Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение предназначено для пошагового понижения ввода энергии постоянного тока с целью вывода энергии постоянного тока меньшего напряжения. Технический результат изобретения заключается в повышении надежности путем обеспечения оптимального теплоотвода образуемого тепла. Преобразователь включает регулирующий блок и последовательно соединенный с ним входной резистор. В процессе эксплуатации резистор отделяется от регулирующего блока и устанавливается на корпусе элемента оборудования, чтобы образующееся в нем тепло передавалось оборудованию и не мешало работе регулирующего блока. Регулирующий блок использует схему линейного преобразования, которая образует стабильный выход (постоянного тока), но в противоположность обычным преобразователям постоянного тока - постоянный ток по существу не генерирует поля электромагнитного рассеяния. 6 з.п. ф-лы, 11 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2172551
Класс(ы) патента: H02M3/00, G05F1/56
Номер заявки: 97114145/09
Дата подачи заявки: 09.01.1996
Дата публикации: 20.08.2001
Заявитель(и): АУТОТРОНИКС ИНЖИНИРИНГ ИНТЕРНЭШНЛ ЛИМИТЕД (VG)
Автор(ы): ПАРКЕР Кит Филип (GB)
Патентообладатель(и): АУТОТРОНИКС ИНЖИНИРИНГ ИНТЕРНЭШНЛ ЛИМИТЕД (VG)
Описание изобретения: Настоящее изобретение относится к изделию из ряда электрических приборов, а в более узком смысле относится к устройству преобразования напряжения источника питания постоянного тока.
В последние годы появился широкий диапазон электронных вспомогательных устройств для автотранспортных средств, моторных лодок и других крупных единиц оборудования. Среди этих электрических вспомогательных устройств следует выделить осветительное оборудование, нагревательные блоки и самое последнее достижение - это конечно все усложняющееся телекоммуникационное оборудование. Вместо того, чтобы довольствоваться своим собственным источником электротока, многие вспомогательные устройства предназначены для отбора энергии у источника питания в виде аккумуляторной батареи более крупных единиц оборудования и именно поэтому они конструируются с расчетом быть совместимыми с аккумуляторными батареями напряжением 12 вольт, которые в настоящее время являются стандартным оборудованием автотранспортных средств. Фактически оптимальным входным напряжением многих электронных вспомогательных устройств является напряжение в 13,8 вольта.
К сожалению, наблюдается значительный разнобой в формате питания постоянным током, который используется в промышленности, военном деле, коммерции, авиации, на морском транспорте и в некоторых других областях. Например, на крупных автотранспортных средствах требуется передача электроэнергии по кабелю на сравнительно большие расстояния да плюс возросшее количество устройств, которые используют постоянный ток.
Так, например, если электропитание постоянным током удваивается по напряжению с номинальных 12 вольт до номинальных 24 вольт, то в этом случае вдвое уменьшается потребление электроэнергии, хотя общее количество имеющейся электроэнергии остается неизменным.
Например, большие коммерческие или тяжелые автотранспортные средства обычно используют более высокий формат напряжения постоянного тока по сравнению со средним номиналом в 24 вольта.
Именно поэтому появилась потребность в преобразователях, способных принимать отдаваемую мощность этих более высоких форматов напряжения постоянного тока и выдавать ток электрическим вспомогательным устройствам в приемлемом для них формате в 12 вольт, другими словами, есть потребность в преобразователе, который способен обеспечить постоянное питание в 13,8 вольта от различных источников питания с напряжением между 23,3 и 27,6 вольта.
