SU1742941A1 - Устройство дл питани нагрузки - Google Patents

Abstract

Использование: автономные системы электроснабжени  транспортных средств. Сущность изобретени : в устройстве, основанном на совместном использовании акку- мул торной батареи и генератора посто нного тока с широтно-импульсным регулированием его напр жени , сформирован параметрический стабилизатор напр жени  на основе двух последовательно соединенных стабилитронов и двух блокирующих диодов, соедин ющих стабилизатор соответственно с аккумул торной батареей и генератором посто нного тока. 1 ил. (Л С

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в системах электропитани  посто нным током ограниченной мощности, устанавливаемых на подвижных объектах.

Известно устройство дл  питани  нагрузки , содержащее аккумул торную батарею , источник посто нного тока ограниченной мощности, силовой транзистор , периодически подключающий источник посто нного тока к аккумул торной батарее, шунт, включенный в цепь зар да батареи, широтно-импульсный модул тор на операционных усилител х, стабилизированный источник со средней точкой дл  питани  операционных усилителей. Массогабаритный показатель этого устройства ухудшен из-за использовани  в стаби- лизированном источнике питани  накопителей электромагнитной энергии.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам  вл етс  устройство дл  питани  нагрузки, содержащее аккумул торную батарею, генератор посто нного напр жени , подключенный через электромеханический ключевой элемент к аккумул торной батарее, силовые транзисторы, периодически подключающие индуктивные цепи и формирующие дополнительное напр жение дл  зар да батареи, резистивный делитель напр жени , широтно-импульсный модул тор на операционных усилител х, стабилизированный источник со средней точкой дл  питани  операционных усилителей, содержащий генератор с трансформаторными св з ми, выпр митель и фильтр.

Стабилизированный источник питани   вл етс  дополнительным устройством и в нем осуществл етс  двойное преобразоваvj Ю Ю fcb

ние энергии: посто нное напр жение преобразуетс  в переменное, а затем в посто нное . Дл  этого использованы накопители электромагнитной энергии в виде трансформаторов , конденсаторов фильтра, а так- же электромеханические ключевые элементы. Поэтому массогабаритный показатель устройства в целом ухудшен, а его надежность снижена.

Целью изобретени   вл етс  снижение массы и габаритов устройства и повышение его надежности.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройстве дл  питани  нагрузки, содержащем аккумул торную батарею, генератор посто нного напр жени , а также шунт в цепи тока зар да батареи, резистивный делитель напр жени , подключенный к общему выводу батареи и генератора, устройство широтно-импульсного регулировани  на- пр жени  генератора, стабилизированный источник питани  выполнен в виде последовательно включенных стабилитронов, снабженных двум  диодами, один из внешних выводов стабилитронов подключен к одно- именным выводам диодов и к второму выводу резистивного делител  напр жени , вторые выводы диодов подключены к выводам аккумул торной батареи и генератора посто нного напр жени , а второй из внеш- них выводов стабилитронов подключен через резистор к вторым выводам аккумул торной батареи и генератора посто нного напр жени .

В стабилизированном источнике пита- ни  исключено двойное преобразование энергии и поэтому он не содержит накопителей электромагнитной энергии, ухудшающих массогабаритный показатель, а упрощение устройства повышает его на- дежность.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит аккумул торную батарею 1, генератор 2 посто нного напр - жени  с обмоткой независимого возбуждени  и обратным диодом Тиристор 3 включен между генератором 2 и батареей 1 К тиристору 3 подключено устройство 4 включени -выключени . Устройство 4 со- держит электромеханическое реле времени с независимыми дл  регулировани  включенного и выключенного состо ни  тиристора . Контакт реле времени подключает анод тиристора 3 к корпусу устройства дл  вы- ключени . Силовой транзистор 5 подключен между обмоткой возбуждени  генератора 2 и аккумул торной батареей 1. Шунт 6 включен в цепь зар да аккумул торной батареи 1 от генератора 2. Резистивный делитель 7

напр жени  подключен одним выводом к общей точке соединени  батареи 1 и генератора 2 и содержит диод дл  термостабилизации . Управл ющий вывод силового транзистора 5 подключен через выходной каскад 8 управлени , содержащий оптрон, к широтно-импульсному модул тору 9, содержащему генератор 10 пилообразного напр жени , и компаратор 11. К одному из входов компаратора 11 подключен выход генератора 10, а второй вход подключен через звено ИЛИ 12 к выходам основного 13 и дополнительного 14 пропорционально-интегральных звеньев на операционных усилител х.

