RU2819360C1 - Шунтовой преобразователь электрической энергии постоянного тока для энергопреобразующих комплексов космических аппаратов - Google Patents
Шунтовой преобразователь электрической энергии постоянного тока для энергопреобразующих комплексов космических аппаратов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2819360C1 RU2819360C1 RU2023114654A RU2023114654A RU2819360C1 RU 2819360 C1 RU2819360 C1 RU 2819360C1 RU 2023114654 A RU2023114654 A RU 2023114654A RU 2023114654 A RU2023114654 A RU 2023114654A RU 2819360 C1 RU2819360 C1 RU 2819360C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- transistor
- combined
- energy
- capacitor
- diode
- Prior art date
Links
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 18
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 4
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 4
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 2
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Abstract
Предлагаемое изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при разработке энергопреобразующих комплексов космических аппаратов с фотоэлектрическим источником электропитания, по типу солнечной батареи (СБ). Техническим результатом является снижение перенапряжения на транзисторе и тепловыделения транзистора в процессе работы. Технический результат достигается тем, что из прототипа исключен шунтовой резистор, положительный вывод СБ, объединенный с положительным выводом конденсатора, отключен от анода диода, а выходные выводы резистора и дросселя объединены со стоком транзистора и подключены к аноду диода. 1 ил.
Description
Предлагаемое изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при разработке энергопреобразующих комплексов космических аппаратов с фотоэлектрическим источником электропитания, по типу солнечной батареи (СБ).
Из уровня техники известен преобразователь «Sequential switching shunt regulator cell with non-redundant rectifier» (патент EP №2330476B1). Преобразователь содержит солнечную батарею, положительный вывод которой подключен к объединенным положительным выводам конденсатора, входным выводам дросселя и резистора, и анода диода, а отрицательный вывод объединен с отрицательным выводом конденсатора и подключен к общей точке схемы. Выходные выводы дросселя и резистора объединены и подключены к стоку транзистора, при этом исток транзистора подключен к входному выводу шунтового резистора, выходной вывод шунтового резистора подключен к общей точке схемы. Катод диода подключен к объединенным положительным выводам конденсатора и резистора, выполняющим роль нагрузки, при этом отрицательные выводы конденсатора и резистора объединены и подключены к общей точке схемы.
Указанное устройство является наиболее близким по технической сущности и принято за прототип.
Недостатком такого технического решения является последовательное подключение дросселя к транзистору, что приводит к появлению перенапряжения на транзисторе в процессе работы, что снижает ресурс работы транзистора и уменьшает надежность преобразователя.
Для заявленного изобретения выявлены следующие общие с прототипом существенные признаки: преобразователь электрической энергии постоянного тока для систем электропитания аэрокосмических аппаратов содержит солнечную батарею, положительный вывод которой подключен к объединенным положительным выводам конденсатора, входным выводам дросселя и резистора, и анода диода, а отрицательный вывод объединен с отрицательным выводом конденсатора и подключен к общей точке схемы. Выходные выводы дросселя и резистора объединены и подключены к стоку транзистора. Катод диода подключен к объединенным положительным выводам конденсатора и резистора, выполняющим роль нагрузки, при этом отрицательные выводы конденсатора и резистора объединены и подключены к общей точке.
Технической проблемой изобретения является повышение ресурса работы транзистора и надежности преобразователя.
Техническим результатом является снижение перенапряжения на транзисторе и тепловыделения транзистора в процессе работы.
Техническая проблема решается, а технический результат достигается тем, что из прототипа исключен шунтовой резистор, положительный вывод солнечной батареи, объединенный с положительным выводом конденсатора отключен от анода диода, а выходные выводы резистора и дросселя объединены со стоком транзистора и подключены к аноду диода.
Изобретение поясняется фиг. 1, на которой изображена функциональная схема шунтового преобразователя.
Шунтовой преобразователь электрической энергии постоянного тока для энергопреобразующих комплексов космических аппаратов (фиг. 1) содержит:
Солнечную батарею 1, положительный вывод которой объединен с положительным выводом конденсатора 2 и подключен к объединенным входным выводам дросселя 4 и резистора 3, а отрицательный вывод которой объединен с отрицательным выводом конденсатора 2 и соединен с общей точкой схемы. Выходные выводы дросселя 4 и резистора 3 объединены и подключены к стоку транзистора 5 и аноду диода 6, при этом исток транзистора 5 соединен с общей точкой схемы. Катод диода 6 подключен к объединенным положительным выводам конденсатора 7 и нагрузки 8, при этом отрицательные выводы конденсатора 7 и нагрузки 8 объединены и соединены с общей точкой схемы.
Предлагаемое устройство функционирует следующим образом.
Шунтовой преобразователь электрической энергии постоянного тока имеет один источник электрической энергии - солнечную батарею. При номинальной освещенности солнечной батареи, ее мощности достаточно для питания нагрузки. Предлагаемый шунтовой преобразователь обеспечивает два режима работы.
При недостаточной освещенности, когда мощность солнечной батареи меньше мощности нагрузки, устройство работает в режиме прямой передачи энергии. Стабилизация выходного напряжения в данном режиме не требуется. Транзистор постоянно находится в разомкнутом состоянии, вся мощность солнечной батареи идет в нагрузку через диод и параллельно включенные дроссель с резистором. Перенапряжение на транзисторе отсутствует.