Следует иметь в виду, что в некоторых ситуациях такой преобразователь должен будет обеспечить подачу электроэнергии в несколько ватт, в десяти ватт или даже в сотни ватт и что в связи с этим могут возникнуть проблемы, которые не имеют аналогов в системах преобразования микроэлектронной энергии. Например, в патенте США N 4827205 описывается расположенный на чипе источник напряжения в 10 вольт, в котором ток подается через резистор, который ограничивает подачу мощности порядка нескольких милливатт. В данном контексте эффективность преобразования не имеет значения, а образование тепла не вызывает каких-либо серьезных проблем. Более раннее поколение преобразователей мощности постоянного тока, которое неправильно называют "Дропперами" ("Droppers") основывалось на использовании линейных преобразователей, которые по сути являются устройствами, которые пошагово уменьшают и регулируют подачу напряжения, используя для этого главным образом транзисторную технологию. Однако было понятно, что подобные устройства выполняют свою функцию с явно неприемлемым низким уровнем КПД преобразования мощности. Более того, не было ни одной конструкции линейного преобразователя, который мог обеспечить подачу выходного напряжения с достаточной стабильностью, особенного тогда, когда максимальная нагрузка электротока на выходе увеличивалась до какой-то значительной степени.
Многие устройства, используемые в качестве вспомогательных средств в автомобильном транспорте, на моторных лодках, в авиационной промышленности или в других областях, предусматривают обязательное использование достаточно сглаженного и стабильного напряжения постоянного тока.
Именно поэтому последние достижения в преобразователях мощности постоянного тока были сконцентрированы на методах преобразования мощности постоянного тока, в соответствии с которыми подача постоянного тока обеспечивала питание колебательного контура, который часто располагался под приборной панелью грузового автомобиля, для генерирования колебательного напряжения через клеммы понижающего трансформатора. Выходное напряжение этого трансформатора выпрямляется, выравнивается и регулируется с тем, чтобы обеспечить желаемую подачу обычно номиналом 12 вольт.
Удивительно то, что постепенное совершенствование этого метода имело своим конечным результатом появление устройств с КПД до 75%, подобные устройства нашли самое широкое практическое применение.
Однако автор настоящего изобретения установил, что преобразователи мощности на основе колебания имеют по меньшей мере два серьезных недостатка.
Первый недостаток многих основанных на режиме переключения (колебания) преобразователей заключается в том, что их схема слишком восприимчива к повреждению теплом, которое образуется внутри самих преобразователей, когда последние эксплуатируются неправильно, например в случае прямого электрического соединения выходных клемм преобразователей. В процессе эксплуатации преобразователей операторы имеют тенденцию заменять любые плавкие предохранители (или предохранители, поставляемые вместе с преобразователем) неправильными предохранительными или, что еще хуже, вообще обходятся без них.
Это приводит к опасности возникновения пожара.
Во-вторых, такие преобразователи образуют свою естественную мощную электромагнитную радиацию, которую часто называют радиочастотной интерференцией, которая часто излучается способом, который воздействует на электрическое, электронное, а чаще на коммуникационное оборудование в пределах локальной области преобразователя.
Этот недостаток имеет широкое распространение и хотя многие заявленные устройства имеют в пределах своей конструкции соответствующие фильтрующие средства, однако эта проблема носит постоянный характер.
Эта проблема потенциально более опасна тогда, когда радиация облучает пользователей устройств и/или коммуникационного оборудования, полностью удаленного и не прикрепленного и не соединенного с преобразователем, установленным на автотранспортном средстве или на другом каком-либо оборудовании.
Во многих случаях пользователь преобразователя просто не знает, что это устройство может подвергаться интерференции и со стороны внешних источников.
Краткое изложение сути изобретения
Настоящее изобретение, которое предназначено, между прочим, для использования на частных, коммерческих и военных автотранспортных средствах, на частных, военных и коммерческих морских судах или на небольших лодках, в авиационной промышленности, в промышленности вообще и на некоторых элементах оборудования, направлено на положительное решение проблем электромагнитной радиации и/или перегрузочных состояний даже в случае возможного наличия внешней защиты по отношению к максимальным рабочим токам плавкого предохранителя.
В наиболее общем смысле настоящее изобретение предполагает создание преобразователя, первая часть которого будет регулировать преобразование напряжения постоянного тока, а вторая часть, находящаяся на некотором расстоянии от первой, предназначена для безопасного возможного образования в ней тепла.
