Устройство резервирования электропитания

Устройство резервирования электропитания

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ио1 е,".R !.1Г, ".

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 1L0674 (21) 2048258/24-07 с присоединением заявки М(23) Приоритет

Опубликовано 0505.79, Бюллетень Йо 17

Дата опубликования описания050579

Кл

02 3 9/06

Государственный комитет

СССР

Il0 делам изобретений и открытий

ДК 621.316. .925(088.8) (72) Авторы изобретения

В.И.Черенков и М.В.Анпилов (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО РЕЗЕРВИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ

2О

ЗО

Изобретение относится к электронной автоматике и может быть, применено, например для резервирования электропитания постояннодействующих радио- устройств, радиостанций, усилителей, 5 телевизионной аппаратуры и т.п.

Известны устройства. резервирования электропитания электронной и иной аппаратуры, основное электроснабжение которой осуществляется от сети переменного тока и при его прекращении, в аварийных случаях. эти устройства, с помощью электромагнитных переключателей, производят автоматический перевод аппаратуры на питание от аккумуляторных батарей (1)".

Известно также устройство резервирования йлектропитания, содержащее силовой трансформатор в цепи основного источника, статический преобразователь тока с выходным трансформатором, соединенный с резервным источником постоянного тока и реле напряжения (2).

В состав основного оборудования известной системы входят электро« переключатель (контактор),-преобразователь тока, селеновый выпрямитель и переходной трансформатор напряжения (110-220В).

Переключение. при прекращении подачи электроэнергии от сети производится электропереключателем, при замыкании которого питание устройства радиосвязи осуществляется в дальнейшем от аккумулятор. ной батареи через преобразователь тока. При возобновлении подачи электроэнергии от сети тот же переключатель вновь переводит питание радиоустройства с аккумуляторной батареи на питание от сети.

Селеновый;выпрямитель служит для непрерывного подзаряда аккумуляторной батареи слабым током от сети.

Недостаток известных устройств состоит в том, что наличие электромагнитных переключателей понижает надежность их действия иэ-эа обгорания контактов и износа движущих-. ся частей, что они имеют относительно большие размеры .и вес и при срабатывании создают известный шум, и для переключения их затрачивается относительно большая мощность на преодоление пружинящего действия пластин.

4 4

На выход этого моста подключей конденсатор 20, фильтрующий выпрямленное напряжение (U> z) поступающее далее с данного конденсатора на полезную нагрузку потребителя электрбэнергии.

66168

На чертеже приведено устройство резервирования электропитания, принципиальная схема.:

Устройство состоит из силового трансформатора l напряжения электросети с тремя обмотками: первичной 2 и двух вторичных - основной 3 и обмоткой управления 4, нагруэочного резистора 5, резистора 6 связи, вйпрямителя напряжения основного источ- ника 7, составного транзистора, состоящего из транзистора 8 предварительного усилителя йостоянного тока и 45 транзистора 9 электронного ключа, диода 10 выпрямителя напряжения цепей управления, конденсатора ll, acttoмогательного фильтра, разрядного резистора 12, ограничителя напряжения, содержащего балластный резистор .13 и стабилитрон 14, статического преобразователя 15 тока, выходного трансформатора 16 нреобраэователя

15 тока с двумя обмотками: первич- 55 ной 17 и вторичной 18, выпрямителя напряжения резервного источника 19 и конденсатора 20 основного фильтра.

Устройство резервированйя электрОпитания работает следующим образом. 60

Переменное напряжение (U ) электросети подводится к обмотке 2 трансформатора 1 и, трансформированное до необходимой величины, с обмоткй

3 данйого трансформатора поступает на диодный мост 7 для выпрямления.

Кроме того, в контактах переключателей возможно искрение, создающее радиопомехи.

Целью изобретения "является повышение надежности и быстродействия.

