СИСТЕМА ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ ДЛЯ ЭЛЕКТРОТЕРМОТРЕНИРОВКИ ВТОРИЧНЫХ ИСТОЧНИКОВ ПИТАНИЯ С ПОВЫШЕННОЙ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬЮ

Устройство электропитания для электротермотренировки вторичных источников питания с повышенной производительностью.
Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована при серийном производстве вторичных источников питания.
Устройства электропитания используются на этапе проведении испытаний вторичных источников питания, обеспечивая электроэнергией требуемого качества электропрогоны, электротермотренировки, испытания на безотказность вторичных источников питания, что позволяет выявить потенциально ненадежные элементы и недостатки конструкции.
Наиболее близким по технической сущности и решаемой технической задаче является устройство для испытаний вторичных источников электропитания, содержащее первичный источник питания, к выходу которого подключается испытываемый вторичный источник питания, выход которого подключается к нагрузке [1]. Его функциональная схема показана на фиг. 1. Незадействованные в схеме управляющие и информационные выводы вторичного источника питания не показаны.
Общими признаками предлагаемого технического решения и прототипа являются первичный источник питания, на выход которого подключается испытываемый вторичный источник питания, нагрузка, к которой подключается выход испытываемого вторичного источника питания.
Н
ВИП
Устройство для испытаний вторичных источников электропитания работает следующим образом. При включении первичного источника питания (ПИП) 1 на его выходе появляется напряжение, запускается испытываемый вторичный источник питания (ВИП) 2. Уровень выходной мощности ВИП устанавливается величиной нагрузки (Н) 3. Если на Н 3 выделяется мощность Р и ВИП 2 имеет коэффициент полезного действия η, то от ПИП 1 потребляется мощность
ПИП1
Н/
ВИП
Р=Рη.
Кроме того, во время электротермоиспытаний внешним нагревателем устанавливается и поддерживается заданная температура корпуса ВИП. Необходимо отметить, что мощность, выделяемая ВИП, повышает температуру его отдельных узлов сверх установленной температуры корпуса, причем тем больше, чем больше выходная мощность и меньше КПД ВИП.
К недостатку указанного технического решения относится низкая производительность устройства электропитания.
Технической задачей предлагаемой полезной модели является повышение производительности устройства электропитания. Для этого предлагается использовать вывод управления включением испытываемого ВИП.
Поставленная техническая задача решается тем, что предлагается устройство электропитания для электротермотренировки вторичных источников питания с повышенной производительностью, содержащее первичный источник питания, выход которого подключается к входам испытываемых вторичных источников питания, нагрузку, подключаемую к выходам испытываемых вторичных источников питания, и коммутатор, каждый выход которого подключается к входу управления включением соответствующего испытываемого вторичного источника питания.
Введение в устройства дополнительных элементов и неочевидных связей позволили значительно увеличить количество одновременно испытуемых ВИП без увеличения выходной мощности ПИП и проводить испытания сразу в нескольких режимах, что увеличивает производительность устройства электропитания и расширяет его функциональные возможности.
Заявитель не обнаружил технических решений, имеющих сходные признаки с признаками, отличающими заявляемое решение от прототипа, а следовательно, предлагаемое техническое решение обладает существенными отличиями.
Предлагаемое устройство изготавливается из стандартных узлов, которые серийно выпускаются промышленностью. Оно собирается типовыми монтажными операциями с помощью стандартного оборудования, что особенно важно при серийном производстве. Поэтому предлагаемое устройство удовлетворяет критерию промышленной применимости.
На фиг. 2 приведена функциональная схема устройства электропитания для электротермотренировки вторичных источников питания с повышенной производительностью. Предлагаемое устройство электропитания содержит первичный источник питания 1, нагрузку 3 и коммутатор 4. Подключаемые для испытаний N вторичных источников питания имеют номера 2.1-2.N.
В предлагаемой системе электропитания для электротермотренировки вторичных источников питания с повышенной производительностью выход первичного источника питания 1 соединен с входами N испытываемых вторичных источников питания с номерами 2.1-2.N, выходы которых подключены к нагрузке 3. Каждый из N выходов коммутатора 4 подключен к входу управления включением соответствующего ВИП.
Работа предлагаемой системы электропитания для электротермотренировки вторичных источников питания с повышенной производительностью происходит следующим образом. При включении ПИП 1 на входы ВИП с номерами 2.1-2.N поступает напряжение и они включаются в режим «горячего ожидания». Одновременно включается коммутатор 4, на выходах которого вырабатывается последовательность импульсов, показанная на фиг. 3. При этом из всех ВИП включится тот, на входе управления включением которого присутствует сигнал включения (например, логическая единица, как показано на фиг. 3). Одновременно с этим внешним нагревателем устанавливается и поддерживается заданная температура корпусов всех ВИП.
И
П
H
П
Длительность импульса t коммутатора 4 устанавливается такой, чтобы за это время успел закончиться переходной процесс установления выходного напряжения включаемого ВИП и система контроля произвела необходимые измерения параметров выходного напряжения. Длительность паузы t устанавливается такой, чтобы после снятия сигнала с входа управления включением ВИП выходное напряжение успевало уменьшиться до 0. На практике t=1…2 с, t=0…0,1 с. Количество одновременно испытуемых ВИП зависит от их возможности запускаться на емкостную нагрузку (суммарная емкость выходных сглаживающих фильтров соседних ВИП) и составляет N=5-8.
ПИП2
Суммарная мощность Р, потребляемая испытываемыми вторичными источниками питания от ПИП, составляет
ПИП2
И
И
П
H
ВИП
Р=t/(t+t)×P/η
ПИП2
ПИП1
Очевидно, что Р≤Р. Это означает, что для предлагаемого устройства электропитания не требуется ПИП большей мощности, однако при этом одновременно проходят испытания несколько ВИП.
При проведении электротермопрогона в предлагаемом устройстве электропитания ВИП работают циклически в трех режимах:
- в режиме «горячего ожидания», при котором на входах и выходах ВИП присутствуют их рабочие напряжения;
- в режиме «запуск/выключение», причем запуск осуществляется на увеличенную емкостную нагрузку (выходные емкостные сглаживающие фильтры остальных N-1 ВИП), что является энергетически более напряженным режимом, чем работа в установившемся режиме, как это происходит в прототипе;
- в установившемся режиме работы, как в прототипе.
Комплексное воздействие на ВИП трех режимов работы повышает испытательные возможности предлагаемого устройства электропитания, что расширяет его функциональные возможности.
И
П
И
Очевидно также, что испытуемые ВИП имеют перегрев внутренних тепловыделяющих элементов в N×(t+t)/t раз меньше, чем в устройстве электропитания прототипа, он составляет всего несколько градусов относительно температуры корпуса. А это означает, что в предлагаемом устройстве электропитания значительно повышается точность поддержания температуры различных узлов ВИП во время испытаний.
Источники, используемые при написании заявки
1. Патент РФ на полезную модель №129263. Устройство для испытания вторичных источников электропитания.