Способ управления системой электропитания

:.Московский Революци рдена Ленина и ордена О энергетический институ 1) Заявител(54 ) СПОСОБ УПР ИЯ СИСТЕМОЙ ЭЛЕКТРОПИТАН Недоста ется то, ч рам должны ми. Только на активны мена энергн ностью искл ставляется метода явля"по параметьно близкивии потери ях цепей обОднако полтерн не пред 30 ком данного о все ячейки быть максимал прн этом усло сопротивлени н минимальны ючить эти по возможным. Изобретение относится к электротехнике, в частности к силовой преобразовательной технике, и может быть использовано в устройствах регулирования электрической энергии, источниках и системах вторичного питания радиоэлектронной аппаратуры, для электротехнологии, электропривода и т.д. 1Известен способ управления сис- темой преобразования электрическоЦ энергии, содержащей й преобразова ельных ячеек, соединенных по входу последовательно, согласно которому с целью выравнивания напряжений между ячейками осуществляют обмен энергией между ними, используя для этого дополнительные обмотки конденсаторов, включенные через резисторы встречно Г 13. Кроме того, ключи должны переключаться только синхронно. В противном случае способ нереализуем.Известен способ управления системой й преобразовательных ячеек, соединенных по входу последовательно, согласно которому с целью выравнивания напряжений питания ячеек, так же, как и в первом способе, осуществляют обмен энергией между ячейками, используя первичные обмотки трансформатора и вентильные цепи Г 23.Недостаток этого способа. - низкая надежность, так как обмен энер" гней может носить только односторонний характер.Общим недостатком указанных способов выравнивания напряжений с помощью обмена энергией является необходи-, мость органиэации цепей обмена, в которых неизбежны дополнительные потери энергии.Наиболее близким к предлагаемому является способ управления системой электропитания, содержащей систему из й преобразовательных ячеек, соединенных но входу последовательно, согласно которому напряжение каждой данной ячейки сравнивают с напряжением питания других ячеек, формируют двапороговых напряжения и запрещаютвключенное состояние ячейки, еслинанряжение ее питания меньше первогопорогового напряжения, или разрешаютвключенное состояние ячейки, еслинапряжение больше второго пороговогонапряжения, причем второе пороговоенапряжение устанавливают большим помодулю. первого но не превьааающнмнапряжение, с которым сравниваетсянапряжение питания данной ячейки 3 3.Недостатком известного способаявляется большое число операций сравнения, что усложняет его и уменьшаетдинамическую точность выравниваниянапряжений.Цель изобретения - упрощение реализации способа и повьааение надежности путем обеспечения точности выравнивания напряжений питания ячеек уменьшением числа операций сравнения.Поставленная цель достигается20тем, что согласно способу управлениясистемой электропитания, содержащейсистему нз й преобразовательныхячеек, соединенных по входу последо-вательно, при котором напряжение 25каждой данной ячейки сравнивают снапряжением питания других ячеек,Формируют дна пороговых напряжения изапрещают включенное состояние ячейки, если напряжение ее питания мень" 30ше первого порогового напряжения, илиразрешают включенное состояние ячейки, если напряжение больше второгопорогового напряжения, причем второепороговое напряжение устанавливают 35большим по.модулю первого, но не пре"вышающим напрякение, с которым сравнивается напряжение питания жаннойячейки, напряжение питания первой иМ-й ячеек., у которых одна из шин : 40питания является соответственно первой и второй шинами питания системыячеек сравнивают с напряжением пита-.ния всей системы ячеекпричем соответствующие первые и вторые пороговые напряжения для первой и И-йячеек устанавливают не превышающими1/М-ю часть напряжения питания системы ячеек, а для всех остальных ячеексистемз напряжение питания каждойиэ них сравнивают с напряжением питания предыдущей или предыдущих ячеек,На чертеже представлена системауправления, реализующая предлагаемыйспособ, где обозначено 1 -1 м - преобраэовательные ячейки; 21 - 2компараторы (триггеры Шмидта;. 3 -34 - делители напряжения 4 и 5 первая и вторая шины питания системыячеек б - б м- шинй питания, являющиеся общими соответственно для 1и 2-. й ячеек - для (М3-й и М-й яче-.ек,и 7 - 7 - 7 М - конденсаторы.Вход первой ячейки 1 л соединенс выходом компарагора 2 п. Первый вход 6 этого компаратора соединен со средней, точкой делителя 3, включенного между шинами 4 и 5 питания .систеьь. Второйвход компаратора 21 соединен с шиной б 1, являющейся общей шиной питания 1"й и 2-й ячеек. Параллельно входным зажимам первой преобразовательной ячейки включен конденсатор 71.Вход любой к-й ячейки 1 К (эа исключением первой ) соединен с выходом компаратора 2 М Первый вход компаратора соединен со средней точкой делителя 34 включенного между общей шиной питания к-й и (к+1 ) -й ячеек и шиной 4 питания системы ячеек. Второй вход компаратора .2соединен с общей шиной питания к-й и (к)-й ячеек. Параллельно входным зажимам кй преобразовательной ячейки включен конденсатор 7 к входного Фильтра.