УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВКЛЮЧЕНИЯ РЕЗЕРВНОГО ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ Российский патент 2012 года по МПК H02J9/06 

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в схемах питания различных радиотехнических устройств.

Известны устройства для включения резервного источника питания по а.с. 1046845, Н02J 9/06, а.с. 1065961, Н02J 9/06, которые обеспечивают перевод питания нагрузки при попадании напряжения основного источника.

Недостатком этих устройств является невысокая надежность устройств, т.к. в качестве ключевого элемента используются контакты электромеханического реле.

Известны устройства для включения резервного источника питания по а.с. 1056363, Н02J 9/06, 1501214, Н02J 9/06, которые осуществляют автоматический перевод нагрузки на питание от резервного источника и обратно. При этом резервный источник питания в этих устройствах остается подключенным и во время питания от основного источника, в результате энергия резервного источника расходуется бесполезно, следовательно, уменьшается надежность резервирования, поскольку к моменту аварии резервный источник (аккумуляторная батарея) может оказаться разряженным.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для включения резервного источника питания по а.с. СССР 826501, Н02J 9/06, принятое за прототип.

На фиг.1 приведена схема устройства-прототипа, где обозначено:

1 - основной источник питания;

2 - разделительный диод;

3 - резервный источник питания;

5 - нагрузка;

6 - управляющий транзистор;

7 - резистор;

9 - переключающий диод;

10 - конденсатор;

11 - реле;

12 - контакты реле;

11.1 - реле задержки отключения.

Устройство-прототип содержит основной источник питания 1, положительный вывод которого через встречно включенные между собой разделительный 2 и переключающий 9 диоды и нормально разомкнутые контакты 12 реле задержки отключения 11.1 соединен с одноименным выводом резервного источника питания 3, отрицательный вывод которого соединен с другим (одноименным) выводом основного источника питания 1. При этом нагрузка 5 включена между катодом разделительного диода 2 и отрицательным выводом основного источника питания 1. Кроме того, параллельно нагрузке 5 включено реле задержки отключения 11.1, которое содержит реле 11 с контактами 12 и цепь задержки, состоящую из управляющего транзистора 6, эмиттер которого соединен с отрицательными выводами обоих источников питания 1 и 3 и является одним из выводов реле задержки отключения 11.1, база управляющего транзистора 6 через резистор 7 подсоединена к точке соединения выводов конденсатора 10 и реле 11 и является другим выводом реле задержки 11.1, причем другие выводы конденсатора 10 и реле 11 соединены с коллектором управляющего транзистора 6.

Устройство-прототип работает следующим образом.

В исходном состоянии переключающий диод 9 отключен, контакты 12 реле задержки отключения 11.1 разомкнуты и резервный источник питания 3 отключен от нагрузки 5. До подачи напряжения от основного источника питания 1 нагрузка 5 обесточена. После включения основного источника 1 на нагрузку 5 срабатывает реле 11.1, и напряжение от резервного источника 3 поступает на анод переключающего диода 9, который отключает резервный источник 3 от нагрузки 5. При внезапном отключении основного источника 1 вследствие задержки отключения реле 11.1 диод 9 подключает резервный источник 3 к нагрузке 5.

Таким образом, до подачи питания от основного источника 1 резервный источник 3 отключен от нагрузки 5. После подачи питания от основного источника 1 резервный источник 3 также отключен от нагрузки, но устройство переходит в ждущий режим, при котором благодаря задержке отключения в случае пропадания напряжения основного источника 1 нагрузка 5 автоматически переключается на питание от резервного источника. При восстановлении питания от основного источника 1 к нагрузке автоматически подключается основной источник 1, а резервный, с целью сохранения его ресурса, отключается от нагрузки контактами 12 реле задержки отключения 11.1.

Недостатками устройства-прототипа являются невысокая надежность, обусловленная наличием электромеханических контактов реле, а также повышенное энергопотребление от основного источника питания при его подключении к нагрузке, т.к. реле задержки отключения находится во включенном состоянии.

Задача предлагаемого технического решения - создание устройства для включения резервного источника питания с пониженным энергопотреблением и повышенной надежностью.

