РЕГУЛЯТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

РЕГУЛЯТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ


RU (11) 2305310 (13) C2

(51) МПК
G05F 1/569 (2006.01)
H02H 7/10 (2006.01)
H02H 7/20 (2006.01) 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 20.11.2007 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

Документ: В формате PDF 
(21) Заявка: 2005137602/09 
(22) Дата подачи заявки: 2005.12.05 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2005.12.05 
(43) Дата публикации заявки: 2006.06.27 
(45) Опубликовано: 2007.08.27 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: ЧЕТТИ П. Проектирование ключевых источников электропитания. - М.: Энергоатомиздат, 1990, с.202-211. RU 2056691 С1, 20.03.1996. SU 970347 A1, 30.10.1982. SU 1649625 A1, 15.05.1991. US 5986442 A, 16.11.1999. DE 19739008 C1, 08.04.1999. ЕР 0251403 A1, 06.08.1993. WO 9428474 A1, 12.08.1994. 
(72) Автор(ы): Тищенко Анатолий Константинович (RU); Лившин Геннадий Давыдович (RU); Власов Феликс Сергеевич (RU) 
(73) Патентообладатель(и): Общество с ограниченной ответственностью "Орбита" (RU); Федеральное государственное унитарное предприятие Научно-исследовательский институт "Аргон" (RU) 
Адрес для переписки: 394006, г.Воронеж, ул. Красноармейская, 54, ООО Орбита 

(54) РЕГУЛЯТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано а автономных системах электроснабжения космических аппаратов для питания потребителей от источника ограниченной мощности, например солнечной батареи. Техническим результатом является повышение надежности работы зарядно-разрядного устройства путем обеспечения защиты цепей источника питания и аккумуляторной батареи от коротких замыканий в отдельных ячейках. Регулятор постоянного напряжения содержит входные и выходные клеммы для подключения источника питания и нагрузки, МДП-транзистор, подключенный параллельно входным клеммам, конденсатор фильтра, подключенный параллельно выходным клеммам, и разделительный диод Шоттки, включенный между одноименными полюсами входных и выходных клемм. Последовательно с разделительным диодом Шоттки введен второй МДП-транзистор с драйвером управления. Дополнительно введено пороговое устройство, вход которого подключен параллельно разделительному диоду Шоттки, а выход - к управляемому входу драйвера управления. 1 ил. 




ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано а автономных системах электроснабжения космических аппаратов для питания потребителей от источника ограниченной мощности, например солнечной батареи.

Известен регулятор постоянного напряжения, содержащий входные и выходные клеммы, транзистор, подключенный параллельно входным клеммам, конденсатор фильтра, подключенный параллельно выходным клеммам, и разделительный диод, включенный между одноименными полюсами входных и выходных клемм (П.Четти. Проектирование ключевых источников электропитания. Москва: Энергоатомиздат, 1990, стр.202-211).

Недостатком известного технического решения является его низкая надежность, обусловленная возможностью выхода регулятора из строя при коротких замыканиях в регулирующих силовых элементах.

В практике космических технологий для повышения надежности и ресурса регуляторов напряжения используется резервирование регулирующих силовых элементов путем параллельно-последовательного включения. В настоящее время для этих целей используются современные диоды Шоттки и МДП-транзисторы. Однако диоды Шоттки при резервировании обладают в статическом режиме довольно значительными потерями, что для космической энергетики имеет принципиальное значение. В рассматриваемых регуляторах постоянного напряжения возможна простая замена диодов Шоттки на МДП-транзисторы, но при этом усложняется схема управления регулятором и значительно (особенно для высоких напряжений 60...120 В) увеличиваются динамические потери в МДП-транзисторах (в 2-3 раза). Это связано с тем, что диоды у МДП-транзисторов по своей технологии изготовления имеют большее время восстановления, чем диоды Шоттки.

Задачей настоящего изобретения является повышение надежности регулятора постоянного напряжения.

Поставленная задача решается тем, что в регуляторе постоянного напряжения, содержащем входные и выходные клеммы для подключения источника питания и нагрузки, МДП-транзистор, подключенный параллельно входным клеммам, конденсатор фильтра, подключенный параллельно выходным клеммам, и разделительный диод Шоттки, включенный между одноименными полюсами входных и выходных клемм, последовательно с указанным диодом Шоттки введены дополнительно второй МДП-транзистор с драйвером управления и пороговое устройство, вход которого подключен параллельно разделительному диоду Шоттки, а выход - к управляемому входу драйвера управления.