Входы основного ПИ-звена 13 подключены к общим точкам резистивных делителей 15, установленных между выводами шунта 6 и средней точкой стабилизированного источника питани  в виде последовательно включенных стабилитронов 16 и 17. Входы дополнительного ПИ-звена 14 подключен i к средней точке резистивного делител  7 напр жени  и к средней точке стабилитронов 16 и 17 Один из внешних выводов стабилитронов 16 и 17 подключен к одноименным выводам диодов 18 и 19 и к второму выводу делител  7 напр жени . Вторые выводы диодов 18 и 19 подключены к выводам батареи 1 и генератора 2 Второй из внешних выводов стабилитронов 16 и 17 подключен через резистор 20 к вторым выводам батареи 1 и генератора 2, к выводам которого подключена нелинейна  нагрузка 21, например, обмотка электродвигател  компрессора.

Устройство работает следующим образом .

В установившемс  режиме работы привода генератора 2 транзистор 5 подключает батарею 1 к обмотке возбуждени  генератора 2 дл  обеспечени  стабилизации напр жени  генератора 2 и тока зар да батареи 1. Длительность включенного и выключенного состо ни  тиристора 3 дл  подзар да батареи задаетс  автономно устройством 4 управлени , Номинальное напр жение батареи 1 не превышает напр жени  генератора 2.

В режиме стабилизации напр жени  на нагрузке 21, запитываемой от генератора 2, тиристор 3 выключен. Сигнал обратной св зи по напр жению снимаетс  с резистивного делител  7, подключаемого диодами 18 или 19 к большему по значению напр жени  батареи 1 или генератора 2. Напр жение на верхней части резистора 7  вл етс  напр жением обратной св зи и сравниваетс  с опорным напр жением на стабилитроне 16, при этом изменение напр жени  на диоде 18 или 19 при нагреве компенсируетс  измеиением напр жени  на диоде делител  7. Разностный сигнал между напр жением обратной св зи и опорным напр жением поступает на вход звена 14, выходной сигнал

которого через один из входов звена ИЛИ 12 поступает на вход компаратора 11, на втором входе которого действует периодически повтор ющеес  пилообразное напр жение генератора 10. Через выходной каскад 8 управлени  пр моугольные импульсы с выхода компаратора 11 поступают на управл ющий вход транзистора 5, который периодически подключает обмотку возбуждени  генератора 2 к батарее 1. В процессе стабилизации напр жени  генератора 2 коэффициент заполнени  импульсного напр жени  на выходе модул тора 9 измен етс . Таким образом, диоды 18 и 19 предназначены дл  подключени  делител  7 напр жени  стабилизированных делителей 16 и 17 напр жени  и резисторы 20 к большему из напр жений генератора 2 или батареи 1, а напр жение на диагонали, образованной таким образом мостовой измерительной схемы,  вл етс  входным дл  пропорционально-интегрального регул тора , включающего звень  14, 9, 8, 5 и 2, При выключенном тиристоре 3 напр жение ге- нератора2, подаваемое на нагрузку21, контролируетс  и стабилизируетс  ПИ-регул тором.

Дл  стабилизации тока зар да батареи

Iпри открытом тиристоре 3 напр жение на шунте 6 подаетс  на делители 15 напр жени . При помощи переменного резистора одного из делителей 15 задаетс  уровень тока зар да. Выходной сигнал звена 13 через второй из входов звена ИЛИ 12 поступает на вход компаратора 11 дл  широтно-импульсной модул ции напр жени  возбуждени  генератора 2. При этом длительность открытого состо ни  тиристора 3 значительно превышает период повторени  сигнала с генератора 10. Компаратор

IIсрабатывает или от выходного сигнала звена 13 и осуществл етс  стабилизаци  тока зар да батареи 1, или от выходного сигнала звена 14 и стабилизируетс  напр жение генератора 2. Таким образом,, резистивные делители 15 совместно с шунтом 6 образуют вторую мостовую измерительную схему, подключенную между выводом батареи 1 и средней точкой стабилитронов 16 и 17. Напр жение на диагонали этой схемы  вл етс  входным дл  пропорционально-интегрального регул тора тока зар да батареи 1, содержащего звень  13, 9, 8. 5 и 2.

