Система электропитания

(19 23700,734 МИТЕТОТКРЫТИЯМ ГОСУДАРСТВЕННЫЙПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИДЕТЕЛЬСТВ ВТОРСКОМ стью управляемые тиристоры и трансформатор. Первичная и вторичная обмотки трансформатора секционированы. К средним выводам обмоток подключены: к первичной одна из выходных клемм системы, а к вторичной цепь из последовательно соединенных зарядного диода и конденсатора, точка соединения которых подключена к другой выходной клемме системы, Другой зажим диодно-конденсаторной цепи соединен с крайними зажимами вторичной обмотки трансформатора и с анодами подзарядных полностью управляемых тиристоров, коммутация каждого из которых обеспечивает перераспределение энергии ЕС-накопителей в аккумуляторные батареи. Управление тиристорами системы обеспечивается посредством тактового генератора и триггерного распределителя с(54) СИСТЕМА ЭЛЕКТ (57) Изобретение отно ке и может быть испол ь системах электропита ляторных батарей, Це вышение надежности две аккумуляторные питающие общую на РОПИТАНИЯсится к электротехни зовано в автономных ния на основе аккуму ль изобретения - . по. Система содержит батареи, поочередно грузку через полно лементами задержки. 2 ил. мам, и два трансформатора, первичные обмотки которых включены в цепи АБ, а последовательные соединения вторичных обмоток и конденсаторов, шунтированные диодами, подсоединены параллельно этим АБ через дополнительные диоды 2.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для питания нагрузки, содержащее две АБ, подключенные через полностью управляемые тиристоры к выходным зажимам, два трансформатора, первичные обмотки которых включены в цепи АБ, а вторичные обмотки шунтированы последовательным соединением диода и конденсатора, одной обкладкой связанного с выходом АБ, в цепь которой включена первичная обмотка, гене(21) 4852786/07(56) 1, Авторское свидетельство СССРМ 350074, кл. К 02,3 7/00, 1968,2. Авторское свидетельство СССРМ 877706, кл. Н 02 Л 7/ОО, 1980.3, Авторское свидетельство СССР%.1256636, кл. К 02 3 7/00, 1985. Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах электропитания автономных объектов, включающих в качестве источника электроэнергии аккумуляторные батареи (АБ).Известноустройство для питания нагрузии постоянным током, содержащее две АБ, подключенные к нагрузке через управляемые полупроводниковые элементы, и два транссформатора, первичные обмотки которых включены в цепи АБ, а вторичные обмотки подсоединены параллельно этим АБ через диоды 1.Известно также устройство для питания нагрузки постоянным током, содержащее две АБ, подключенные через полностьюуправляемые тиристоры к выходным зажи, 1718332 А20 ществляется за счет разрядной энергии АБ. 25 30 электропитания, содержащей две АБ, соединенные с полностью управляемыми ти ратор импульсов, выходом подключенный к счетному входу триггера, прямой и инверсный выходы которого соедикекы с управляющими входами тиристоров, два дополнительных тиристора, включенных между второй обкладкой конденсаторов и выводами противоположной полярности первой и второй АБ, и два элемента задержки, Первый элемент задержки выходом соединен с управляющим входом дополнительного тиристора, связанного с первой АБ, а входом подключен к инверсному выходу триггера, Второй элемент задержки входом соединен с прямым выходом тригтера, а входом связан с управляющим входом дополнительного тиристора, подключенного к второй АБ 3),Известные устройства обеспечивают питание нагрузки постоянным током путем поочередного подключения одной из двух АБ, В паузах между разрядами АБ подзаряжаются импульсом тока (деполяризуются), обеспечивающим повышение отдачи АБ по энергии. Формирование импульса тока осуНедостатком известных устройств является конструктивная сложность, а следовательно, низкая эксплуатационная надежность, что обусловлено использованием двух трансформаторов и двух накопительных конденсаторов с диодами. Кроме того, вследствие работы трансформаторов в режиме накопления энергии их весовые характеристики велики,Цель изобретения - упрощение устройства за счет совмещения распределенных по времени функций отдельных элементов, Цель достигается тем, что в системе ри сто ра ми пе рв ь 1 й в ыходной зажим,подключенный к одноименным клеммам АБ, трансформатор, последовательное соединение накопительного конденсатора и диода, дополнительные тиристоры, соединенные с клеммами АБ, триггер, счетным входом подключенный к генератору импульсов, прямой и инверсный выходы которого соединены с управляющими входами полностью управляемых