Устройство для питания нагрузки

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветсиикСоциалистическиеРеспубликц 902152(51)М, Кл. Н 02 Ю 7/34 Гоаударатеенный комитет СССР ао делам изабретеннй . и открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПИТАНИЯ НАГРУЗКИ Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для питания различной радиотехнической аппаратуры стабилизированным постоянным напряжением.Известно устройство, содержащее источник постоянного и переменного тока, выпрямительный мост, к диаго,нали постоянного .тока которого подключен фильтр и цепь отрицательной обратной связи, связанная с управляющим входом ключа 1 .К недостаткам устройства относятся низкое качество выходного напряжения и значительные габариты.Наиболее. близким к предлагаемому является устройство, содержащее источник постоянного тока, подключенный к нагрузке через диагональ постоянного тока выпрямительного моста, диагональ переменного тока которого соединена со вспомогательным. источником переменного тока через управляемый ключ, модулятор, выхопом связанный с управляющим входом ключа, а входом с нагрузкой. Модуляторизменяет скважиость работы ключа таким образом, что при воздействиидестабилизирующих факторов напряжеф ние иа нагрузке остается постоянным.Параллельно диагонали постоянноготока выпрямительного моста подключен сглаживающий фильтр2 .Это устройство предназначено дляпитания нагрузки стабилизированнымпостояннья напряжением преимущественно в составе электрооборудования автономных объектов, где в качестве основного или буферного источника постоянного тока наиболее часто используется аккумуляторная батарея(АБ) .Однако известное устройство обла-, дает следующими недостатками. При использовании в качестве источника тока АБ ее энергоресурс в процессе работы постоянно уменьшается в то время, как мощность источника пере902 5 45 менного напряжения используетсялишь частично. Кроме того, среднеенапряжение и, вследствие этого, коэффициент отдачи по энергии АБ в режиме непрерывного разряда малы, Перечисленные недостатки обуславливаютнизкий КПД и.малый запас энергоресурса устройства.Цель изобретения - повышение КПДустройства и увеличение его энергоре Осурса,Поставленная цель достигаетсятем, что устройство для питания нагрузки стабилизированным постояннымнапряжением, содержащее АБ, источник переменного тока, связанный через один из контактов ключа с выпрямительным мостом, фильтр и модулятор,снабжено формирователем подзарядныхимпульсов (ФПИ), выходом связанным 20с АБ, а входом соединенным через другой контакт выполненного двухпозиционного ключа с источником переменного тока.На фиг. 1 представлена функциональная электрическая схема предлагаемого устройства, на фиг. 2 - диаграммы напряжения, поясняющие сущность предлагаемого технического решения . 30 Устройство для питания нагрузки стабилизированным постоянным напряжением содержит АБ 1, нагрузку 2, выпрямительный мост 3, сглаживающий35 Фильтр 4, источник 5 переменного тока, ключ 6, модулятор , ФПИ 8, Ключ 6 выполнен двухпозиционным с контактами 9 и 10, АБ 1 подключена к нагрузке 2 через параллельное со 40 единение фильтра 4 и диагонали постоянного тока выпрямительного моста 3. Диагональ переменного тока моста 3 связана через контакт 9 ключа 6 с источником 5. Модулятор , входом подключенный к нагрузке 2, выходом связан с управляющим входом ключа 6. ФПИ 8 выполнен на базе выпрямителя по двухфазной однополупериодной схеме. В его состав входят согласующий трансформатор 11 с первичными 1250 и 13 и вторичной 14 обмотками, выпрямительные вентили 15 и .16 и .разделительный вентиль 17. Первичные обмотки 12 и 13 трансформатора 11 соединены согласно-последовательно. Точ-., ка их соединения связана с одной из клемм источника 5 через контакт 10 ключа 6. Последовательно с первич 2 4ными обмотками 12 и 13 трансформатора 11 подключены вентили 15 и 16, причем анод вентиля 15 связан с началом обмотки 12, а катод вентиля 16 связан с концом обмотки 13, а точка соединения вентилей 15 и 16 подключена к другой клемме источника 5. Начало вторичной обмотки 14 трансформатора 11 подключено к отрицательной клемме АБ 1, а конец обмотки 14 соединен через вентиль 7 с положительной клеммой АБ .