Для этого в устройство резервирования электропитания, содержащее силовой трансформатор в цепи основного источника, статический преобраэоватеЛь тбка с выходным транс-" форматорбм, соединейный с резерв-ным источником постоянного тока, 10 реле-напряжения, дополнителЬно вве- дены выпрямители напряжения основного H резервного источников, выпрямйтель напряжения цепей управления и конденсатор, силовой транс- 15 форматор-дополнительно снабжен обмоткой управления, а реле напряжения содержит составной транзистор и ограничитель напряжения, причем управляющая обмотка силового тран- 20 сформатора соединена"через выпрямит ель цепей управления и ограничитель напряжения с входом составного транзистора, выход которого включен в первичную цепь преобразователя резервного источника постоянного тока, вход выпрямителя основного источника подключен к вторичной. обмотке силового трансформатора, выходы выпрямителей напряжения основ- ., ного и резервного источников соединены"параллельно и зашунтированы конденсатором.

С обмотки 4 трансформатора 1 переменное напряжение подводится к диоду 10, включенному по схеме однополупериодного выпрямителя, выпрямляется данным диодом и сглаживается конденсатором 11, параллельно которому включен резистор 12, служащий для разряда указанного конденсатора (при аварийном исчезновении или значительном понижении напряжения сети).

С конденсатора 11 через резистор

13 и стабилитрон 14 (находящийся в состоянии пробоя) выпрямленное напряжение подводится к базе — коллектору транзистора 8. При этом на базу поступит положительный знак," а на коллектор — отрицательный знак выпрямленного напряжения, в результате чего транзистор 8 будет заперт.

Одновременно окажется запертым второй»

;транзистор 9, соединенный с транзис тором 8 по схеме составного транзистора.

Резистор 5, включенный на выходе ограничителя напряжения (между базой и коллектором транзистора 8), необходим для создания замкнутой цепи, в которую Включен стабилитроН 14, для поддержания в ней необходимого тока после пробоя стабилитрона. Другой путь для этого тока через пере.ход база-коллектор запертого транзистора 8 будет прегражден напряжением обратного смещения на данном переходе.

Следовательно, при наличии переменного напряжения в сети и подве-. денном к устройству резервирования электропитания, постоянном напряжении (U 6 ) от аккумуляторной батареи,ток в цени: аккумуляторная батарея — вход преобразователя 15 переход - эмиттер-коллектор транзистора - 9 - аккумуляторная батарея, проходить не будет, так как этот транзистор будет заперт - данный преобразователь работать не будет.

То же произойдет и тогда, когда переменное напряжение сети полностью не исчезнет, а только понизится до минимально допустимого его значения, при котором стабилитрон 14 . еще не выйдет иэ состояния пробоя, и в этом случае тока пробоя s цепи стабилитрона 14 будет достаточно, чтобы создать на резисторе 5, а следовательно, и на составном транзисторе (8-9) необходимое запирающее напряжение.

При полном исчезновении переменного напряжения сети или пониже661684 нии его до величины ниже минимально допустимой исчезнет или понизится постоянное напряжение на конденсаторе 11 и резисторе 12. Стабилитрон 14 выйдет из состояния пробоя и обратйое сопротивление его намного возрастет. 5

В результате ток в цепи данного стабилитрона резко снизится до величины, недостаточной для создания на резисторе 5 и составном транзисторе (8-9) запирающего 10 напряжения. При этом откроется транзистор 8, на коллектор которого непосредственно подан отрицательный знак, на эмиттер через резистор

6 — положительный знак и на базу через резистор 5 — отпирающий отри- цательный знак напряжения аккумуляторной батареи. Одновременно откроется и транзистор 9, на коллектор которого подан отрицательный знак, на эмиттер — через входное сопротивление преобразователя 15 - положительный знак и на базу в основном через сопротивление перехода эмиттер-коллектор открытого транзистора 8 - отпирающий отрицательный знак 25 батареи.