Следовательно, по первому аспекту изобретение предусматривает создание преобразователя для источника питания постоянным током, имеющим средство входного сопротивления в последовательном соединении со схемой регулирования постоянного тока, выходное напряжение которой должно быть меньше входного напряжения преобразователя, причем средство сопротивления можно расположить на некотором расстоянии от схемы регулирования.
По второму аспекту изобретение предусматривает создание преобразователя для источника питания постоянным током, содержащего средство входного сопротивления, последовательно соединенное со схемой регулирования постоянного тока, выходное напряжение которой должно быть меньше входного напряжения преобразователя, причем средство сопротивления и схема регулирования располагаются в соответствующих различных корпусах.
По третьему аспекту изобретение предусматривает создание преобразователя для источника питания постоянным током, содержащего средство входного сопротивления, последовательно соединенного со схемой регулирования постоянного тока, выходное напряжение которой должно быть меньше входного напряжения преобразователя, причем средство сопротивления и схема регулирования адаптированы для установки в соответствующих различных местах на какой-то единице оборудования.
Преобразователь по любому аспекту настоящего изобретения предпочтительно способен поставлять электроэнергию как минимум в один ватт, а более предпочтительно электроэнергию вплоть до нескольких десятков или сотен ватт.
Резистор средства входного сопротивления будет обычно иметь значение не более 10 Ом, а лучше от 0,1 до 5 Ом, а еще лучше от 0,5 до 1,5 Ом.
Предполагается, что в процессе использования преобразователь будет соединен с источником питания в виде аккумуляторной батареи какого-то большого элемента оборудования, например грузового автомобиля, и что средство сопротивления будет установлено на корпусе этого оборудования, например на шасси грузового автомобиля, чтобы тепло могло рассеиваться по корпусу, удаленному от схемы регулирования.
Хотя схема регулирования может использовать колебание, однако предпочтительнее будет использовать линейные преобразователи, чтобы в выходном источнике питания по существу не возникало электрических помех. В этом случае можно легко преодолеть отмеченные выше недостатки линейных преобразователей или по меньшей мере значительно смягчить их, поскольку схему регулирования можно расположить таким образом, чтобы в процессе эксплуатации большая часть, например как минимум 60%, а лучше как минимум 70% генерируемого преобразователем напряжения тепла приходилась на средство сопротивления, которое будет располагаться на относительно большом расстоянии от схемы регулирования. Подобное расположение значительно уменьшает требование относительно того, чтобы схема выполняла преобразование мощности с высоким КПД, поскольку в точке расположения самой схемы регулирования образуется меньшее количество тепла, а следовательно точку расположения схемы регулирования можно будет выбрать с таким расчетом, чтобы оптимизировать регулировку и стабильность выхода независимо от полученного на выходе тока. Для этого типа практического использования не имеет большого значения общая эффективность преобразования мощности, поскольку как мощность тока питания, так и электрическая емкость аккумуляторной батареи будут очень большими в указанной области применения.
Является также предпочтительным выбирать место расположения схемы регулирования с таким расчетом, чтобы схема ограничивала ток, который может выходить из преобразователя, например за счет ограничения выходного тока до уровня, который будет ниже верхнего критического предела, или просто посредством прекращения подачи выходного напряжения после того, как преобразователь обнаруживает какую-то неисправность или сбой в отводимом из преобразователя токе, т. е. использовать способ, который называют "fold back" (дословно "загибать назад"). Предпочтительно добиваться этого независимо от наличия или отсутствия прерывателей, например плавких предохранителей или автоматических выключателей, которые можно потрогать.
Является предпочтительным, чтобы средство сопротивления было адаптировано для установки на корпусе большого элемента оборудования таким образом, чтобы между ними образовывалась хорошая теплопроводность, благодаря чему можно будет быстро отводить образуемое внутри средства сопротивления тепло. Является также предпочтительным устанавливать схему регулирования на теплоотводе, образованном с большой площадью поверхности, чтобы повысить его способность передавать образуемое схемой регулирования тепло в окружающий воздух, например конвекционным способом.
