Устройство электроснабжения

Изобретение относится к области электротехники, в частности к источникам электроснабжения полевых подвижных объектов управления и связи. Технический результат заключается в исключении во время перерыва в работе разряда аккумуляторной батареи за счет диэлектрических потерь молекулярного накопителя энергии и ограничении тока заряда молекулярного накопителя, снижающего отрицательное влияние на состояние аккумуляторной батареи. Достигается тем, что в устройство электроснабжения дополнительно введены зарядный резистор, диод, выключатель аккумуляторной батареи и выключатель молекулярного накопителя энергии, при этом положительные выводы аккумуляторной батареи и молекулярного накопителя энергии соединены между собой посредством зарядного резистора, параллельно которому подключен диод, причем плюсовым выводом диод подключен к положительному выводу молекулярного накопителя энергии, а отрицательным выводом подключен к положительному выводу аккумуляторной батареи, положительный вывод аккумуляторной батареи подключен к нагрузке, отрицательные выводы аккумуляторной батареи и молекулярного накопителя соответственно через выключатель аккумуляторной батареи и выключатель молекулярного накопителя энергии соединены с корпусом полевого подвижного объекта управления и связи. 1 ил.

 

Изобретение относится к электротехнике, а именно - к источникам электроснабжения полевых подвижных объектов управления и связи (ППО УС), основу которых составляют свинцово-кислотные герметизированные аккумуляторные батареи, и может быть использовано для электроснабжения электронной аппаратуры различного назначения.

Существенным недостатком непосредственного использования аккумуляторных батарей является наличие «провалов» величины выходного напряжения при резком значительном увеличении нагрузки, например, при электростартерном запуске двигателей силовых установок, что оказывает отрицательно воздействие на других, ранее подключенных потребителей, вплоть до появления сбоев их работы.

Для исключения подобных «провалов» используется параллельное подключение к аккумуляторным батареям молекулярных накопителей энергии (суперконденсаторов), таких как, например, 10ЭК402-14,5, 10ЭК501-14,5, 10ЭК402-29, 20ЭК501-29 и т.п. [1].

Известна комбинированная энергоустановка, используемая на некоторых модификациях автомобилей многоцелевого назначения марки КАМАЗ, включающая группу стартерных аккумуляторных батарей (АКБ) и подключаемого параллельно ей без каких либо коммутационных аппаратов молекулярного накопителя (модуля 20ЭК501-29) [2]. Недостатком такой схемы применения молекулярного накопителя энергии является повышенный саморазряд аккумуляторной батареи АКБ за счет диэлектрических потерь молекулярного накопителя. Так, при длительных перерывах в использовании энергоустановки (более 10 суток) возможен полный разряд аккумуляторной батареи.

Если же на время длительного перерыва в использовании энергоустановки отключить от аккумуляторной батареи молекулярный накопитель энергии, то в момент их соединения друг с другом возможен бросок тока заряда молекулярного накопителя, обусловленный снижением напряжения молекулярного накопителя вследствие его саморазряда, что оказывает отрицательное влияние на состояние аккумуляторной батареи.

Целью данного изобретения является исключение разряда аккумуляторной батареи за счет диэлектрических потерь молекулярного накопителя и ограничение тока заряда молекулярного накопителя, обусловленного снижением напряжения молекулярного накопителя вследствие его саморазряда.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство электроснабжения, содержащее параллельно соединенные друг с другом и подключенные к нагрузке аккумуляторную батарею и молекулярный накопитель энергии, дополнительно введены зарядный резистор, диод, выключатель аккумуляторной батареи и выключатель молекулярного накопителя энергии, при этом положительные выводы аккумуляторной батареи и молекулярного накопителя энергии соединены между собой посредством зарядного резистора, параллельно которому подключен диод, причем плюсовым выводом диод подключен к положительному выводу молекулярного накопителя энергии, а отрицательным выводом подключен к положительному выводу аккумуляторной батареи, положительный вывод аккумуляторной батареи подключен к нагрузке, отрицательные выводы аккумуляторной батареи и молекулярного накопителя соответственно через выключатель аккумуляторной батареи и выключатель молекулярного накопителя энергии соединены с корпусом («массой») ППОУС.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройство отличается наличием дополнительных элементов при соответствующем схемном решении.

Таким образом, заявляемое устройство соответствует критериям изобретения «новизна».

Сравнение заявляемого устройства с другими аналогичными решениями показывает, что наличие в подобных устройствах соединенных параллельно друг с другом аккумуляторной батареи и молекулярного накопителя энергии известно.

