SU609174A2

SU609174A2 - Device for dc supply of load

Info

Publication number: SU609174A2
Application number: SU762395719A
Authority: SU
Inventors: Анатолий Григорьевич Николаев; Геннадий Борисович Стеганов
Original assignee: Военный Инженерный Краснознаменный Институт Им.А.Ф.Можайского
Priority date: 1976-08-16
Filing date: 1976-08-16
Publication date: 1978-05-30

Description

1one

Изобретение относитс к области электротехники и может быть использовано дл питани нагрузки стабильным напр жением от источников электроэнергии, например, электрохимических .The invention relates to the field of electrical engineering and can be used to supply the load with a stable voltage from sources of electrical energy, for example, electrochemical.

Известны устройства 1, 2 дл регулировани напр жени топливных батарей, содержащие переключатели на полупроводниковых вентил х, включенных между отводами батареи и нагрузкой, блок контрол напр жени и управлени вентил ми и генераторы-распределители импульсов. Недостатком подобных устройств вл етс необходимость использовани полностью управл емых тиристоров (минимум одного), что усложн ет схему управлени и устройство в целом. Работа тиристорных ключей сопровождаетс значительными пульсаци ми напр жени на нагрузке.Devices 1, 2 for regulating the voltage of fuel cells are known, comprising switches on semiconductor valves connected between the battery taps and the load, a voltage control and valve control unit, and pulse-distributing generators. A disadvantage of such devices is the need to use fully controlled thyristors (at least one), which complicates the control circuit and the device as a whole. The operation of the thyristor switches is accompanied by significant voltage ripples on the load.

По основному авт. св. № 500559 известно устройство дл питани нагрузки посто нным током 3. Это устройство содерлсит основной и вольтодобавочный источники питани , например , электрохимические, соединенные последовательно - согласно, нагрузку, подключенную через диод к основному источнику питани и через соединенные последовательно тиристоры к источнику вольтодобавки. Точка соединени указанных тиристоров через конденсатор св зана с точкой соединени основного и вольтодобавочного источников питани . Управление тиристорами осуществл ет блок контрол напр жени и управлени тиристорами . Устройство обеспечивает регулирование (стабилизацию) среднего значени According to the main author. St. No. 500559 a device is known for supplying a load with direct current 3. This device contains the main and voltage-boosting power sources, for example, electrochemical, connected in series according to, the load connected through a diode to the main power source and through a series-added power supply. The connection point of these thyristors through a capacitor is connected to the connection point of the main and booster supply sources. The thyristors are controlled by a voltage monitoring and thyristor control unit. The device provides regulation (stabilization) of the average value

напр жени на нагрузке, однако его недостатком вл етс наличие значительных пульсаций напр жени на нагрз зке.voltage on the load, however, its disadvantage is the presence of significant voltage pulsations on the load.

Целью изобретени вл етс уменьшение амплитуды пульсаций напр жени на нагрузке . Указанна цель достигаетс тем, что устройство по авт. св. № 500559 снабжено линейным дросселем, отводами от отдельных элементов вольтодобавочного источника питани и дополнительными тиристорами по числуThe aim of the invention is to reduce the amplitude of the voltage ripple on the load. This goal is achieved by the fact that the device according to ed. St. No. 500559 is equipped with a linear choke, taps from individual elements of the booster supply source and additional thyristors by the number

этих отводов, причем аноды дополнительных тиристоров соединены с отводами от элементов вольтодобавочного источника питани , а катоды - с точкой соединени тиристоров, включенных между нагрузкой и вольтодобавочным источником, один вывод дроссел св зан с катодами дополнительных тиристоров, а другой через конденсатор подключен к точке соединени основного и вольтодобавочного источников питани .these taps, with the anodes of additional thyristors connected to the taps from the booster supply source, and the cathodes with the connection point of the thyristors connected between the load and the booster supply, one output of the throttle and the other through the capacitor connected to the connection point of the main and booster power sources.

Схема предлагаемого устройства приведена на чертеже.The scheme of the proposed device shown in the drawing.

Оно содержит тиристоры 1 и 2, конденсатор 3, диод 4, нагрузку 5, основной 6 и вольтодобавочный 7 источники питани , напримерIt contains thyristors 1 and 2, a capacitor 3, a diode 4, a load 5, a main 6 and a boost voltage 7 power sources, for example

батареи аккумул торов, и линейный дроссельbattery batteries and line choke

8. Отводы от элементов источника 7 через дополнительные тиристоры 9 и 10 св заны с точкой соединени тиристоров 1 и 2, включенных между вольтодобавочным источником 7 и нагрузкой 5, Управление тиристорами осуществл ет блок 11 контрол нанр жени и управлени тиристорами.8. The taps from the source elements 7 through additional thyristors 9 and 10 are connected to the thyristor connection point 1 and 2 connected between the booster source 7 and the load 5. The thyristor control 11 controls the thyristor control 11.

