RU2306652C2 - Зарядно-разрядное устройство - Google Patents
Зарядно-разрядное устройство Download PDFInfo
- Publication number
- RU2306652C2 RU2306652C2 RU2005137604/09A RU2005137604A RU2306652C2 RU 2306652 C2 RU2306652 C2 RU 2306652C2 RU 2005137604/09 A RU2005137604/09 A RU 2005137604/09A RU 2005137604 A RU2005137604 A RU 2005137604A RU 2306652 C2 RU2306652 C2 RU 2306652C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- filter
- output
- capacitor
- clamps
- dielectric
- Prior art date
Links
Landscapes
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области электротехники, в частности к системам электроснабжения автономных объектов, в частности космических аппаратов. Технический результат - повышение надежности работы зарядно-разрядного устройства путем обеспечения защиты цепей источника питания и аккумуляторной батареи от коротких замыканий в отдельных ячейках. Зарядно-разрядное устройство содержит первый и второй конденсаторы фильтра, первый и второй МДП-транзисторы, дроссель, причем выводы первого конденсатора фильтра предназначены для подключения источника питания и нагрузки, а выводы второго конденсатора фильтра для подключения аккумуляторной батареи, при этом устройство выполнено на «n» однотипных силовых ячейках, содержащих каждая также первый и второй МДП-транзисторы, первый и второй конденсаторы фильтра, дроссель, причем выводы первого конденсатора фильтра предназначены для подключения источника питания и нагрузки, а выводы второго конденсатора фильтра для подключения аккумуляторной батареи, в каждой из ячеек в цепи выводов первого и второго конденсаторов фильтра включены дополнительно третий и четвертый МДП-транзисторы того же типа проводимости и два датчика тока с пороговым устройством, выход первого порогового устройства соединен с входом третьего МДП-транзистора, а выход второго соединен со входом четвертого МДП-транзистора. 1 ил.
Description
Изобретение относится к области электротехники, в частности к системам электроснабжения автономных объектов, например космических аппаратов, используемых в качестве накопителей энергии аккумуляторные батареи. К таким СЭС предъявляются очень жесткие требования по надежности и ресурсу, в частности, одним из требований является обеспечение работоспособности СЭС при единичном отказе любого электроэлемента или обрыве провода.
Эта задача обычно решается введением избыточности путем выполнения силового регулирующего элемента в виде «n» параллельно включенных маломощных устройств, выполненных на однотактных схемах непосредственного преобразовании энергии с промежуточным накоплением энергии в дросселе. Современные достижения в области МДП-транзисторов и диодов Шоттки позволяют получить кпд преобразования 0,95-0,97 при минимальных массах и габаритах, а параллельное включение «n» маломощных устройств позволяет обеспечить требуемую установленную мощность зарядно-разрядного устройства (патент РФ №2165669, H02J 7/10).
Наиболее близким к заявляемому зарядно-разрядному устройству является зарядно-разрядное устройство, выполненное на однотипных ячейках, содержащих первый и второй конденсаторы фильтра, первый и второй МДП-транзисторы и диоды, сток и катод первых из которых подсоединены к первому выводу первого конденсатора фильтра, их исток и анод соединены с первым выводом дросселя и стоком и катодом вторых транзистора и диода, анод которых подсоединены ко вторым выводам первого и второго конденсаторов фильтра и общему проводу схемы второй вывод дросселя соединен с первым выводом второго конденсатора, причем выводы первого конденсатора предназначены для подключения аккумуляторной батареи, а выводы второго конденсатора - для подключения источника питания и нагрузки (П.Четти, Проектирование ключевых источников электропитания, Москва, Энергоатомиздат, 1990, стр.202-211).
Однако такое зарядно-разрядное устройство не обладает необходимой надежностью из-за невозможности резервирования всех силовых электроэлементов и конденсаторов фильтра по причине резкого увеличения массы и снижения кпд преобразования. Использование же для целей защиты цепей от коротких замыканий плавких вставок затруднительно по причине их низких рабочих напряжений (не более 36 В) в условиях глубокого вакуума и невесомости и недостаточных значений разрывного тока для коммутации мощностей порядка 500-1000 Вт.
Задачей, на решение которой направлено создание настоящего изобретения, является повышение надежности работы зарядно-разрядного устройства путем обеспечения защиты цепей источника питания и аккумуляторной батареи от коротких замыканий в отдельных ячейках.