Для решения поставленной задачи в устройство, содержащее основной и резервный источники питания, отрицательные выводы которых соединены между собой и с выводом нагрузки, другой вывод которой соединен с катодом разделительного диода, анод которого подсоединен к положительному выводу основного источника питания, а также управляющий транзистор, база которого соединена с первым резистором, согласно изобретению ведены переключающий транзистор, база которого через второй резистор подсоединена к точке соединения отрицательных источников питания, к которой подключен другой вывод первого резистора, при этом эмиттер управляющего транзистора соединен с положительным выводом основного источника питания, коллектор - с базой переключающего транзистора, эмиттер которого подсоединен к положительному выводу резервного источника питания, а его коллектор - к соответствующему выводу нагрузки.

На фиг.2 представлена схема предлагаемого устройства, где обозначено:

1 - основной источник питания;

2 - разделительный диод;

3 - резервный источник питания;

4 - переключающий транзистор;

5 - нагрузка;

6 - управляющий транзистор;

7, 8 - первый и второй резисторы.

Предлагаемое устройство содержит основной 1 и резервный 3 источники питания, отрицательные выводы которых соединены между собой и одним выводом нагрузки 5, переключающий транзистор 4, эмиттером подключенный к положительному выводу резервного источника питания 3, коллектором - к другому выводу нагрузки 5 и катоду разделительного диода 2, анод которого соединен с положительным выводом основного источника питания 1 и эмиттером управляющего транзистора 6, коллектор которого соединен с базой переключающего транзистора 4 и через второй резистор 8 - с точкой соединения отрицательных выводов основного 1 и резервного 3 источников питания, к которой через первый резистор 7 подключена база управляющего транзистора 6. Нагрузка 5 через разделительный диод 2 включена параллельно основному источнику питания 1, а через коллекторно-эмиттерный переход переключающего транзистора 4 - параллельно резервному источнику 3.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

При одновременном поступлении напряжений от основного 1 и резервного 3 источников питания нагрузка 5 будет подключена к основному источнику 1, так как током, протекающим через первый резистор 7, открывается управляющий транзистор 6, который подает положительный потенциал на базу переключающего транзистора 4 и закрывает его, отключая резервный источник 3 от нагрузки 5. В аварийном режиме, в случае пропадания напряжения основного источника питания 1, управляющий транзистор 6 закрывается, а переключающий транзистор 4 открывается током, протекающим через второй резистор 8, и подключает резервный источник 3 к нагрузке 5.

При появлении напряжения основного источника питания 1 управляющий транзистор 6 открывается, а переключающий транзистор 4 закрывается, резервный источник 3 отключается, а нагрузка 5 автоматически подключается к основному источнику 1. Следует отметить, что напряжение основного источника питания 1 должно быть больше напряжения резервного источника 3 на величину напряжения насыщения управляющего транзистора 6.

При этом автоматическое переключение с основного 1 на резервный источник 3 происходит независимо от длительности интервала времени, в течение которого отсутствует напряжение основного источника питания 1, что позволяет использовать предлагаемое устройство для питания аппаратуры, которая эксплуатируется на периферийных объектах без обслуживающего персонала, расширяя область применения предлагаемого устройства по сравнению с известными.

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение надежности устройства, понижение энергопотребления, а также расширение области применения. Устройство содержит переключающий транзистор (4), база которого через второй резистор (8) подсоединена к точке соединения отрицательных выводов обоих источников питания, к которой подключен другой вывод первого резистора (7), при этом эмиттер управляющего транзистора (6) соединен с положительным выводом основного источника питания (1), коллектор - с базой переключающего транзистора (4), эмиттер которого подсоединен к положительному выводу резервного источника питания (3), а его коллектор - к соответствующему выводу нагрузки (5). 2 ил.

Устройство для включения резервного источника питания, содержащее основной и резервный источники питания, отрицательные выводы которых соединены между собой и с выводом нагрузки, другой вывод которой соединен с катодом разделительного диода, анод которого подсоединен к положительному выводу основного источника питания, а также управляющий транзистор, база которого соединена с первым резистором, отличающееся тем, что введены переключающий транзистор, база которого через второй резистор подсоединена к точке соединения отрицательных выводов обоих источников питания, к которой подключен другой вывод первого резистора, при этом эмиттер управляющего транзистора соединен с положительным выводом основного источника питания, коллектор - с базой переключающего транзистора, эмиттер которого подсоединен к положительному выводу резервного источника питания, а его коллектор - к соответствующему выводу нагрузки.