Способ управления многоячейковой системой электропитания

Союз СоветскихСоцналнстнмвскнхРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУц 983969(51) М. Кд. Н 02 Р 13/16 С 05 Р 1/64 Ьоудоротееккых комитет СССР во делам изооретенкв н открытий(53) УДК 621,316. 722,1 (088.6) Дата опубликования описания 03,01.83(72) Авторы изобретения Т. Н. Новикова и А. А, Новиков1: т м скин.филиал Московского орергетического института 71) Заявитель) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ИНОГОЯЧЕЙКОВОЙ СИСТЕМОЙ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ3 К г ряже пита Изобретение относится к преобразовательнои технике и может быть использовано при создании устройств электропитания, выходное напряжение и выходной ток которых стабилизиру 5 ется на уровнях, изменяющихся в ши" роких пределах, в частности при создании установок для электрофореза,Известен способ управления многоячейкоаой системой электропитания, 1 о ячейки которой соединены последовательно по выходу, заключающийся в том, что преобразуют разность между мгновенным значением выходного параметра многоячейковой системы тз электропитания и установкой этого параметра в управляющий сигнал отри" цательной обратной связи и последовательно с гарантированной вреьенной задержкой"подключают или отклю" о чают силовые ячейки в зависимости от величины управляющего сигнала 1 Д.Недостаток способа состоит в нидкой динамической точности, так как нагарантированных задержек моривести к значительным перереоааниям выходного параметра (напия или тока) системы электро" ия,Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ управления многоячейковой системой электропитания. содержащей (М+й) ячеек, при котором измеряют значения первого и второго параметров многоячейковой системы электропитания, сравнивают значения этих параметров с соответствующими предельными значениями первого Ямакс второ" ,го Адмякспараметров одной ячейки и включают необходимое число Кх ячеек, при этом первым выходным параметром каждой ячейки управляют с пормощью сигнала отрицательной обратной связи, полученного в результате сравнения первого выходного параметра многоячейковой системы электропита 98396945 ния с сигналом уставки этого параметра А 123,Недостаток известного способа состоит в том, что сигнал на подключение и отключение ячеек Формируется втечение переходного процесса, например выхода на установившийся режимили скачкообразного изменения нагрузки, Это приводит к низкой динамической точности системы электропита Ония, т.е. к ухудшению качества энергии на выходе многоячейковой системы электропитания в переходных режимах,Целью изобретения является улучшение качества энергии на выходе многоячейковой системы электропитания путем увелицения динамической точности стабилизации первого или второго выходных параметров системы. 2 ОЭта цель достигается тем, что согласно способу управления многоячейковой системой электропитания, содержащей (М+й) ячеек, при которомизмеряют значения первого и второго 25параметров многоячейковой системыэлектропитания, сравнивают значенияэтих параметров с соответствующимипредельными значениями первого А 1 мс 1 кси второго АмО,параметров одной ячей Оки и включают необходимое числоКх) ячеек, при этом первым выходнымпараметром каждой ячейки управляютс помощью сигнала отрицательной обратной связи, полученного в резуль-.тате сравнения первого выходного параметра многояцейковой системыэлектропитания с сигналом уставкиэтого параметра А 1 , указанную операцию измерения проводят по отношению к мгновенным значениям первогоа и второго а выходных параметровсистемы, а указанное необходимое число Кх 1 яцеек определяют из условий1 ст 1 ст4 К +11 макс 11 мскс1 уст 2, 1 Мст 2Л а1( 41,д 1 д макс с 1 л 1 ймиксВ частности, при стабилизациивыходного напряжения многоячейковойсистемы электропитания в качествепервого выходного параметра используют выходное напряжение, а в качестве второго выходного параметравыходной ток мйогоячейковой системыэлектропитания, при этом К - числопоследовательно, а 1 - число парал 1,К, ,И-индексы, указывающиеномер яруса числопоследовательныхячеек);индексы, указывающие номер столбца(число параллельных ячеек);Омбкс -сигнал, соответствующий максимальному напряжению навыходе одной ячейкиЗмакс сигнал, соответствующий максимал ьномутоку одной ячейки;сигнал уст авки выходного напряжениямногоячейковойсистемы электропитания;0 - мгновенное значениенапряжения на выходе системы;1 - мгновенное значениетока на выходе системы;Ц - сигнал отрицательной обратной связи,регулирующий напряжение на выходекаждой ячейки. уреуй Ин огоя че й ковая си ст ема эле ктр опи тания состоит из матрицы (И+И) преобразовательных ячеек 1, выходы которых, соединенные последовательно и параллельно, образуют выход системы электропитания, подключенный к нагрузке 2. Величиной напряжения на выходе каждой ячейки, а также количеством последовалел ьно включенных я цее к; при ст абилизации выходного тока многояцейковой системы электропитания в качестве первого выходного параметра используют выходной ток, а в качестве второго выходного параметра - выходное напряжение многоячейковой системы электропитания, при этом К - число параллельно, а 1 - число последовательно включенных ячеек,На чертеже представлена блок-схема многоячейковой системы электропитания, работающей в режиме стабилизации выходного напряжения;где 1.1-1.И-И - ячейки многоячейковой(К(1.1 макс Омакс 45 5 9839 тельно и параллельно включенных ячеек 1 управляет блок 3 управления.На вход блока управления поступают сигналы уставки выходного напряжения т многоячейковой системы 5электро итания,а также сигналы, соответствующиее предел ьным зн ачениям выходного напряжения Ц и тока 3 Мсж ячейки. 