Однако, благодаря дополнительному введению в состав устройства электропитания зарядного резистора, диода, выключателя аккумуляторной батареи и выключателя молекулярного накопителя энергии, представляющих собой замкнутые в рабочем состоянии контакты, при этом положительный вывод аккумуляторной батареи подключен к нагрузке, положительные выводы аккумуляторной батареи и молекулярного накопителя энергии соединены между собой посредством зарядного резистора, параллельно которому подключен диод, причем плюсовым выводом диод подключен к положительному выводу молекулярного накопителя энергии, а минусовым выводом подключен к положительному выводу аккумуляторной батареи, отрицательные выводы аккумуляторной батареи и молекулярного накопителя соответственно через выключатель аккумуляторной батареи и выключатель молекулярного накопителя энергии соединены с «массой», появляются новые свойства заявляемого устройства, проявляющиеся в исключении разряда аккумуляторной батареи за счет диэлектрических потерь молекулярного накопителя и ограничении тока заряда молекулярного накопителя, обусловленного снижением напряжения молекулярного накопителя вследствие его саморазряда.

Это позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию «существенные отличия».

На фигуре изображена структурная схема заявляемого устройства электроснабжения, в состав которого входят:

1 - аккумуляторная батарея (АКБ),

2 - молекулярный накопитель энергии,

3 - зарядный резистор,

4 - диод;

5 - выключатель аккумуляторной батареи,

6 - выключатель молекулярного накопителя энергии.

Элементы, входящие в состав устройства электроснабжения, соединены между собой следующим образом: положительные выводы аккумуляторной батареи 1 и молекулярного накопителя энергии 2 соединены между собой посредством зарядного резистора 3, параллельно которому подключен диод 4, причем плюсовым выводом диод 4 подключен к положительному выводу молекулярного накопителя энергии 2, а минусовым выводом подключен к положительному выводу аккумуляторной батареи 1, отрицательные выводы аккумуляторной батареи 1 и молекулярного накопителя энергии 2 соответственно через выключатель 5 аккумуляторной батареи и выключатель 6 молекулярного накопителя энергии соединены с корпусом ППОУС («массой»).

Работает устройство электроснабжения следующим образом.

Во время длительного перерыва в использовании выключатель 5 аккумуляторной батареи 1 и выключатель 6 молекулярного накопителя энергии 2 находятся в разомкнутом состоянии, вследствие чего отсутствует саморазряд аккумуляторной батареи 1 как за счет внешних устройств - потребителей электроэнергии (нагрузки), так и диэлектрических потерь молекулярного накопителя 2. Но в это время за счет саморазряда происходит уменьшение напряжения молекулярного накопителя электроэнергии 2.

Для завершения перерыва в использовании устройства электропитания осуществляется включение выключателя 5 аккумуляторной батареи 1 и выключателя 6 молекулярного накопителя энергии 2, благодаря чему аккумуляторная батарея 1 и молекулярный накопитель энергии 2 соединяются параллельно друг с другом и подключаются к нагрузке. Если в этот момент напряжение на выводах молекулярного накопителя энергии 2 вследствие его саморазряда окажется меньше выходного напряжения аккумуляторной батареи 1, то появляется ток заряда от аккумуляторной батареи 1 к молекулярному накопителю энергии 2, величина которого ограничивается величиной сопротивления зарядного резистора 3, исключая тем самым появление «броска» тока заряда.

При уравнивании величин напряжения аккумуляторной батареи 1 и молекулярного накопителя энергии 2 величина тока заряда становится равной нулю. Молекулярный накопитель энергии 2 заряжен и устройство электроснабжения находится в работоспособном состоянии.

Если в процессе работы устройства при увеличении нагрузки выходное напряжение аккумуляторной батареи 1 окажется меньше напряжения на выводах молекулярного накопителя энергии 2, то появляется ток разряда молекулярного накопителя энергии 2, который через открытый диод 4 параллельно зарядному резистору 3 поступит к нагрузке, поддерживая тем самым аккумуляторную батарею 1.

По мере разряда молекулярного накопителя энергии 2 осуществляется его подпитка от аккумуляторной батареи 1 через зарядный резистор 3.

Техническим результатом заявляемого технического устройства является исключение во время перерыва в работе разряда аккумуляторной батареи за счет диэлектрических потерь молекулярного накопителя энергии и ограничение тока заряда молекулярного накопителя, снижающего отрицательное влияние на состояние аккумуляторной батареи.

Следовательно, можно сделать вывод, что цель, поставленная перед данным изобретением - исключение разряда аккумуляторной батареи за счет диэлектрических потерь молекулярного накопителя энергии и ограничение тока заряда молекулярного накопителя энергии, обусловленного снижением напряжения молекулярного накопителя энергии вследствие его саморазряда, - достигнута.

К достоинствам предложенного устройства электроснабжения относится простота его реализации, основанная на использовании широко известных и применяемых электронных элементов и составных частей.

Предложенное устройство электроснабжения может найти применение при создании высоконадежных устройств электроснабжения полевых подвижных объектов управления и связи.

Технико-экономический эффект, обусловленный применением предложенного устройства электроснабжения, заключается в существенном повышении надежности функционирования и увеличении срока эксплуатации построенных на его основе устройств электроснабжения постоянным током.

Количественная величина ожидаемого технико-экономического эффекта от использования предложенного устройства электроснабжения зависит в первую очередь от области его применения и конкретных вариантов исполнения, - ее определение возможно только после его практической реализации.

