, ул, Проектная, 4