Является предпочтительным, чтобы в случае совместного использования со схемой регулирования теплоотвод имел большую площадь поверхности и продольную симметрию. Теплоотвод можно установить так, чтобы его продольная ось была вертикальной, чтобы в случае его нагревания вдоль теплоотвода образовывался вертикальный поток воздуха, благодаря чему повышается способность теплоотвода передавать в атмосферу образуемое схемой регулирования тепло.
Схему регулирования рекомендуется выбирать так, чтобы после превышения температурой схемы заданного значения она прекращала передачу энергии. Это "тепловое выключение" является полезным предохранительным средством, даже в комбинации с описанным выше способом "fold back", поскольку условия, которые запускают "fold back", совсем не обязательно появляются сразу же после появления сбоя или ошибки. Кроме того, существует возможность иметь перегрев без электрической перегрузки, например если схема регулирования располагается в зоне, слишком теплой для удовлетворительной работы теплоотвода.
Краткое описание чертежей
Дополнительные цели и преимущества настоящего изобретения станут более очевидными из нижеследующего детального описания предпочтительных приводимых в качестве примера вариантов с ссылками на сопровождающие описание чертежи, на которых:
Фиг. 1 изображает принципиальную схему первого варианта преобразователя постоянного тока согласно изобретению.
Фиг. 2 изображает принципиальную схему второго варианта преобразователя постоянного тока.
Фиг. 3 изображает принципиальную схему третьего варианта преобразователя постоянного тока.
Фиг. 4 изображает принципиальную схему четвертого варианта преобразователя постоянного тока.
Фиг. 5 изображает принципиальную схему пятого варианта преобразователя постоянного тока.
Фиг. 6 изображает взаимосвязь между температурой теплоотвода третьего и пятого вариантов преобразователя постоянного тока и силой выходного тока.
Фиг. 7 изображает вид с торца теплоотвода, приемлемого для использования в настоящем изобретении.
Фиг. 8 изображает разрез схемы регулирования согласно настоящему изобретению, которая входит в показанный на фиг. 7 теплоотвод.
Фиг. 9 изображает перспективный вид показанного на фиг. 7 теплоотвода.
Фиг. 10 изображает перспективный вид блока сопротивления для использования в преобразователе согласно настоящему изобретению.
Фиг. 11 изображает установку преобразователя постоянного тока согласно изобретению.
Сперва обратимся к фиг. 1, где ясно видно, что первый вариант преобразователя постоянного тока согласно настоящему изобретению имеет входные клеммы 1, 2 для соединения соответственно с клеммами внешней аккумуляторной батареи элемента оборудования, например, аккумуляторной батареи грузовой автомашины на 24 В. Схема регулирования установлена внутри регулирующего блока 3, который имеет входные клеммы 8, 10 для приема электроэнергии и выходные клеммы 5, 6 для соединения с вводами мощности электронных вспомогательных устройств. Преобразователь пошагово понижает напряжение постоянного тока от аккумуляторной батареи с таким расчетом, чтобы напряжение между его входными клеммами 1, 2 было, например, в два раза больше напряжения между выходными клеммами 5, 6. В последовательном соединении с регулирующим блоком 3 и между клеммами аккумуляторной батареи 1, 2 находится блок сопротивления 4, содержащий резистор R1 и плавкий предохранитель FS1.
Блок сопротивления 4 соединен с регулирующим блоком 3 посредством кабеля 9, длина которого равна как минимум нескольким сантиметрам, а лучше нескольким метрам, чтобы блок сопротивления 4 можно было установить на большом расстоянии от регулирующего блока. Блок сопротивления 4 предназначен для установки на массивной части оборудования, например на шасси грузового автомобиля, чтобы образуемое им тепло передавалось на шасси. Регулирующий блок 3 располагается в любой точке грузового автомобиля, например, либо на шасси, либо под приборной панелью грузового автомобиля, он обеспечивает хороший теплоотвод для передачи образуемого регулирующим блоком 3 тепла в окружающую среду.