Источники информации

1. Модули конденсаторные электрохимические 10ЭК501-14,5; 10ЭК402-14,5; 20ЭК501-29; 20ЭК402-29. Технические условия

ТУ 3414-071-04707044-2015, АО «Энергия», Елец, 2015 г.

2. Руководство по устройству, эксплуатации, техническому обслуживанию и ремонту 4350-3902002РЭ. ОАО «КАМАЗ», Набережные Челны, 2006 г.

Устройство электроснабжения, содержащее параллельно соединенные друг с другом и подключенные к нагрузке аккумуляторную батарею и молекулярный накопитель энергии, отличающееся тем, что в его состав дополнительно введены зарядный резистор, диод, выключатель аккумуляторной батареи и выключатель молекулярного накопителя энергии, при этом положительный вывод аккумуляторной батареи подключен к нагрузке, положительные выводы аккумуляторной батареи и молекулярного накопителя энергии соединены между собой посредством зарядного резистора, параллельно которому подключен диод, причем плюсовым выводом диод подключен к положительному выводу молекулярного накопителя энергии, а минусовым выводом подключен к положительному выводу аккумуляторной батареи, отрицательные выводы аккумуляторной батареи и молекулярного накопителя соответственно через выключатель аккумуляторной батареи и выключатель молекулярного накопителя энергии соединены с корпусом («массой») полевого подвижного объекта управления и связи.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электротехники и железнодорожного транспорта и используется для обеспечения электропитанием потребителей собственных нужд железнодорожных транспортных средств. Техническими результатами являются расширение диапазона допустимого входного напряжения и увеличение выходной мощности преобразователя для питания большего количества потребителей при одновременной возможности работы в режиме обратного преобразования.

Изобретение относится к электронным схемам, включающим в себя точку гальванической развязки, и, более конкретно, к определению входного напряжения для точки гальванической развязки. Технический результат заключается в повышении компактности элементов на плате и устранении шума и импульсных помех.

Изобретение относится к области электротехники, в частности, преобразовательной техники, и может быть использовано при проектировании вторичных источников электропитания различного назначения. Техническим результатом изобретения является снижение объема и массы дросселей многотактного преобразователя напряжения, содержащего несколько ячеек, подключенных к общей нагрузке, за счет того, что ячейки разделены на ряд групп и подключены к дросселям с несколькими отдельными обмотками.

Группа изобретений относится к устройству, генерирующему аэрозоль, и к системе, генерирующей аэрозоль. Устройство, генерирующее аэрозоль, содержит один или более источников питания постоянного тока, цепь нагрузки, содержащую индуктор и конденсатор, соединенные последовательно, первую схему управления, соединенную с одним или более источниками питания постоянного тока и соединенную с цепью нагрузки, а также выполненную с возможностью обеспечения первого падения напряжения в цепи нагрузки, вторую схему управления, соединенную с одним или более источниками питания постоянного тока и соединенную с цепью нагрузки, а также выполненную с возможностью обеспечения второго падения напряжения в цепи нагрузки.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к прикладным технологиям силовой электроники. Технический результат заключается в создании мощного устройства, позволяющего удовлетворять высокие требования к рабочему диапазону.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к железнодорожному транспорту. Технический результат заключается в сокращении времени устранения сбоя напряжения электропоезда индикации тяговых положений, в упрощении процедуры диагностики сбоя напряжения и процедуры восстановления движения электропоезда.

Изобретение относится к области преобразовательной техники, а именно к вторичным источникам электропитания с регулируемым выходным напряжением для энергоемкой аппаратуры, в том числе импульсных режимов работы с емкостным накопителем энергии. Техническим результатом является повышение надежности работы при расширении области возможностей применения управляемого ключевого преобразователя напряжения.

Изобретение относится к электротехнике. Технический результат заключается в уменьшении габаритов, улучшении рассеивания тепла.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электрическим устройствам, включающим в себя корпус. Технический результат заключается в создании устройства, которое предоставляет возможность электрического соединения между электрическими частями, размещенными в отдельных участках корпуса, с хорошей эффективностью работы.

Изобретение относится к средствам получения высоковольтного импульсного напряжения. Технический результат - снижение уровня импульсных электромагнитных помех, излучаемых ранее применяемыми устройствами для получения высоковольтного импульсного напряжения из-за инерционности нелинейных элементов, и в первую очередь диода, соединённого с первым конденсатором.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к системам автономного электроснабжения (САЭ). Технический результат заключается в повышении надежности функционирования установки и обеспечении безопасной эксплуатации и достигается тем, что САЭ содержит первичный источник энергии в виде солнечных батарей и установленные внутри термошкафа с защитным кожухом блок контроля и управления, накопитель энергии, вторичный источник энергии в виде топливного генератора на топливных элементах с метанолом, систему охлаждения и вентиляции, включающую датчики температуры, вентиляторы и нагреватели.
Наверх