Поставленная задача решается тем, что зарядно-разрядное устройство содержит первый и второй конденсаторы фильтра, первый и второй МДП-транзисторы, сток первого из которых подсоединен к первому выводу первого конденсатора фильтра, а исток соединен с первым выводом дросселя и стоком второго транзистора, исток которого подсоединен ко вторым выводам первого и второго конденсаторов фильтра и общему проводу схемы, второй вывод дросселя соединен с первым выводом второго конденсатора, причем выводы первого конденсатора фильтра предназначены для подключения источника питания и нагрузки, а выводы второго конденсатора фильтра для подключения аккумуляторной батареи, причем устройство выполнено на "n" однотипных силовых ячейках, содержащих первый и второй конденсаторы фильтра, первый и второй МДП-транзисторы, сток первого из которых подсоединен к первому выводу первого конденсатора фильтра, а исток соединен с первым выводом дросселя и стоком второго транзистора, исток которого подсоединен ко вторым выводам первого и второго конденсаторов фильтра и общему проводу схемы, второй вывод дросселя соединен с первым выводом второго конденсатора, причем выводы первого конденсатора фильтра предназначены для подключения источника питания и нагрузки, а выводы второго конденсатора фильтра для подключения аккумуляторной батареи, в каждой из ячеек в цепи выводов первого и второго конденсаторов фильтра включены дополнительно третий и четвертый МДП-транзисторы того же типа проводимости и два датчика тока с пороговым устройством, выход первого порогового устройства соединен с входом третьего МДП-транзистора, а выход второго соединен со входом четвертого МДП-транзистора.
На чертеже представлена схема зарядно-разрядного устройства. Устройство содержит два однотактных преобразователя, один из которых - повышающий предназначен для разряда аккумуляторной батареи от источника постоянного напряжения, а второй - понижающий предназначен для заряда аккумуляторной батареи.
Устройство в каждой из «n» ячеек содержит первый 9 и второй 10 конденсаторы фильтра, первый 5 и второй 4 МДП-транзисторы, дроссель 6, дополнительные третий 8 и четвертый 7 МДП-транзисторы того же типа проводимости и два датчика тока 11, 12 с пороговым устройством 13, 14 соответственно каждый. К устройству подключены аккумуляторная батарея 1, источник постоянного напряжения 2 и нагрузка 3.
Устройство работает следующим образом. Транзисторы коммутаторов зарядного и разрядного токов 8 и 7 в исходном состоянии постоянно открыты сигналам от пороговых устройств 13 и 14, обеспечивая протекание тока в цепях источника постоянного напряжения 2 и аккумуляторной батареи 1 в двух направлениях. Транзисторы преобразователей 5 и 4 управляются ШИМ-сигналами. Коэффициент заполнения импульсов ШИМ-сигнала у зарядного преобразователя изменяется от 0 до 1 (ШИМ 1), а у разрядного от 0 до 0,5 (ШИМ 2).
В режиме разряда на нагрузку 3 транзистор 5 постоянно закрыт, а транзистор 4 управляется сигналом ШИМ 2, образуя при этом совместно с диодом транзистора 4 и дросселем 6 повышающий разрядный преобразователь.
При повышении токов силовой ячейки в цепях источника постоянного напряжения 2 или аккумуляторной батареи 1 значений, допустимых для рабочих токов (по причине короткого замыкания в транзисторах 5, 4 или конденсаторах 9, 10 одной из ячеек), пороговые устройства 13, 14 формируют запирающие сигналы транзисторам 8 и 7, которые соответственно разрывают цепь зарядного (транзистор 5) или разрядного (транзистор 4) каналов, тем самым исключая силовую ячейку из работы зарядно-разрядного устройства.
Фактически цепь датчик тока - пороговое устройство и транзисторный коммутатор является электронным предохранителем, защищающим цепь от превышений тока и тем самым повышающим надежность устройства. Предлагаемое техническое решение защиты зарядного и разрядного каналов от превышений тока предполагается к использованию в перспективных системах электроснабжения космических аппаратов с повышенным напряжением (40-120 В).