Внутри регулирующего блока 3 электроток делится поровну между резисторами R2, R3, R4, R5 и R6, причем все сопротивления имели тот же порядок величины, что и сопротивление R1 (но не обязательно такое же). Напряжение между выходными клеммами 5 и 6 поддерживалось на уровне 12 вольт с помощью 5 интегральных схем (1C) (1C1-1C5) регуляторов, режим работы которых регулируется резисторами R7 и R8 и конденсаторами C1, C2 и C3. Благодаря этому с помощью стандартных компонентов можно было поддерживать силу выходного тока вплоть до 15 ампер, что значительно выше выхода тока обычных преобразователей.
Является предпочтительным выбирать 1C1 и 1C5 регуляторы с таким расчетом, чтобы регулирующий блок 3 прерывал подачу энергии после достижения регуляторами заданной температуры. Например, в качестве регуляторов могли выступать интегральные схемы КА350, которые обладали именно этим свойством.
По одному из вариантов выбора параметров компонентов, которые обеспечивали правильное преобразование напряжения в 24 вольта в напряжение в 12 вольт, R1 имело значение 0,5 Ома, тогда как каждый из резисторов R2-R6 имел сопротивление в 0,015 Ома, C1 был представлен электролитическим конденсатором на 1000 мкФ/35 вольт, а C2 был представлен электролитическим конденсатором на 100 мкФ/16 вольт, 1C1-1C5 могли быть представлены регуляторами на 8 вольт/3 ампера и в этом конкретном случае резисторы R7 и R8 имели значения 220 Ом и 150 Ом соответственно. С другой стороны, 1C1-1C5 могли быть представлены регуляторами на 5 вольт/3 ампера и уже в этом случае R7 и R8 имели значения в 500 и 860 Ом соответственно. В альтернативных вариантах 1C1-1C5 являются регуляторами на 12 вольт, а напряжение выхода схемы можно довести до 13,8 вольта посредством выбора R7 и R8 с параметром в 480 и 72 Ома соответственно. C3 является электролитическим конденсатором в 220 мкФ/16 вольт.
По этому варианту изобретения FS1 и FS2 являются ножевыми плавкими предохранителями, имеющими мощность в 25 ампер и 15 ампер соответственно, FS3, FS4 и FS5 являются дополнительными тремя ножевыми плавкими предохранителями, общая мощность которых не превышает 15 ампер, обычно каждый из них имеет мощность в 5 ампер.
На фиг. 2 изображен второй вариант изобретения, который является модифицированной версией первого варианта. Этот второй вариант является более предпочтительным перед первым вариантом, поскольку он дешевле и проще в изготовлении. Он рассчитан на вывод 5 ампер и будет автоматически прекращать подачу электроэнергии в случаях электрической перегрузки или перегрева. Затем преобразователь будет автоматически возобновлять нормальное функционирование после устранения ошибочного состояния или понижения температуры до допустимого уровня.
Согласно этому варианту блок сопротивления 4 на стороне ввода отдален от регулирующего блока 3 с помощью мультикабельного провода 9', включающего в себя гнездо соединителя и штекер 9''.
Ниже приводится расшифровка условных обозначений компонентов рассматриваемой схемы:
1C6, 1C7 - регуляторы на интегральной схеме типа L М350;
C4 - электролитический конденсатор на 47 мкФ/35 В;
C5, C6 - электролитический конденсатор на 100 мкФ/16 В;
D1 - диод 1N4001;
R1' - проволочный резистор на 1,5 Ом;
R9 - проволочный резистор на 120 Ом;
R10 - проволочный резистор на 1,2 кОм.
На фиг. 3 показан третий вариант изобретения, использующий блок сопротивления 4, эквивалентный блоку сопротивления по первому варианту, но использующий иную схему регулирования, в которой электрический ток проходит в основном через резистор R2. Ниже приводится краткая спецификация используемых в этой схеме компонентов.