Транзисторы 8 и 9 будут находиться в режиме насыщения при минимальных мощностях, рассеиваемых на их рабочих переходах. 30

Преобразователь 15 начнет работать, получая питание от аккумуляторной батареи.

Отпирающее напряжение от аккумуляторной батареи в базовых цепях 35 транзисторов 8 - 9 ho абсолвтной величине должно быть меньшим запирающего напряжения в тех же цепях, подводимого к ним от однополупериодного выпрямителя через ограничитель 40 напряжения. По знакам зти напряжения противоположны друг другу.

Выходное переменное напряжение работающего преобразователя 15, развиваемое на обмотке 17 трансФорматора 45

16,трансформированное до необходимой величины, с обмотки 18 поступает на диодный мост 19 для выпрямления.

Выпрямленныый ток от выхода данного моста, сглаженный конденсатором

20, будет проходить только через нагрузку потребителя. Другой путь для него исключается, потому что диодные мосты 7, 19 по прямой проводимости включены навстречу друг другу,: и при рабоюе от основного до резерв- 55 ного источника питания выпрямленные токи от любого работающего диодного моста не будут проходить по цепи неРаботающего диодного моста, вследстwe того,что их проводимости в направ-60 лении прямого тока будут взаимно противоположны .

Применение статического преобразователя 15 тока в устройстве резервирования электропитанйя вызвано тем, что на нагрузке потребителя электроэнергии выгрямленное напряжение должно быть постоянным и не зависит от того, какой первичный источник тока - основной или резервный — используется в какое-либо время. Выходное напряжение преобразователя может быть установлено необходимой величины и может отличаться в широких пределах от напряжения первичного, источника тока аккумуляторной батареи. Это дает воэможность легко согласовать величины напряжений на выходах диодных мостов 7 и .19.

Кроме этого, применение преобра зователя тока исключает гальвани- . ческую связь аккумуляторной батареи с нагрузкой потребителя электроэнер-, гии.

При восстановлеиии напРяжения сети до значения не ниже допустимого минимального вновь появится постоянное напряжение от выпрямителя с диодом 10 на базовых цепях транзисторов 8 и 9, которое запрет их.

В результате ток от аккумуляторной батареи в цепи преобразователя

15 прекратится и нагрузка потребителя вновь будет питаться от основного источника тока — от электросети, через диодный мост 7.

Формула изобретения

Устройство резервирования электропитания, содержащее силовой трансФорматор в цепи основного источника, статический преобразователь тока с выходным трансформатором, соединенный с резервным источником постоянного тока, реле напряжения, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и быстродействия, в него дополнительно введены выпрямители напряжения основного и резервного источников, выпрямитель напряжения цепей управления и конденсатор, силовой трансформатор дополнительно снабжЕн обмоткой управления, а реле напряжения содержит составной транзистор и ограничитель напряжения, причем управляющая обмотка силового трансформатора соединена через выпрямитель цепей управления и ограничитель напряжения с входом составного транзистора, выход которого включен в первичную цепь преобразователя резервного источника постоянного тока, вход выпрямителя основного источника подключен к вто ричной обмотке силового трансформатора, выходы выпрямителей напряжения основного и резервного источников соединены параллельно и зашун гированы конденсатором;

Источники информации, прйнятыево внимание при экспертизе

1. Барзам A. Б. Системная автоматика, М., Энергия, 196 4, с. 135.

2.. Картотека обмена опытом на железнодорожном транспорте, выпуск

98, 9 2, Трансжелдориздат, 1960, 661684 8 Система резервирования электропита. ния аппаратуры поездной радиосвязи стационарных пунктов.

Тираж 856 Подписное

ЦПИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауйская нао., д.4/5

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул. Проектная, 4 ,Редактор Ю.Челюканов

Заказ 2503/59

Составитель Г.Дамская

Техред Й.Вабурка:. Корректор С.Шекмар