тиристоров, первый элемент задержки, входом связанный с инверсным выходом триггера, а выходом подключенный к управляющему входу дополнительного тиристора, соединенного с первой АБ, второй элемент задержки, входом связанный с прямым выходом триггера, а выходом подключенный к первому управляющему входу дополнительного тиристора; соедииениого с второй АБ, пераицная и вторичная обмотки трансформатора 5 10 15 выполнены с отводами от середины обмоток, а дополнительные тиристоры выполнены полностью управляемыми, причем второй зажим системы соединен с отводом от середины первичной обмотки, выводы вторичной обмотки связаны между собой, с анодами дополнительных тиристоров и через указанные конденсатор и диод с отводом от середины этой обмотки, а общая точка кондексатора и диода подключена к первому зажиму системы, второй управляющий вход дополнительного тиристора, связанного с первой АБ, подключен к прямому выходу триггера, а второй управляющий вход дополнительного тиристора, связанного с второй АБ, соединен с инверсным выходом триггера, Отличительные признаки данной системы обеспечивает согласованную передачу части энергии разряда обеих АБ в накопительный конденсатор в соответствующие такты работы через один трансформатор и один диод, что по сравнению с известными устройствами, обеспечивающими деполяризацию ЛБ импульсами, существенно упрощает конструктивную схему, следовательно, повышает надэжность системы, а наиболее полное использование магнитной системы трансформатора снижает его весовые характеристики,Отсутствие в технической литературе сведений о системе электропитания подобной предложенной в целях достижения описанного эффекта свидетельствует о новизне взаимосвязи между совокупностью существенных признаков заявленного изобретения с положительным эффектом, что обеспечивает существенные отличия этого изобретения от всех известных устройств аналогичного назначения.На фиг,1 изображена функциональная электрическая схема предлагаемой системы,Система электропитания содержит АБ 1,2, полностью управляемые тиристоры 3,4, трансформатор 5, конденсатор 6, диод 7, дополнительные управляемые тиристоры 8,9, генератор 10 импульсов, триггер 11 и элементы 12, 13 задержки. АБ 1,2 через тиристоры 3,4 и полуобмотки 14, 15 первичной обмотки трансформатора 5 подключены к нагрузке 1 б. Полуобмотки 17, 18 вторичной обмотки трансформатора 5 соединены через тиристоры 8, 9 с положительными клеммами АБ 1,2. Последовательное соединение конденсатора б и диода 7 подключено между средней точкой полуобмоток 17, 18 и точкой соединения между собой их выводов, связанных с тиристорами 8, 9, Общая точка кокдвисатора 6 и диода 7 подключена к отрицательным клеммам АБ 1,2. Триггер 11счетным входом подключен к генератору 10 импульсов, Прямой и инверсный выходы триггера 11 связаны с управляющими входами полностью управляемых тиристоров 3, 4 и вторыми входами дополнительных тиристоров 8,9. Элемент 12 задержки входом соединен с инверсным выходом триггера 11, а выходом подключен к первому управляющему входу тиристора 8. Элемент 13 задержки входом связан с прямым выходом триггера 11, а выходом соединен с первым управляющим входом тиристора 9, Полуобмотки 14, 15 и 17, 18 выполнены с равным количеством витков соответственно. Соотношение витков первичных полуобмоток 1 б, 14 и вторичных полуобмоток 17, 18 транс.- форматора б выбирается таким, чтобы заряд конденсатора 6 осуществлялся в течение половины длительности разрядного импульса АБ 1,2 до уровня удвоенного напряжения АБ 1,2. Формирование и подача сигналов управления на тиристоры 3, 4 и б, 6 производятся триггером 11, в плечи которого включены полуобмотки трансформатора, вторичные обмотки которого через диоды и ограничительные сопротивления подключены к управляющим входом тиристоров (фиг.2), Элементы 12, 13 служат для задержки подачи сигналов на управляющие входы тиристоров 8,9 на время не меньше, чем расчетная длительность заряда конден-. сатора 6, Они могут быть выполнены в видеС-звеньев, соединенных между собой последовательно. Число звеньев определяется требуемым временем задержки.Система электропитания работает следующим образом,Интервал времени, в течение которого сигнала управления действует на .