TR1 - р-n-р-транзистор (ТОЗ) MJ15004
TR2 - р-n-р-транзистор (ТO220) BD744
1C8 - регулятор на интегральной схеме типа L 7808CР
C4 - электролитический конденсатор на 2200 мкФ/16 вольт
R1- - проволочный резистор, 0,5 Ом/100 ватт
R11 - проволочный резистор, 0,05 Ом/25 ватт
R12 - металлопленочный резистор, 220 Ом/1 ватт
R13 - проволочный резистор, 3,3 Ом/2,5 ватт
R14 - металлопленочный резистор, 150 Ом/1 ватт
C7 - электролитический конденсатор на 1000 мкФ/35 вольт
C8 - электролитический конденсатор на 1 мкФ/35 вольт
C9 - электролитический конденсатор на 1000 мкФ/35 вольт
C10 - электролитический конденсатор на 2000 мкФ/16 вольт.
Для специалистов в данной области совершенно очевидно, что приведенный выше выбор 1C8 означает, что схема прерывает подачу напряжения после того, как ее температура достигает заданного уровня. Следовательно, при этой температуре происходит тепловое отключение.
На фиг. 4 изображен четвертый вариант изобретения, который является модификацией третьего варианта. Четвертый вариант предпочтительнее третьего варианта, поскольку он дешевле и проще в изготовлении. Он предназначен для вывода тока максимально в 15 ампер.
Как и во втором варианте, регулирующий блок 3 через блок сопротивления 4 соединен с вводом и выводом через провод 9' и блок гнезда и штекера 9''.
Ниже приводится краткая спецификация и расшифровка компонентов этой схемы:
D2 - диод типа 1N4001
1C9 - интегральная схема типа LM350
TR3 - транзистор типа MJE 15004
TR4 - транзистор типа BD 744C
ZD1 - стабилитрон типа 1N5355B
C11 - электролитический конденсатор на 47 мкФ/35 В
C12, C13 - электролитический конденсатор на 100 мкФ/16 В
C14 - электролитический конденсатор на 0,47 мкФ/63 В
R1 - проволочный резистор 0,5 Ом
R15 - проволочный резистор 120 Ом
R16 - проволочный резистор 1,2 кОм
R17 a-d - каждый на 27 Ом
R18 - проволочный резистор 0,05 Ом
В показанном на фиг. 5 варианте ток вновь проходит главным образом к выходным клеммам 5, 6 через резистор R19. Напряжение регулируется с помощью интегральной схемы 1C9, которая представляет собой регулятор типа L123CТ. Этот преобразователь имеет ту особенность, что если в схеме довольно серьезное колебание тока, которое может возникать, например, тогда, когда выходные клеммы схемы соединяются вместе, 1C9 понижает выходное напряжение до тех пор, пока не произойдет установка в исходное положение, этот метод ограничения тока известен как метод "fold back".
Ниже приводится краткая спецификация и расшифровка компонентов этой схемы:
ТR4 - р-n-р-транзистор (ТОЗ) 2N3771
TR5 - р-n-р-транзистор (ТO220) ВD743C
1C10 - регулятор на интегральной схеме типа L123CT
C15 - электролитический конденсатор на 1000 мкФ/35 вольт
C16 - электролитический конденсатор на 10 мкФ/16 вольт
C17 - электролитический конденсатор на 2200 мкФ/16 вольт
C18 - электролитический конденсатор на 4,7 мкФ/35 вольт
C19 - керамический конденсатор на 470 мкФ/100 вольт
R1 - проволочный резистор на 0,5 Ом/100 ватт
R19 - проволочный резистор на 0,05 Ом/25 ватт
R20 - металлопленочный резистор на 6,8 кОм/0,25 ватт
R21 - металлопленочный резистор на 3,6 кОм/0,25 ватт
R22 - металлопленочный резистор на 7,5 кОм/0,25 ватт.
Остальные компоненты имеют те же значения, что и соответствующие компоненты по третьему варианту преобразователя напряжения.