При достаточном напр жении источника 6 нагрузка 5 получает питание от него через диод 4. При падении напр жени основного источника ниже допустимого предела блок 11 выдает сигнал на управл ющий электрод тиристора 9. Последний отпираетс , и конденсатор 3 зар жаетс от элемента источника 7 через дроссель 8 примерно до удвоенного напр жени элемента источника 7. При этом тиристор 9 запираетс (естественное самопогасание} . Далее сигнал управлени поступает на управл ющий электрод тиристора 2. Последний отпираетс и подключает нагрузку 5 через дроссель 8 к последовательно соединенным основному источнику 6 и зар женному конденсатору 3. При этом диод 4 запираетс , а дроссель Ь ограничивает бросок тока, поступающего в нагрузку, благодар чему напр жение на ней нарастает плавно, а затем так же плавно спадает до напр жени основного источника питани 6. Тиристор 2 запираетс (естественное самопогасание), а диод 4 отпираетс .With sufficient voltage of source 6, load 5 receives power from it through diode 4. When the voltage of the main source drops below the permissible limit, unit 11 sends a signal to the control electrode of thyristor 9. The latter is unlocked and capacitor 3 is charged from source 7 through a choke. 8 to approximately double the voltage of the source element 7. At the same time, the thyristor 9 is locked (natural self-extinction}. Next, the control signal is supplied to the control electrode of the thyristor 2. The latter is unlocked and connects the load 5 through The rosel 8 is connected to the main source 6 and the charged capacitor 3 in series. In this case, diode 4 is closed and the choke b limits the inrush of the current entering the load, due to which the voltage on it increases smoothly and then also smoothly drops to the main voltage power supply 6. Thyristor 2 is locked (natural self-extinguishing), and diode 4 is unlocked.

Описанный цикл работы устройства повтор етс с частотой, обеспечивающей при использовании данного элемента вольтодобавочного источника поддержание среднего значени напр жени на нагрузке 5 на заданном уровне. По мере разр да основного источника b или при увеличении нагрузки рабоча частота устройства увеличиваетс . Если величина последней достигает своего предельного расчетного значени , определ емого величиной суммарных частотнозависимых потерь в устройстве, блок П подключает конденсатор 3 на зар д от двух (или более) элементов источника 7, соединенных носледовательно. При этом напр жение вольтодобавки увеличиваетс и рабоча частота устройства может быть снижена при сохранении средней величины напр жени на нагрузке на заданном уровне. Таким образом, при каждой величине нагрузки напр жение вольтодобавки равно минимально необходимой величине, что уменьшает амплитуду пульсаций напр жени на нагрузке и потери энергии на суммарном внутреннем сопротивлении источника 7.The described cycle of operation of the device repeats with a frequency that ensures, when using this element of the booster source, maintaining the average value of the voltage on the load 5 at a given level. As the main source b is discharged or the load increases, the operating frequency of the device increases. If the value of the latter reaches its calculated limit value, determined by the value of the total frequency-dependent losses in the device, unit P connects the capacitor 3 for a charge from two (or more) source 7 elements connected together successively. At the same time, the voltage boost voltage increases and the operating frequency of the device can be reduced while maintaining the average voltage value at the load at a given level. Thus, at each load value, the voltage of the voltage add-on is equal to the minimum required value, which reduces the amplitude of the voltage ripples on the load and the energy loss on the total internal resistance of the source 7.

При максимальной нагрузке, когда дл обеспечени заданного среднего значени напр жени на нагрузке конденсатор 3 зар жаетс от всего источника 7 через тиристор 1, пульсаци напр лсени на нагрузке тем неAt maximum load, when, to provide a predetermined average value of the voltage on the load, the capacitor 3 is charged from the entire source 7 through the thyristor 1, the voltage ripple on the load does not

менее значительно меньше, чем в прототипе благодар наличию токоограничивающего дроссел 8. Псследование частотнозависимых потерь вless significantly less than in the prototype due to the presence of a current-limiting droplet 8. The study of frequency-dependent losses in

элементах устройства позвол ет определить его оптимальную рабочую частоту (или предпочтительный диапазон частот) из соображений минимума суммарных частотнозависимых потерь устройства или из соображений обеспечени его минимальной суммарной массы. Применение предлагаемого устройства , позвол ет регулировать среднее значение напр жени на нагрузке изменением как рабочей частоты устройства, так и величины напр жени вольтодобавки, то есть достигать одного и того же среднего значени напр жени на нагрузке , измен ющейс в широких пределах (или при глубоком разр де основного источника 6) практически при одной и той же рабочей частоте (в узком частотном диапазоне), выбираемой из соображений минимума суммарной массы устройства или минимума суммарных потерь энергии в его элементах. Снабжение устройства линейным дросселем , отводами от элементов вольтодобавочного источника и донолнительными тиристорами по числу этих отводов позвол ет уменьшить амплитуду пульсаций напр жени на нагрузке в сравнении с прототипом при измененииThe elements of the device allow determining its optimum working frequency (or preferred frequency range) from considerations of the minimum of total frequency-dependent device losses or from considerations of ensuring its minimum total mass. The application of the proposed device makes it possible to control the average value of the voltage on the load by changing both the operating frequency of the device and the magnitude of the voltage of the booster, i.e., to reach the same average value of the voltage on the load varying over a wide range (or with deep The main source 6) is practically at the same operating frequency (in a narrow frequency range) chosen for reasons of the minimum total mass of the device or the minimum of the total energy loss in its elements. Providing the device with a linear choke, taps from the elements of the boost source and additional thyristors for the number of these taps allows to reduce the amplitude of the voltage ripple on the load in comparison with the prototype when

величины нагрузки в широких пределах.load values over a wide range.

Claims

1. USSR author's certificate number 172879, cl. P 021 7/36, 1963.

2. USSR author's certificate number 172881, cl. H 021 7/36, 1963.

3. USSR author's certificate number 500559, cl. H 021 7/00, 1974.