Система электропитания

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в составе электрооборудования подвижного объекта , включающего аккумуляторную батарею (АБ). Цель изобретения - упрощение конструкции и повышение КПД. Выходное напряжение системы регулируется за счет поочередного подключения вольтодобавочных аккумуляторов к полярно-инвертирующему преобразователю напряжения (ПИП) 5, соединенному согласно-последовательно с выходом системы. Управление работой ПИП 5 и коммутатора 6 вольтодобавочных аккумуляторов осуществляется блоком контроля и управления, реализующим допусковой принцип контроля выходного напряжения системы и управление последовательным переключением вольтодобавочных аккумуляторов к входу ПИП 5. 1 ил. J i (Л та ОО О со 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (gg 4 H 02 J 7/00

1 4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3972826/24-07 (22) 05.11.85 (46) 07.05.87. Бюл. № 17 (72) В. В. Пугачев (53) 621.355.1 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 609074, кл. Н 02 J 7/00, 1976.

Авторское свидетельство СССР № 997178, кл. Н 02 J 7/00, 1981. (54) СИСТЕМА ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в составе электрооборудования подвижного объекта, включающего аккумуляторную батарею

„„SU„„1309178 А i (АБ) . Цель изобретения — упрощение конструкции и повышение КПД. Выходное напряжение системы регулируется за счет поочередного подключения вольтодобавочных аккумуляторов к полярно-инвертирующему преобразователю напряжения (ПИП)

5, соединенному согласно-последовательно с выходом системы. Управление работой ПИП

5 и коммутатора 6 вольтодобавочных аккумуляторов осуществляется блоком контроля и управления, реализующим допусковой принцип контроля выходного напряжения системы и управление последовательным переключением вольтодобавочных аккумуляторов к входу ПИП 5. 1 ил.

1309178

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в составе электрооборудования подвижного обьекта, включающего аккумуляторную батарею (АБ) .

Цель изобретения — упрощение устройства, повышение КПД и качества питающего нагрузку напряжения.

На чертеже изображена электрическая схема устройства.

Система электропитания содержит согласно-последовательное соединение основной секции 1 АБ и вольтодобавочные элементы (ВДЭ) 2 — 4 с отводами, полярноинвертирующие преобразователи (ПИП) 5 коммутатор 6 и блок контроля и управления. Входы коммутатора 6 связаны с отводами ВДЭ 2 — 4, а выход подключен к входным зажимам ПИП 5, выходные зажимы которого соединены согласно-последовательно с нагрузкой 7. ПИП 5 состоит из транзистора 8, линейного дросселя 9, коммутирующего диода 10 и конденсатора 11.

В состав блока контроля и управления входят компараторы !2 и 13 верхнего и нижнего допустимого уровня напряжения опорного источника 14, генератор 15 тактовых импульсов 5, реверсивный счетчик 16 импульсов, дешифратор 17, блок 18 переключений и мультивибратор 19. Сигнальные входы компараторов 12 и 13 связаны с выходом системы электропитания. Их опорные входы подключены к соответствующим выходам высокого и низкого уровня напряжения опорного источника 14. Компаратор 12 служит для фиксации момента достижения напряжения на нагрузке 7 верхнего уровня, а компаратор 13 соответственно — нижнего уровня. Выход компаратора 13 соединен с входом прямого счета реверсивного счетчика 16, а выход компаратора 12 подключен к входу обратного счета того же счетчика. Генератор 15 тактовых импульсов соединен с синхронизирующим входом счетчика 16. Дешифратор 17 входами связан с выходами счетчика 16. Блок 18 переключений выполнен в виде транзисторов 20 — 22 и обмоток реле 23 — 25, включенных в коллекторные цепи указанных транзисторов.

База-эмиттерные цепи транзисторов 20 — 22 подключены к выходам дешифратора 17.

Замыкающие контакты 26 и размыкающий контакт 27 реле 23, замыкающие контакты 28 и размыкающий контакт 29 реле 24, а также замыкающий контакт 30 реле 25 образуют проходные цепи коммутатора 6.

Кроме того, замыкающие контакты 31 — 33, соответствующие реле 23 — 25, связывают выход мультивибратора !9 с управляющим входом транзистора 8.

Система электропитания работает следуюц1им образом.

В исходном состоянии в счетчике 16 записан ноль, обмотки реле 23 — 25 обесточены, а соответствующие им контакты

45 находятся в положении, изображенной .на чертеже. Генератор 15 тактовых импульсов и мультивибратор 19 вырабатывают последовательность импульсов. При этом питание нагрузки 7 осуществляется от основной секции I АБ по цепи 1 — 27 — 29 — 10— †7 в. При возрастании тока нагрузки 7 или по мере разряда аккумуляторов основной секции 1 напряжение на нагрузке 7 снижается. По достижении напряжения на нагрузке 7 порога срабатывания компаратора 13 последний вырабатывает сигнал, поступающий на вход прямого счета счетчика 6. С приходом очередного тактового импульса счетчик 16 изменяет свое состояние на единицу. Состоянию счетчика 16, при котором в нем записана единица, соответствует сигнал на первом выходе дешифратора 17. Под действием сигнала дешифратора 17 по первому выходу транзистор 22 открывается и срабатывает реле 25. Контакты 30 и 31 реле 25 замыкаются. При этом к входу ПИП 5 через контакты 30, 27 и 29 подключается

ВДЭ 2. Транзистор 8 под действием сигналов мультивибратора 19 периодически подключает ВДЭ 2 к дросселю 9, в магнитном поле которого накапливается энергия. При закрытом транзисторе 8 энергия, запасенная в дросселе 9, передается в конденсатор 11 через диод 10. Конденсатор 11 заряжается до напряжения, величина которого равна напряжению ВДЭ 2, так как коэффициент заполнения импульсов управления транзистором 8 равен 0,5.