Устройство работает следуюшим образом.Напряжение от источника постоянного тока АБ 1 поступает на последовательное соединение нагрузки 2 иовыпрямительного моста 3. Напряжение на нагрузке 2 контролируется измерительным органом модулятора 7, который при действии дестабилизирующих Факторов изменяет длительность замкнутого состояния контакта 9 ключа 6. Изменение скважности работы ключа 6 приводит к тому, что изменяется величина напряжения на выходе вольтодобавочного выпрямительного моста 3(фиг,2 Ю), складывающееся с напряжением АБ 1 .таким образом, чтобы напряжение на нагрузке 2 оставалосьпостоянным. В интервалы времени,когда источник 5 переменного токане оказывает стабилизирующего действия, замкнут контакт 10 ключа 6 и источник 5 подключен к ФПИ (фиг.2 о).В зависимости от полярности на клеммах источника 5 ток протекает по первичной обмотке 12 трансформатора11 и вентилю 15, или через вентиль16 и первичную обмотку 13. При любой полярности на клеммах источника 5 во вторичной обмотке 14 трансфор - матора 11 наводится ЭДС одной и той же полярности, при которой открывается вентиль 17 и через параллельное соединение выпрямительного моста 3 с нагрузкой 2 и АБ 1 протекает импульстока. Как правило, сопротивление нагрузки 2 во много раз превышает щ внутреннее сопротивление АБ 1 и вследствие этого практически весьимпульс тока протекает через АБ 1. При больших значениях сопротивления нагрузки 2 ключ 6 более длительное время замыкает контакт 10 и происходит восполнение отданной АБ 1емкости. Малые значения сопротивления нагрузки 2 соответствуют длительному времени замыкания контакта6Формула изобретения Устройство для питания нагрузкистабилизированным постоянным напряже"нием,. содержащее аккумуляторную батарею, подключенную к нагрузке через параллельное соединение фильтраи диагонали постоянного тока выпря"мительного моста, диагональ переменного тока которого связана черезконтакт ключа с источником переменного тока, и модулятор, входом под"ключенный к нагрузке, а выходом соединенный с управляющим входом ключа,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью повышения КПД устройства иувеличения его энергоресурса, оноснабжено формирователем подзарядныхимпульсов, выходом связанным с аккумуляторной батареей, а входом соединенным через второй контакт выполненного двухпозиционного ключа с источником переменного тока,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРф 335681 э кл. С 05 Г 1/56 т 19702. Авторское свиДетельство СССР9626433, кл. О 05 Г 1/56, 976. 5 902 э 2 9 ключа 6, в этом случае емкость АБ 1 восполняется незначительно, но при этом происходит деполяризация АБ 1. В обоих рассматриваемых случа-. ях среднее напряжение разряда АБ 1 5 и зависящие от него коэффициенты отдачи по напряжению и энергии возрастают. Некоторое ослабление отрицательной обратной связи цепи стабилизации по напряжению, вызываемое 1 О подзарядными импульсами учитывается при разработке модулятора 7.Положительный эффект, ожидаемый от использования предлагаемого изобретения, заключается в повышении 35 КПД устройства и увеличении его энергоресурса за счет возрастания коэффициента использования установленной мощности источника переменного тока и коэффициента отдачи аккумуля торной батареи по энергии. Указанный эффект достигается благодаря тому, что отличительными признаками предлагаемого изобретения обеспечивается импульсный подзаряд аккумуля з торной батареи от источника переменного тока в паузах между питанием от него вольтоцо 6 авочного выпрямитеснов К 13035,Филиал 1 П 1 П "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 Тираж 6691 ИПИ Государственногопо делам изобретений1 осква, Ж, Раушска Подкомитета СССРи открытийя наб., д. 4/5