1 ОПри стабилизации выходного напряжения многоячейковой системы электропитания мгновенное значение этого напряжения 0 в блоке 3 управлениясравнивается с сигналом уставки Иут и усредненная .усиленная разность в виде управляющего сигнала отрицательной обратной связи Бдс, воздействует на выходное напряжение всех ячеек, что реализует принцип управления по 0 отклонению выходного параметра от заданного значения. Для улучшения динамической точности системы электропитания необходимо, чтобы количество включенных параллельно 3 и после" 5 довательно К ячеек было минимально необходимым для обеспечения заданного режима нагрузки, так как при этом отпадает необходимость дополнитель.- .ных коммутаций в течение переходно- З 0 го процесса, что уменьшает длительнбсть последнего, а.также перерегулирование. Так как максимальное значение выходного напряжения ячейки Б , , а установленное значение вц ходного напряжения многоячейковой системы электропитания Бст, минимальное количество последовательно соединенных ячеек, обеспечивающих заданный режим работы, определяется 40 ближайшим целым числом, полученным из соотношения Так как мгновенное, значение вц" ходных параметров многоячейковой чистоты электропитания О и 1, то при актианой и сравнительно медленно 50 изменяющейся нагрузке установившее" ся значение выходного тока равно 69 6ных ячеек определялось из выраже- ния уст .уст. Ц( --- -з 1максф Ъсцс ИУправляющее устройство вычисляетзначения К и 1 и включает соответствующее количество Кф ячеек системыэлектропитания.При стабилизации выходного токапроцессы происходят аналоГично. Параметрами а 1, А с,И, К являются мгновенное значение выходного тока иногоячейковой системы электропитания,предельное значение выходного токаячейки, общее количество параллельно соединенных ячеек и количествовключенных из них соответственно.В качестве параметров с 1,42 м кс,Й,Киспользуют мгновенное значение вы-ходного напряжения многоячейковойсистемы электропитания, максимальное значение выходного напряженияячейки, количество последовательно соединенных ячеек е системе, количество включенных из них, соответственно.Управляющее устройство может бытьвйполнено либо в виде регистра сдви"га и блока компараторов, либо в видемикропроцессорного блока.Так как количество параллельновключаемых ячеек при стабилизации выходного напряжения ( и последователь-но включаемых при стабилизации выход-ного тока) устанавливается уже всамом начале переходных процессоввыхода на установившийся режим илискачкообразного изменения нагрузки,то при предлагаемом способе управления исключается перерегулирова-ние, связанное с коммутацией избыточных ячеек, что обуславливает уве"личение динамической .точности стабилизации заданного выходного пара"метра, т.е. улучшения качества выходной энергии многоячейковой системыэлектропитания,Использование укаэанного способауправления в блоке питания электроФоретической установки позволяетулучшить качество разделения биологических веществ.Для обеспечения его необходимо,чтобы количество параллельно включен Формула изобретения 1. Способ управления многоячейковой системой электропитания, содер 7 983969 8жащей (М+Й) ячеек, при котором измеряют значения первого и второго параметров многоячейковой системы электропитания, сравнивают значения этих параметров с соответствующими предельными значениями первого А мсм второго Амцк параметдов одной ячейки, и включают необходимое число Кн 1 ячеек, при этом первым выходным параметром каждой . 10 ячейки управляют с помощью сигнала отрицательной обратной связи, полученного в результате сравнения первого выходного, параметра многоячейковой системы электропитания с 15 сигналом уставки этого параметра Ас, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью улучшения качества энергии на выходе многоячейковой системы электропитания путем увеличения 20 динамической точности стабилизации первого или Эторого выходного пвраметра системы, указанную операцию измерения проводят по отношению к мгновенным значениям первого а 1 25 и второго а выходных параметров системы, а указанное необходимое число Кх 1 ячеек определяют из условий11 эст 1 жтК( +1 у, 3011 Макс 1 иаКС с 1 д, 1 футяс 1( +1,12 Мс ф 1 2352, Способ по и, 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что при стабилизации выходного напряжения многоячейковойсистемы электропитания в качествепервого выходного параметра используют выходное напряжение, а в качестве второго выходного параметра "выходной ток многоячейковой системыэлектропитания, при этом К - числопоследовательно, а 1 - число параллельно включенных ячеек.3, Способ по и, 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что при стабилизации выходного тока многоячейковойсистемы электропитания в качествепервого выходного параметра используют выходной ток, а в качестве второго выходного параметра - выходноенапряжение юогоячейковой системыэлектропитания, при этом К - числопараллельно, а- число последовательно включенных ячеек,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Дуплин Н. И., Мусолин.А, К, идр. Резервированный вольтодобавочныйстабилизатор с амплитудным регулированием выходного напряжения. "Электронная техника в автоматике", Подред. Ю. И, Конева, М., "Советскоерадио", 1980, вып. 11, с. 140-144,рис. 1,2. Дуплин Н, И., Миловзоров В.П.и др. Широкодиапазонный стабилизатор постоянного .напряжения повышенной надежности. "Электронная техникав автоматике", Под ред. Ю. И. Конева,М., "Советское радио",;3976, вып.8,с, 108"114, рис, 1,983969 оставитель В. Цишевскийехред Е.Харитончик Корректор С, Шекма Редактор. Н.Е ва сно Тираж 721осударственного комиелам изобретений иМосква, Ж, Рауас иал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 Заказ 9952/72 ВНИИ ПИ по 113035