прямом или инверсном выходе триггера 11; будем называть тактом. В первом и последующих нечетных тактах сигнал управления вырабатывается на прямом выходе триггера 11. Под действием сигнала управления тиристора 3 открывается и подключает АБ 1 к нагрузке 16 через полуобмоку 14 трансформатора 5. Ток нагрузки протекает по цепи 1-3 - 14-16 - 1. Во вторичной полуобмотке 18 трансформатора 5 наводится ЭДС, от которой заряжается конденсатор 6 (полярность показана на фиг,1) по цепи 18-6- 7 - 18. Заряд конденсатора 6 до удвоенного напряжения бетареи осуществляется за время, не превышающее половины длительности такта, Этому же интервалу времени соответствует задержка, осуществляемая элементом 13. Поэтому по окончании заряда конденсатора 6 открывается. тиристор 9 и через АБ 2 протекает подзарядный импульс тока, С поступлениемТок нагрузки протекает по цепи 2 - 14-1516 - 2. Во вторичной полуобмотке 17 трансформатора б наводится ЭДС, благодарякоторой конденсатор 6 заряжается по цепи17 - 6 - 7-17 в течение полудлительности второго такта. Спустя время задержки, элемент12 подает сигнал управления на тиристор 8.Тиристор 8 открывается и подключает конденсатор 6 к АБ 1. Через АБ 1 протекает подразрядный импульс тока, С поступлениемочередного сигнала генератора 10 на триггер 11 его состояние изменяется, тиристор8 закрывается и начинается третий такт.Далее работа системы повторяется.В предложенной системе полностью управляемые тиристоры могут быть замененына транзисторы. При этом цепи управлениятранзисторами упрощаются. Кроме того,для облегчения условий коммутации последовательное соединение АБ и тиристоровможет быть блокировано дополнительнымдиодом.Таким образом, предложенная системаобеспечивает питание нагрузки за счет поочередного подключения АБ к нагрузке.Часть разрядной энергии АБ передается внакопительный конденсатор. За счет этойдоли энергии осуществляется подзаряддругой АБ непосредственно перед ее подключением к нагрузке. За счет деполяризующего действия подзарядного импульсадостигается, повышение разрядного напряжения АБ и отдачи по энергии.По сравнению с базовым объектом, вкачестве которого устройство для питаниянагрузки 3 как наилучшее среди используемых устройств аналогичного назначения,предлагаемая система существенно упрощена конструктивно при сохранении основных функций, Так, в схеме системыисключены один трансформатор. одинтрансформатор, один конденсатор и одиндиод па сравнению со схемой базового обьекта, Конструктивное упрощение системыповышает ее эксплуатационную надежность, а также уменьшает ее вес.Преимущественная область использования изобретения - системы электропитания автономных объектов,Формула изобретенияСистема электропитания, содержащаядве аккумуляторныебатареи, соединенные 10 15 20 25 30 35 40 45 50 бб очередного импульса с генератора 10 триггер 11 изменяет свое состояние и сигнал управления вырабатывается на его инверсном выходе. Этому моменту соответствует начало второго (четного) такта работы. Под действием сигнала управления тиристоры 3 и 9 закрываются, а тиристор 4 подключает АБ 2 через полуобмотку 15 к нагрузке 16.с первым и вторым полностью управляемыми тиристорами, первый выходной зажим, подключенный к одноименным клеммам батарей трансформатор, цепь из последовательно соединенных накопительного конденсатора и диода, третий и четвертый тиристоры, соединенные с другими клеммами батарей, узел управления на основе триггера. подключенного входом к генератору импульсов, прямой и инверсный выходы котброго соединены с управляющими входами первого и второго полностью управляемых тиристоров, первый элемент задержки узла управления, входом связанный с инверсным выходом тригера, а выходом подключенный к управляющему входу третьего тиристора, соединенного с первой батареей, второй элемент задержки узла управления. входом связанный с прямым выходом триггера, а выходом подклюценный к управляющему входу четвертоготиристора, соединенного с второй батареей, отличающаяся тем,что,сцельюповышения надежности, первичная и вто 5 ричная обмоткМ трансформатора выполнены с отводами от середины обмоток, атретий и четвертый тиристоры выполненыполностью управляемыми, причем второйвыходной зажим соединен с отводом от се 1 О редины первичной обмотки, выводы вторичной обмотки связаны между собой и с .анодами третьего и четвертого тиристоров,а также через конденсаторно-диоднуюцепь с отводом от середины вторичной об 16 мотки, а точка соединения конденсатора идиода подключена к первому выходному зажиму, вторые управляющие входы третьегои четвертого тиристоров подключены. соответственно к прямому и инверсному выхо 20 дам триггера,1718332 Составитель В. Пугачеведактор Т. Юрчикова Техред М.Моргентал Корректор В. оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 Заказ 888 ВНИИПИ Госуда Тираж Подписноевенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5