Если ток нагрузки 7 уменьшается, то напряжение на ней повышается до уровня порога срабатывания компаратора 12, и на вход обратного счета счетчика поступает сигнал, который с приходом очередного тактового импульса, возвращает счетчик 16 в исходное (нулевое) состояние.

При этом сигнал на первом выходе дешифратора 17 пропадает, транзистор 22 закрывается, а обмотка реле 25 обесточивается. Контакты реле 25 занимают положение, показанное на чертеже. При этом

ПИП 5 из работы выключается, а питание нагрузки 7 осуществляется по цепи

2 — 27 — 29 — 10 — 7 — 1. Напряжение нагрузки

7 снижается до величины напряжения основной секции !.

Если после первого срабатывания компаратора 13 следует его повторное срабатывание, то состояние счетчика 16 увеличивается на единицу и равно двум. Такому состоянию счетчика 16 соответствует сигнал на втором выходе дешифратора 17 (сигнал на первом выходе дешифратора 17 пропадает) .

При этом открывается транзистор 21, а транзистор 22 закрывается. Одновременно осуществляется размыкание контактов 30 и 31 реле 25 и контакта 29 реле 24, а также замыкание контактов 28 и 32 реле 24. Вход

1309178

10 !

Составитель И. Найднна

Редактор А. Сабо Техред И. Верес Корректор М. Пожо

Заказ 1444 49 Тираж 619 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

ПИП 5 подключается к выводам ВДЭ 3.

При этом работа ПИП 5 осуществляется аналогично. Когда транзистор 8 открыт, напряжение нагрузки 7 складывается из напряжений основной секции 1 АБ, ВДЭ 2 и 3 и конденсатора 11. При закрытом транзисторе 8 напряжение нагрузки,7 равно сумме напряжений основной секции 1 АБ и ВДЭ 2, так как питание нагрузки 7 в этом случае осуществляется по цепи

1 — 2 — 28 — 10 — 7 — 1. Следовательно, средний уровень напряжения нагрузки 7 еще повышается на величину, равную напряжению ВДЭ 3. В зависимости от дальнейшего изменения уровня напряжения нагрузки 7 происходит срабатывание компаратора 13 или компаратора 12. Если сработает компаратор 12, то система питания возвращается в предыдущее состояние, т.е. в состояние, при котором в счетчике 16 записана единица. Если сработает компаратор 13, состояние счетчика увеличивается на единицу и становится равным трем. При этом сигнал на втором выходе дешифратора 17 пропадает, а на третьем выходе появляется. Обмотка реле 24 обесточивается, а обмотка реле 23 подключается к источнику через открывшийся транзистор 20. Контакты 28 и 32 реле 24 и контакт 27 реле 23 размыкаются, а контакты 26 и 33 реле 23 и контакт 29 реле 24 замыкаются.

Вход ПИП 5 подключается К ВДЭ 4.

При открытом транзисторе 8 напряжение нагрузки 7 равно сумме напряжений основной секции 1 АБ, ВДЭ 2 — 4 и конденсатора 11. При закрытом транзисторе напряжение нагрузки 7 складывается из напряжений основной секции 1 и ВДЭ 2 и 3, так как она питается по цепи 1 — 2 — 3 — 26— — 10 — 7 — 1. Следовательно, среднее напряжение нагрузки увеличивается еще на величину напряжения ВДЭ 4. Из описанного следует, что блок контроля и управления системы контролирует достижение напряжением нагрузки 7 верхнего или нижнего допустимого уровня с помощью компараторов 12 и 13, регистрирует факт достижения предельного уровня напряжения в виде изменения на единицу числа, записанного в счетчик 16, значение которого также отображает последовательность срабатывания компараторов 12 и 13, и вырабатывает управляющий сигнал для коммутатора 6 с помощью блока 18 переклю4ений в соответствии с текущим уровнем напряжения нагрузки 7.

Таким образом, блок контроля и управления реализует допусковый принцип контроля и управления уровнем напряжения нагрузки 7. Следует отметить, что при различных уровнях нагрузки 7 качество питающего напряжения не выходит за границы установленного допуска, так как амплитуда пульсации напряжения нагрузки во всех режимах работы системы не превышает величины напряжения одного ВДЭ. Это создает благоприятные условия для работы нагрузки 7 в широком диапазоне потребляемых мощностей и особенно по мере возрастания тока нагрузки. Упрощение конструкции предлагаемой системы питания достигается по сравнению с известной за счет использования одного ПИП, поочередно с подключаемого к ВДЭ АБ и исключения группы шунтирующих выходные зажимы

ПИП диодов.

Формула изобретения

Система электропитания, содержащая аккумуляторную батарею в виде согласнопоследовательного соединения основной сек.ции и вольтодобавочных элементов с отводами, полярно-инвертирующий преобразователь с конденсаторным фильтром, выходные зажимы которого соединены согласно-последовательно с выходом системы, и блок контроля и управления, входом подключенный к нагрузке, а выходом связанный с управляющим входом полярно-инвертирующего преобразователя, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции, повышения

КПД и качества питающего напряжения, она снабжена коммутатором, входы которого связаны с отводами вольтодобавочных элементов, выход подключен к входным зажимам полярно-инвертирующего преобразователя, а блок контроля и управления имеет второй выход, причем управляющий вход коммутатора связан с вторым выходом блока контроля и управления.