На фиг. 6 показаны кривые зависимости между температурой теплоотвода и силой тока, отводимого от выхода, показанного на фиг. 3 или 5 преобразователя напряжения. Две кривые представляют соответственно два случая, когда ввод в преобразователь напряжения равен 23,3 вольт (самое низкое напряжение, обычно подаваемое аккумуляторной батареей грузового автомобиля) и 27,6 вольт (которое может быть получено в момент зарядки аккумуляторной батареи). В идеале преобразователь работает в диапазоне силы тока между этими двумя кривыми.
Было установлено, что первый, третий и пятый варианты изобретения соблюдают следующую спецификацию:
напряжение на выходе: 13,8 вольт постоянного тока
сила тока на выходе: от 0 до 15 ампер
напряжение на входе: от 23,3 до 27,6 вольт постоянного тока
максимальное перенапряжение на выходе: 35 вольт постоянного тока, кратковременное неправильное электропитание автомобиля
защита от перегрузки по току: ограничитель тока на 15 ампер типа 2 (также тип 1), возврат (fold back) тока на 15 ампер тип 3
диапазон рабочей температуры: выше чем от -40oC до +40oC.*
* При температуре теплоотвода +40oC будет 86oC/15 ампер.
Cогласно второму и четвертому вариантам подается вплоть до пяти и пятнадцати ампер, соответственно, или максимальная мощность будет равна 60 или 180 ватт соответственно.
На фиг. 7 изображен вид с торца теплоотвода 14, приемлемого для использования в качестве теплоотвода для регулирующего блока. Теплоотвод 14 пригоден в виде алюминиевого экструдированного профиля. Он имеет продольную симметрию и должен устанавливаться так, чтобы его продольная ось была вертикальной, чтобы максимально рассеять методом конвенции тепло.
На фиг. 8 изображен способ возможной установки схемы регулятора в показанном на фиг. 7 теплоотводе 14 с целью образования блока теплоотвода. Компоненты 17 схемы регулирования, соединенные печатной платой 19, установлены в контакте с центральной поверхностью 15 теплоотвода 14, чтобы между компонентами 17 и поверхностью 15 образовывалась хорошая теплопроводность. После этого схема герметизируется в теплопроводящем герметизирующем составе 21, который обеспечивает механическую опору для печатной платы 19. Cхема регулирования не простирается вдоль всей длины теплоотвода 14, а оставляет обнаженным торцевые части поверхности 15. Затем, после заливки герметизирующего состава по всей длине теплоотвода 14 схема регулирования будет целиком и полностью окружена герметизирующим составом, за исключением частей компонентов 17, которые контактируют с теплоотводом 14. Следовательно, схема регулирования будет полностью защищена от физических воздействий, а также от контакта с любой влажностью, которая может войти в контакт с блоком теплоотвода. Герметизирующий состав также обеспечивает уплотняющий контакт с электрическими проводами, выходящими через герметизирующий состав к схеме регулирования, обеспечивая тем самым невозможность попадания влаги в схему регулирования этим путем. Является предпочтительным изготовлять блок теплоотвода полностью водонепроницаемым или по меньшей мере защищенным от брызг.
Верхняя поверхность герметизирующего состава 21 покрывается пластиной 22. В результате этого теплоотвод 14 и пластина 22 образуют корпус 25 для схемы регулирования.
Вторая пластина 23 закрывает полость на другой стороне теплоотвода. Две пластины 22, 23 крепятся вместе с помощью штифта 24 с шляпками 25, 26. Образованная между пластиной 23 и центральной зоной 15 теплоотвода 14 полость заполняется герметизирующим составом 27.
Является предпочтительным, чтобы используемый в этом варианте изобретения герметизирующий состав 21, 27 был теплопроводным, например в этом качестве может выступать состав ЕР2/83, выпускаемой фирмой "Электрольюб".