На чертеже представлена схема регулятора постоянного напряжения, который содержит входные 1 и 1', выходные 2 и 2' клеммы, первый 3 и второй 4 МДП-транзисторы, разделительный диод Шоттки 5, конденсатор фильтра 6, пороговое устройство 7, драйвер управления 8 второго МДП-транзистора.

Регулятор постоянного напряжения является регулятором параллельного типа и работает следующим образом. При подключении ко входным клеммам 1 и 1' источника постоянного напряжения с полярностью, показанной на чертеже, конденсатор фильтра 6 и нагрузка, подключенные к выходным клеммам 2 и 2', получают питание через последовательные диод МДП-транзистора 4 и диод Шоттки 5. Поскольку источник постоянного напряжения является источником ограниченной мощности, напряжение на конденсаторах фильтра будет плавно нарастать и при достижении номинального напряжения ШИМ-модулятор сформирует импульсы отпирания для МДП-транзистора 3, который, открываясь и закрываясь, будет поддерживать номинальное напряжение на нагрузке.

Пороговое устройство 7, получив по входу напряжение с диода 5, формирует отпирающий сигнал на вход драйвера 8, который открывает второй МДП-транзистор 4.

Открытый переход МДП-транзистора 4 шунтирует свой собственный диод, обеспечивая незначительное падение напряжения в цепи МДП-транзистора 4. Это падение напряжения на порядок меньше падения напряжения на диоде Шоттки 5, что практически не скажется на кпд преобразования регулятора.

При неисправности разделительного диода 5 (в виде короткого замыкания) напряжение на входе порогового устройства 7 отсутствует и пороговое устройство 7 снимает отпирающий сигнал со входа драйвера 8 и МДП-транзистор 4 закрывается. В этом режиме в качестве развязывающего диода выступает внутренний диод МДП-транзистора 4, обеспечивающий работоспособность регулятора. Защита от обрыва диода 5 в таких регуляторах обычно обеспечивается дополнительным параллельным включением диода и транзистора.

Предлагаемое техническое решение регулятора предполагается к использованию в перспективных системах электроснабжения космических аппаратов с повышенным напряжением (40-120 В) и ресурсом работы 15-25 лет.




ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


Регулятор постоянного напряжения, содержащий входные и выходные клеммы для подключения источника питания и нагрузки, МДП-транзистор, подключенный параллельно входным клеммам, конденсатор фильтра, подключенный параллельно выходным клеммам, и разделительный диод Шоттки, включенный между одноименными полюсами входных и выходных клемм, отличающийся тем, что введены дополнительно пороговое устройство, второй МДП-транзистор с драйвером управления последовательно с разделительным диодом Шоттки, вход порогового устройства подключен параллельно разделительному диоду Шоттки, а выход - к управляемому входу драйвера управления.






ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКЕ:
Гелиоэнергетика - Солнечные электростанции, Солнечные батареи. Солнечные коллекторы;
Ветроэнергетика - Ветроэнергетические установки. Ветродвигатели;
Волновые электростанции. Гидроэлектростанции;
Термоэлектрические источники тока;
Химические источники тока;
Нетрадиционные устройства и способы получения, преобразования и передачи ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ;
Устройства и способы экономии и сохранения электроэнергии;
Генераторы постоянного электрического тока. Электрические машины.



Устройства и способы получения, преобразования, передачи, экономии и сохранения электрической энергии




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+электрический -генератор".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "генератор" будут найдены слова "генераторы", "ренераторов" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("генератор!").


Солнечные электростанции. Гелиоэнергетика | Ветроэнергетические установки. Ветродвигатели. Ветрогенераторы | Волновые, геотермальные и гидроэлектростанции | Термоэлектрические источники тока | Химические источники тока. Накопители электроэнергии. Батареи и аккумуляторы | Нетрадиционные устройства и способы получения, преобразования и передачи электрической энергии | Устройства и способы экономии и сохранения электроэнергии | Генераторы постоянного и переменного электрического тока. Электрические машины


Рейтинг@Mail.ru