При достаточной освещенности, когда мощность солнечной батареи равна или больше мощности нагрузки, устройство работает в режиме шунтового стабилизатора. Стабилизация выходного напряжения реализуется за счет замыкания транзистора на интервал времени в диапазоне периода коммутации, когда напряжение нагрузки больше заданной величины стабилизации, и размыкания транзистора на интервал времени в диапазоне периода коммутации, когда напряжение нагрузки меньше заданной величины стабилизации. При переходе транзистора из замкнутого состояние в разомкнутое формируется контур протекания тока, состоящий из солнечной батареи, параллельно включенных дросселя и резистора, диода и нагрузки. Напряжение на транзисторе ограничено за счет подключением стока транзистора через диод к конденсатору нагрузки.
Таким образом, снижение перенапряжения на транзисторе в процессе работы достигается за счет формирования контура протекания тока дросселя при размыкании транзистора, состоящего из солнечной батареи, дросселя, диода и нагрузки; повышение надежности преобразователя достигается за счет увеличения ресурса работы транзистора за счет снижения перенапряжения на транзисторе и тепловыделения транзистора в процессе работы.
Claims (1)
- Шунтовой преобразователь электрической энергии постоянного тока для энергопреобразующих комплексов космических аппаратов, содержащий солнечную батарею, на выходе которой установлен конденсатор, дроссель, транзистор и диод, положительный вывод солнечной батареи подключен к входному выводу дросселя, а её отрицательный вывод подключен к общей точке схемы шунтового преобразователя, к которой подключены исток транзистора и объединенные отрицательные выводы выходного конденсатора и нагрузки, катод диода подключен к объединенным положительным выводам конденсатора и нагрузки, отличающийся тем, что выходной вывод дросселя подключен к объединенным выводам стока транзистора и анода диода, кроме того, введен резистор, включенный параллельно дросселю.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2819360C1 true RU2819360C1 (ru) | 2024-05-17 |
Family
ID=
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1046752A2 (ru) * | 1982-04-05 | 1983-10-07 | Куйбышевский институт инженеров железнодорожного транспорта | Импульсный шунтовой регул тор |
RU2239225C2 (ru) * | 2003-01-08 | 2004-10-27 | Государственное учреждение Научно-исследовательский институт информатики и процессов управления Красноярского государственного технического университета | Способ управления импульсным стабилизатором напряжения |
EP2330476B1 (en) * | 2009-11-27 | 2013-07-10 | Agence Spatiale Européenne | Sequential switching shunt regulator cell with non-redundant rectifier |
RU2702758C1 (ru) * | 2019-02-26 | 2019-10-11 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт электромеханики" | Способ заряда комплекта аккумуляторных батарей в составе автономной системы электропитания космического аппарата |
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1046752A2 (ru) * | 1982-04-05 | 1983-10-07 | Куйбышевский институт инженеров железнодорожного транспорта | Импульсный шунтовой регул тор |
RU2239225C2 (ru) * | 2003-01-08 | 2004-10-27 | Государственное учреждение Научно-исследовательский институт информатики и процессов управления Красноярского государственного технического университета | Способ управления импульсным стабилизатором напряжения |
EP2330476B1 (en) * | 2009-11-27 | 2013-07-10 | Agence Spatiale Européenne | Sequential switching shunt regulator cell with non-redundant rectifier |
RU2702758C1 (ru) * | 2019-02-26 | 2019-10-11 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт электромеханики" | Способ заряда комплекта аккумуляторных батарей в составе автономной системы электропитания космического аппарата |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8130524B2 (en) | Bi-directional DC to DC power converter having a neutral terminal | |
US9966866B2 (en) | Distributed power system, DC-DC converter, and power conditioner | |
CN108604607B (zh) | 光伏(pv)模块的保护电路、用于操作该保护电路的方法和含这种保护电路的光伏(pv)系统 | |
US20100060252A1 (en) | Power supply apparatus supplying power stored in power storage unit to load and power supply system including power supply apparatus | |
AU2005294948B2 (en) | Apparatus and method for charging an accumulator | |
US11205969B2 (en) | Inverter device configured to operate in a CCM and sequentially operate in buck and boost phases | |
CN116526961B (zh) | 光伏电池旁路电路、光伏接线盒以及光伏组件 | |
US9948172B2 (en) | Power converter for eliminating ripples | |
RU2819360C1 (ru) | Шунтовой преобразователь электрической энергии постоянного тока для энергопреобразующих комплексов космических аппаратов | |
CN107070273B (zh) | 一种基于五端子阻抗网络的多端口变换器及新能源系统 | |
CN110061559B (zh) | 离线式不间断电源及其控制方法 | |
JP2004336974A (ja) | 電源装置 | |
CN111769740A (zh) | 一种基于升降压变换的mppt充电系统 | |
CN110061560B (zh) | 离线式不间断电源及其控制方法 | |
RU76182U1 (ru) | Стабилизатор напряжения | |
CN211830581U (zh) | 一种高变比双向直流变换电路 | |
RU2677629C1 (ru) | Энергопреобразующая аппаратура для систем электропитания постоянного тока аэрокосмических аппаратов | |
JP2008035573A (ja) | 電気二重層コンデンサを用いた蓄電装置 | |
RU2165669C1 (ru) | Зарядно-разрядное устройство | |
WO2011074680A1 (ja) | 電力抽出回路及び電力供給システム | |
RU2345472C1 (ru) | Стабилизатор напряжения | |
JP2021027749A (ja) | 充放電制御装置およびそれを備えたバッテリ並びに直流給電システム | |
WO2013005804A1 (ja) | スイッチング装置 | |
Anuradha et al. | Bi-Directional Flyback DC-DC Converter For Solar PV-Battery Charger System | |
CN218450614U (zh) | 一种led灯的驱动电路 |