В предлагаемом устройстве соединени  между батареей 1 и генератором 2 дл 

стабилизации питани  операционных усилителей и образовани  опорного напр жени  в регул торе напр жени  генератора 2 выполнены посредством массогабаритных

элементов 16-20. Двукратное преобразование энергии дл  стабилизированного источника питани , используемое в известной схеме, не примен етс , исключены трансформаторные св зи и электромеханические

0 контакты, Поэтому масса и габариты устройства снижены и повышена его надежность. Кроме того, за счет контрол  выходного напр жени  генератора 2 снижены перенапр жени  на нагрузке 21.

5 Ф о р мул а и зоб ретче н и  

Устройство дл  питани  нагрузки, содержащее аккумул торную батарею, генератор посто нного тока с обмоткой независимого возбуждени  и обратным ди0 одом, подключенный через тиристор с блоком включени  и выключени  к аккумул торной батарее, силовой транзистор , периодически подключающий обмотку возбуждени  генератора к аккумул торной

5 батарее, шунт, включенный в цепь зар да аккумул торной батареи, резистивный делитель напр жени , подключенный одним выводом к общей точке батареи и генератора , стабилизированный источник питани 

0 со средней точкой, при этом управл ющий вывод силового транзистора подключен через выходной каскад управлени , содержащий оптрон, к широтно-импульсному модул тору, содержащему генератор пило5 образного напр жени , и компаратор, на один вход которого подключен выход генератора пилообразного напр жени , второй вход компаратора подключен через звено ИЛИ к выходам основного и

0 дополнительного пропорционально- интегральных звеньев , входы основного пропорционально-интегрального звена подключены к общим точкам дополнительных резистивных дели5 телей напр жени , установленных между выводами шунта и средней точкой стабилизированного источника питани , входы дополнительного пропорционального звена подключены к средней точке резистивного

0 делител  напр жени  и к средней точке стабилизированного источника питани , отл и- чающеес  тем, что, с целью снижени  массы и габаритов устройства и повышени  его надежности, стабилизированный источ5 ник питани  выполнен в виде последовательно соединенных стабилитронов и снабжен двум  диодами, один из внешних выводов стабилитронов подключен к одноименным выводам диодов и к второму выводу делител  напр жени , вторые выводы

диодов подключены к выводам аккумул - стабилитронов подключен через резистор к торной батареи и генератора посто нного вторым выводам аккумул торной батареи и напр жени , второй из внешних выводов генератора посто нного напр жени .

Claims (1)

1. Формула изобрекения

   Устройство для питания нагрузки, содержащее аккумуляторную батарею, генератор постоянного тока с обмоткой независимого возбуждения и обратным диодом, подключенный через тиристор с блоком включения и выключения к аккумуляторной батарее, силовой транзистор, периодически подключающий обмотку возбуждения генератора к аккумуляторной батарее, шунт, включенный в цепь заряда аккумуляторной батареи, резистивный делитель напряжения, подключенный одним выводом к общей точке батареи и генератора, стабилизированный источник питания ср средней точкой, при этом управляющий вывод силового транзистора подключен через выходной каскад управления, содержащий оптрон, к широтно-импульсному модулятору, содержащему генератор пилообразного напряжения, и компаратор, на один вход которого подключен выход генератора пилообразного напряжения, второй вход компаратора подключен через звено ИЛИ к выходам основного и дополнительного пропорционально- интегральных звеньев, входы основного пропорционально-интегрального звена подключены к общим точкам дополнительных резистивных делителей напряжения, установленных между выводами шунта и средней точкой стабилизированного источника питания, входы дополнительного пропорционального звена подключены к средней точке резистивного делителя напряжения и к средней точке стабилизированного источника питания, о тл ичающееся тем, что, с целью снижения массы и габаритов устройства и повышения его надежности, стабилизированный источник питания выполнен в виде последовательно соединенных стабилитронов и снабжен двумя диодами, один из внешних выводов стабилитронов подключен к одноименным выводам диодов и к второму выводу делителя напряжения, вторые выводы диодов подключены к выводам аккумуляторной батареи и генератора постоянного напряжения, второй из внешних выводов стабилитронов подключен через резистор к вторым выводам аккумуляторной батареи и генератора постоянного напряжения.