Для первой ячейки коэффициент передачи делителя 3 выбран близким к 1/М, где М - число последовательно подключенных к входу ячеек. Для второй ячейки 12 коэффициент передачи делителя 32 выбран близким к 1/2, для третьей ячейки 2/3, а для к-й к/( к+1) .В устройстве, реализующем предлагаемый способ управления, при первоначальном включении на конденсаторах7 устанавливается напряжение, обратно пропорциональное емкости этих конденсаторов. В дальнейшем эти напряжения изменяются в соответствии с величиной тока, потребляемого ячейнами по входной цепи. В идеальном случае, когда емкости конденсаторов равны и ячейки потребляют одинаковый ток, напряжение между ячейками,.распределяется поровну, ток через ячей" ки равен общему току системою ( обозначим его 1 ), а токи конденсаторов равны акулю.В реальном устройстве у ячеек с ,.большим потребляемым током напряжение на конденсаторах уменьшается, а у ячеек с меньшим током - соответственно возрастает.Пусть напряжение на ячейке 1 меньше, чем 1/М-.ая часть Е, где Е - напряжение питания системй. При этом комаратор 2 Формирует сигнал отключения ячейки. Входной ток последней становится равным О, и напряжение наконденсаторе 71 возрастает, так как конденсатор начинает заряжаться током, потребляевим системой ячеек от источника питания. При достижении им величины Е/М ячейка включается. Таким образом, осуществюциется стабилизация напряжения питания ячейки 11 на уровне Е/И .Пороговое напряжение для второй ячейки Формируется в виде полусуммл напряжений питания ячеек 1 и 1 при помощи делителя напряжения 3 2. РавеннМство напряжений питания ячеек и порогового наступает тогда, когда напряжение питания ячейки 1 равно Е/М . В случае, когда напряжение питания ячейки 1 э меньшевеличины Е/М,. ком. паратор Формирует сигнал отключения. ячейки, напряжение на ячейке начина- . ет расти до величины Е/М, и ячейка снова включается. Таким образом, напряжение питания ва ячейке 1 стабилизируется на уровне Е/М.Пороговое напряжение для к-й ячейки формируется в виде 1/к-й сумеемнапряжений питания к-й в предыдущих ячеек. Равенство напряжений питания ячеек и соответствуюцего порогового напряжения наступает:тогда, когда. .напряженые питания к-й ячейки равно Е/М. 8 случае, когда напряжение пи-" тания к"й ячейки меньше величины Е/М, компаратор Формирует сигнал отключения ячейки. Напряжение ва ячейке начинает расти до величины Е/И, и 1 ячейка. сиона включается. Таким : образом, напряжевйе питания всех ячеек стабилизируется на уровне В/И, врвчем для нижней половины ячеек отсчет ячеек ведется снизу вверх, а дляверхней - сверху вниз.Предлагаемый .способ позволяет . по сравнению с прототипом уменьывть число операций сравнения, так как напряжение данной ячейки сравнивается с одним, а не о.двумя напряжениями, как в прототипе. Это также позволяет повысить диваьвческую очность сравнения. Повьыение динамической точности, кроме того, обусловлено тем, что напряжение 1-й и И-й ячеек сравнивают с неизменяющимся во время переходного процесса напряжением питания Е.Формула изобретенияСпособ управления системой влек"тропитания, содержащей систему из4 М преобразовательных ячеек, соединенных по входу последовательно,состоящий в том, что напряжение каждой данной .ячейки .сравнивают с напряжением питания других ячеек, Форми 5 руют два пороговых напряжения и запрещают включенное состояние ячейки,если напряжение ее питания меньшепервого порогового напряжения, и разрешают включенное состояние ячейки,10 если напряжение больше второго поро."гового напряжения, .причем второе пороговое напряжение устанавливаютбольшим по модулю первого, но нв превышающим напряжение, с которым срав 15 нивают напряжение питания даннойячейки, о т л и ч а ю щ н й с.втем, что, с целью упрощения. реализа, ции способа и повьеаения надежностипутем обеснечеиня точности выравни 2 О вания напряжений питания ячеек, напряжение витания первой и И-й ячеек,у которых одна из шин .питания является соответственно первой и второй шинами питания системно ячеек, сравни 25 вают с нацряжением питания всей системы ячеек, причем соответствуациепервые и вторые пороговые напряжениядля первой и И-й ячеек устанавливаютне превышающими 1/М-ю часть напряжения питания системы ячеек, а для всехостальных ячеек систеьви напряжениепитания каждой из них сравнивают снапряжением питания предыдущей влипРедыдущих ячеек.Источники инфо мацки,З принятые во внимани и; и экспертизе1. Патент СИИ В 3403818,кл. 321-27, 1968.2. Авторское свидетельство СССРВ 281624, кл. Н 02 Р. 13/16, 19704 О 3. Авторское свитт.ядство СССРпо заявке 9 2892187/24-07,кл. Н 02 Р 13/16, 1980./5 Филиал ППП нт", г. Ужгород, ул. Проектная,ю ае шате шюэ ббб/42ВНИИПИпо д113035,Тираж Государ елам иэо Москва, 685 тве рет -35 Подного комитета СССРний и открытийРауюская наб., д.