Claims (1)
- Зарядно-разрядное устройство, содержащее первый и второй конденсаторы фильтра, первый и второй МДП-транзисторы, сток первого из которых подсоединен к первому выводу первого конденсатора фильтра, а исток соединен с первым выводом дросселя и стоком второго транзистора, исток которого подсоединен ко вторым выводам первого и второго конденсаторов фильтра и общему проводу схемы, второй вывод дросселя соединен с первым выводом второго конденсатора, причем выводы первого конденсатора фильтра предназначены для подключения источника питания и нагрузки, а выводы второго конденсатора фильтра - для подключения аккумуляторной батареи, отличающееся тем, что оно выполнено на «n» однотипных силовых ячейках, содержащих первый и второй конденсаторы фильтра, первый и второй МДП-транзисторы, сток первого из которых подсоединен к первому выводу первого конденсатора фильтра, а исток соединен с первым выводом дросселя и стоком второго транзистора, исток которого подсоединен ко вторым выводам первого и второго конденсаторов фильтра и общему проводу схемы, второй вывод дросселя соединен с первым выводом второго конденсатора, причем выводы первого конденсатора фильтра предназначены для подключения источника питания и нагрузки, а выводы второго конденсатора фильтра - для подключения аккумуляторной батареи, в каждой из ячеек в цепи выводов первого и второго конденсаторов фильтра включены дополнительно третий и четвертый МДП-транзисторы того же типа проводимости и два датчика тока с пороговым устройством, выход первого порогового устройства соединен с входом третьего МДП-транзистора, а выход второго соединен со входом четвертого МДП-транзистора.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005137604/09A RU2306652C2 (ru) | 2005-12-05 | 2005-12-05 | Зарядно-разрядное устройство |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005137604/09A RU2306652C2 (ru) | 2005-12-05 | 2005-12-05 | Зарядно-разрядное устройство |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2005137604A RU2005137604A (ru) | 2006-06-27 |
RU2306652C2 true RU2306652C2 (ru) | 2007-09-20 |
Family
ID=36714556
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005137604/09A RU2306652C2 (ru) | 2005-12-05 | 2005-12-05 | Зарядно-разрядное устройство |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2306652C2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2509401C2 (ru) * | 2008-10-07 | 2014-03-10 | Макита Корпорейшн | Зарядное устройство |
-
2005
- 2005-12-05 RU RU2005137604/09A patent/RU2306652C2/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ЧЕТТИ П. Проектирование ключевых источников электропитания. - М.: Энергоатомиздат, 1990, с.202-244. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2509401C2 (ru) * | 2008-10-07 | 2014-03-10 | Макита Корпорейшн | Зарядное устройство |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2005137604A (ru) | 2006-06-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN110290973B (zh) | 双电源*** | |
KR20060047861A (ko) | 전원 장치 및 그 전원 장치에 이용되는 제어 방법 | |
Fu et al. | A novel single-switch cascaded DC-DC converter of boost and buck-boost converters | |
US20150084424A1 (en) | Energy supply module as a two-port network, use of a separating device in such an energy supply module, and method for operating such an energy supply module | |
EP4142131B1 (en) | Multi-level direct current converter and power supply system | |
TWI519921B (zh) | 最大功率點控制器電晶體驅動電路及相關方法 | |
US8134847B2 (en) | Circuit arrangement and method for converting an alternating voltage into a rectified voltage | |
US20210249870A1 (en) | Battery control circuit, battery and unmanned aerial vehicle | |
ITVA20100043A1 (it) | Diodo di by-pass o interruttore per sorgente dc realizzato con un mosfet a bassa resistenza di conduzione e relativo circuito di controllo autoalimentato con mezzi di disabilitazione della sorgente dc in caso di incendio o altro rischio | |
RU2306652C2 (ru) | Зарядно-разрядное устройство | |
EP2672617B1 (en) | A buck converter with reverse current protection, and a photovoltaic system | |
RU2165669C1 (ru) | Зарядно-разрядное устройство | |
JP4767976B2 (ja) | 直流電源システム | |
RU2559025C2 (ru) | Автономная система электропитания на постоянном токе | |
JP2007151348A (ja) | 電池電源 | |
TWI684316B (zh) | 串聯電池開關模組及其模式切換方法及儲能系統 | |
US10840731B2 (en) | High power flash battery system and method thereof | |
RU2217853C2 (ru) | Зарядно-разрядное устройство | |
JP4323405B2 (ja) | 電源装置の制御用半導体装置 | |
RU2305310C2 (ru) | Регулятор постоянного напряжения | |
WO2018236493A1 (en) | BATTERY MANAGEMENT SYSTEM | |
RU2819360C1 (ru) | Шунтовой преобразователь электрической энергии постоянного тока для энергопреобразующих комплексов космических аппаратов | |
CN202550490U (zh) | 低损耗太阳能电池隔离保护电路 | |
RU2660443C1 (ru) | Зарядно-разрядное устройство | |
CN221042324U (zh) | 一种设置有输出端防反灌保护电路的usb充电设备 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20100617 |