Зарядный статический преобразователь

45 Изобретение относится к устройствам дляпреобразования и распределения электрическойэнергии, в частности к зарядным устройствамаккумуляторных батарей,Важным параметром зарядных устройств, 5работающих в автономных системах электро.питания с первичным источником электроэнер.гии ограниченной мощности, является их КПД,так как он определяет вес, габариты и стои.мость всей системы,Известен транзисторный преобразовательнапряжения, который содержит задающий гене.ратор, усилитель мощности, трансформатор тока,Для повышения КПД вторичная обмотка транс.форматора тока включена последовательно с 15первичной обмоткой выходного трансформаторазадающего генератора, В укаэанном преобразо.,вателе для обеспечения зависимости мощностиуправления от тока нагрузки применен токовыйтрансформатор 1; 20Однако применение токового трансформатора усложняет схему и не обеспечивает работо.способносщ при наличии индуктивных токов,характерных для аккумуляторных батарей.Наиболее близким по технической сущности 25к предлагаемому является зарядный статическийпреобразователь, содержащий задающий и ведо.мый генераторы, подключенные к усилителяммощности с выходным трансформатором и мощ.ным управляемым выпрямителем, включеннымпоследовательно с источником питания и под.ключенным через некоммутируемый транзистор.ный ключ с узлом управления к выводу аккумуляторной батареи 2Недостатком известного преобразователяявляется то, что сигнал управления некоммутируемым транзисторным ключем не пропорционален току нагрузки (заряда) преобразовате.ля, Необходимая мощность управления ключем. выбирается из расчета максимальной величинытока, при этом не учитывается широтно-импульс 40ный характер регулирования. Величина мощностиуправления всегда постоянная и не зависит отвеличины зарядного тока, что является причинойповышенного потребления схемы управленияключем и.в целом преобразователя.Цель изобретения - повышение КПД за счетуменьшения мощности управления некоммутируемого ключа.Поставленная цель достигается тем, что в заряд 50ном статическом преобразователе, содержащемзадающий и ведомый генераторы, каждый из которых подключен к усилителю мощности свходными трансформаторами и мощным управлаемым двухлолупериодным выпрямителем,включенным последовательно с источником пи.тания и подключенным к включенным последовательно согласно вторичным полуобмоткам вы.ходного трансформатора, при этом выход управляемого выпрямителя через некоммутируемыйтранзисторный ключ с узлом управления подклю.чей к выводу аккумуляторной батареи, указанный узел управления ключа выполнен в виде маломощного двухполупериодного управляемоговыпрямителя, подключенного к включеннымпоследовательно согласно дополнительным об.моткам трансформаторов усилителей мощности,средняя точка которых подключена к выводумощного выпрямителя, а выход через ограни.чительный резистор - к базе транзистора некоммутируемого ключа.На фиг, 1 показана функциональная схемаустройствана фиг, 2 - эпюры напряжений вузле управления.Зарядный статический преобразователь содержит задающий 1 и ведомый 2 генераторы странсформаторами 3 и 4 управления, которыеподключены к входу задающего 5 и ведомого б усилителей мощности соответственно с,выходными трансформаторами 7 и 8, двухпо.лупериодный мощный управляемый выпрямитель 9, который подключен к последовательносогласно включенным полуобмоткам 10 и 11выходных трансформаторов усилителей мощности, включенных последовательно с источни.ком питания через некоммутируемый транзис.,торный ключ 12 соединенный с выводом акку.муляторной батареи. База транзисторного ключа через ограничительный резистор 13 подключена к маломощному управляемому двухполупериодному выпрямителю 14, который подклю.чен к согласно включенным дополнительнымполуобмоткам 15 и 1 б выходных трансформа.торов 7 и 8, средняя точка соединения кото, рых подключена к выходу мощного выпрямителя.Устройство работает следующим образом.Так как напряжение аккумуляторной батареи, например серебряно-кадмиевой, в отсутствие импульса вольтдобавки, формируемого навыходе управляемого вьарямителя 9, всегдавыбирается больше напряжения источника питания, то управляемый выпрямитель в этотмомент времени заперт разницей напряженийп -0 вти ток заряда отсутствует, Ток заряда протекает только в моменты времени,когда присутствует импульс вольтдобавки. Приэтом импульс тока заряда определяют юк1 вд.имп1 пит "дбЗдр,имп,1046871 3Внутреннее сопротивление аккумуляторной батареи, в частности серебряно-кадмиевой, практически стабильно.на каждой ступени заряда, поэтому величина тока в импульсе постоянная. Следовательно, ток базы некоммутируемого транзисторного ключа 12 тоже может быть вы. бран постоянным. Некоммутируемый, транзисторный ключ 12 во время работы зарядного преобразователя,10 ;на активно-индуктивную нагрузку, которой яв. ляется аккумуляторная батарея, должен быть постоянно открыт, чтобы не прерывать цель иццуктивного тока, протекающего через управ. ляемый выпрямитель 9, что обеспечивается 15 постоянным смещением Ос,(фиг, 2), создаваемым за счет выпрямления маломощным управ. ляемым выпрямителем 14 разницы прямоугольных напряжений каналов задающего и ведомого генераторов различной амплитуды. 4Импульс базового тока, поддерживающий некоммутируемый транзисторный ключ в режиме насьпцения при протекании импульса зарядного тока 1 1 ор им, обеспечиваетсЯ напРЯ- жениемЦмсоздаваемым за счет выпрямления маломощным выпрямителем 14 суммы прямо. угольных напряжений каналов задающего и ве. домого генераторов, причем ширина этого им. пульса автоматически поддерживается равной ширине импульса тока заряда.Таким образом, с введением маломощного управляемого выпрямителя, аналогичного мощ. ному управляемому выпрямителю, предлагаемое устройство обеспечивает уменьшение потреб. ления схемы управления некоммутируемым транзисторным ключем за счет создания сигна. ла управления, пропорционального току заряда и равного ему по длительности при работе преобразователя на активно-индуктивную нагрузку с противо-ЭДС, т, е. аккумуляторную батарею.1046871 Составитель И, НикитинТехред Т.Маточка Корректор В, Гириян" Редактор А. Курах Заказ 7747/53 Тираж б 87 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР ло делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д, 4 / 5