На фиг. 9 изображен перспективный вид показанного на фиг. 8 блока. Кронштейн 30 крепится к блоку теплоотвода 31, 33 и он предназначен для соединения через отверстия 35, 37 с корпусом элемента оборудования, например, с приборной панелью или шасси грузового автомобиля. Электрические вводы в блок теплоотвода осуществляются через провода 38 и штекер 39.
На фиг. 10 изображен перспективный вид блока резистора 45, содержащего резистор (R1, R1') варианта преобразователя согласно изобретению. Резистор имеет штырьки 41, 43, с помощью которых резистор можно электрически соединить с остальной частью преобразователя. Блок резистора 45 включает в себя собственно резистор, окруженный и электрически изолированный от цилиндрической части 46 корпуса, включающего в себя пластины 47, 49. Упомянутый корпус представлен алюминиевым экструдированным профилем. Пластины 47, 49 снабжены отверстиями 51 для крепления корпуса, например, к шасси грузового автомобиля, чтобы между резистором и шасси была хорошая теплопроводность. Цилиндрическая часть 46 с внешней стороны выполнена ребристой, чтобы облегчить процесс рассеяния тепла через конвекцию, однако обычно в случае использования мощности между 50 и 10 ваттами тепло отводится на шасси.
На фиг. 11 схематически изображена установка преобразователя согласно изобретению в кабине 50 грузового автомобиля. Блок теплоотвода 51 с вертикально установленной продольной осью устанавливается внутри капотной перегородки. Балластный резистор 53 располагается в зоне шасси. Преобразователь дополнительно содержит держатель плавкого предохранителя 55 внутри кабинной перегородки, здесь же находится комплект мультисоединения 57, а комплект светоизлучающего диода 59 установлен на приборной панели.
Всем специалистам в данной области совершенно очевидно, что в пределах объема изобретения возможны многочисленные модификации описанных выше вариантов изобретения. Например, хотя и предпочтительно, но не обязательно, чтобы схема регулирования была представлена линейным преобразователем и вполне возможны альтернативные варианты, использующие колебательную схему регулирования. Преобразователь можно будет также использовать в комбинации с автотранспортными средствами, отличающимися от грузовых автомобилей, например с морскими судами и лодками или даже с менее транспортабельными элементами оборудования, содержащими источник питания постоянным током.
Формула изобретения: 1. Преобразователь для источника питания постоянного тока, содержащий входное сопротивление, соединенное последовательно со схемой регулирования постоянного тока, на выходе которой напряжение должно быть ниже входного напряжения преобразователя, причем входное сопротивление 4 и схема регулирования постоянного тока 3 расположены в отдельных корпусах 45, 14, отличающийся тем, что соответствующие корпуса выполнены с возможностью установки в разных местах на корпусе оборудования, при этом, по меньшей мере, корпус 45 входного сопротивления адаптирован для монтажа с хорошей теплопроводностью между ним и местом монтажа.
2. Преобразователь по п.1, отличающийся тем, что в схеме регулирования постоянного тока использован линейный преобразователь постоянного напряжения.
3. Преобразователь по п.1 или 2, отличающийся тем, что тепло, образуемое входным сопротивлением 4, превышает тепло, выделяемое схемой 3 регулирования постоянного тока.
4. Преобразователь по любому из пп.1 - 3, отличающийся тем, что схема регулирования постоянного тока выполнена с возможностью ограничения выходного тока преобразователя.
5. Преобразователь по любому из пп.1 - 4, отличающийся тем, что один или оба корпуса входного сопротивления 45 и схемы регулирования постоянного тока 14 обладают большой площадью поверхности для увеличения теплопередачи в окружающую среду.
6. Преобразователь по любому из пп.1 - 5, отличающийся тем, что схема регулирования постоянного тока выполнена с возможностью прекращения подачи выходного напряжения, если температура, по меньшей мере, части схемы регулирования постоянного тока превысит заданное значение.
7. Преобразователь по любому из пп.1 - 6, отличающийся тем, что величина входного сопротивления имеет значение в диапазоне примерно от 0,1 до 10 Ом.