УСТРОЙСТВО ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ НОСИМЫХ РАДИОСТАНЦИЙ Российский патент 2017 года по МПК H02J7/36 H01M10/48 

Предлагаемое изобретение относится к электротехнической промышленности и средствам связи и может применяться в качестве устройства для обеспечения надежного электропитания постоянным током носимых радиостанций, транспортных средств и др.

Известно устройство электропитания, содержащее аккумуляторные батареи и соединенные с ними электронные ключи [Хрусталев, Д.А. Аккумуляторы [Текст]. - М.: Изумруд, 2003. - 102 с.].

В известном устройстве аккумуляторные батареи используются последовательно по времени, по мере разряда отключаются от приемников на время замены. Недостатком известного устройства является неполное использование зарядового ресурса из-за непрерывной нагруженности каждой аккумуляторной батареи в отдельности.

Наиболее близким к предполагаемому изобретению является устройство электропитания, содержащее аккумуляторные батареи, ключи электронные, соединяющие батареи с нагрузкой [RU, патент на изобретение №2417489, кл. H01M 10/48 2010 (прототип)].

Устройство предназначено для электропитания радиостанции от двух аккумуляторов одновременно в непрерывном режиме. Недостатком данного устройства является то, что оба аккумулятора работают на нагрузку одновременно в непрерывном режиме. Это не позволяет эффективно использовать потенциал каждой аккумуляторной батареи устройства. Это обусловлено тем, что при большей и непрерывной нагрузке аккумуляторной батареи полная емкость окажется меньше, чем при меньшей и прерывистой нагрузке.

Технический результат направлен на повышение емкости аккумуляторных батарей систем электропитания. Технический результат достигается тем, что в устройство электропитания носимых радиостанций, содержащее аккумуляторные батареи, ключи электронные, соединяющие батареи с нагрузкой, дополнительно введены реле времени, соединенное с управляющими входами электронных ключей, логический элемент «И», соединенный выходом с управляющим входом реле времени, реле напряжения, соединенные с выходами аккумуляторных батарей и с входами логического элемента «И».

На чертеже приведена функциональная схема устройства для электропитания носимых радиостанций (далее устройства).

Устройство содержит первый аккумулятор 1, первое реле напряжения 3, второй аккумулятор 2, второе реле напряжения 4, твердотельное реле 5, логический элемент «И» 6, реле времени 7, нагрузку 8.

В качестве первого 1 и второго 2 аккумуляторов могут быть использованы никель-кадмиевые, серебряно-цинковые или литий-ионные аккумуляторы, имеющие соответственно номиналы напряжения 1,2 и 3,7B постоянного тока. Аккумуляторные батареи 1 и 2 с помощью твердотельного реле 5 и ключа К1.1 попеременно подключаются к нагрузке.

Твердотельное реле 5 содержит ключи К2.1 и К2.2, которые выполнены на основе полевых транзисторов, имеющих управляющие входы, которые соединены с реле времени, а силовой канал (исток-сток) соединяет аккумуляторные батареи с нагрузкой через ключ К1.1.

Реле напряжения 3 и 4 аккумуляторов 1 и 2 предназначены для контроля минимально допустимой величины напряжения аккумуляторов. Реле напряжения 3 и 4 соединены с аккумуляторными батареями и имеют выходной сигнал, который подается на логический элемент «И» 6.

Логический элемент «И» 6 соединен своими входами с выходами реле напряжения 3 и 4, а выходом с управляющим входом реле времени.

Реле времени 7 предназначено для поочередного подключения аккумуляторов 1 и 2 к нагрузке. Реле времени 7 соединено управляющим входом с выходом логического элемента «И» 6, а выходами с управляющими входами ключей К2.1 и К2.2 из состава твердотельного реле 5 и ключом К1.1.

Устройство предназначено для электропитания носимых радиостанций. Устройство работает следующим образом. При включении устройства реле времени 7 замыкает ключ К2.1 из состава твердотельного реле 5. При этом первый аккумулятор 1 подключается к нагрузке 8. Напряжение первого аккумулятора 1 и второго аккумулятора 2 контролируется с использованием реле напряжения 3 и 4 аккумуляторов 1 и 2. Если напряжение аккумуляторов выше минимально допустимого, то на выходе реле напряжения 3 и 4 формируется уровень логической «1» и подается на вход логического элемента «И» 6, выход которого подключен к реле времени 7. В свою очередь реле времени 7 осуществляет поочередное подключение с использованием ключей К2.1 и К2.2 на твердотельном реле 5 первого аккумулятора 1 и второго аккумулятора 2 к нагрузке 8. Время переключения устанавливается в зависимости от типа аккумуляторных батарей и режима работы нагрузки устройства 8. Отключенный от нагрузки аккумулятор частично восстанавливает свою емкость за время работы другого аккумулятора на нагрузку. В процессе разряда аккумуляторов при снижении напряжения одного из аккумуляторов ниже установленного порогового уровня на вход логического элемента «И» 6 поступает нулевой уровень, осуществляется перезапуск реле времени 7 и переход на управление коммутацией аккумуляторов от реле напряжения 3 и 4 аккумуляторов 1 и 2. При разряде первого 1 и второго аккумуляторов 2 устройства и снижении напряжения ниже установленного уровня, реле напряжения 3 и 4 аккумуляторов 1 и 2 выдают на вход логического элемента «И» 6 нулевой уровень. Логический элемент «И» 6 дает команду на обесточивание реле времени 7. Оно в свою очередь дает команду на размыкание ключа К 1.1 на выходе устройства, отключая устройство от нагрузки, и предотвращая разряд аккумуляторных батарей устройства ниже разрешенного минимального уровня.

Сопоставительный анализ показал, что при использовании аккумуляторных батарей с меньшим отбором тока и при отборе тока с перерывами зарядовая емкость аккумуляторных батарей имеет большее значение, чем при больших и непрерывных нагрузках. Реле времени 7 в схеме устройства электропитания носимых радиостанций осуществляет переключение аккумуляторов, увеличивая время разряда каждого аккумулятора устройства, что позволяет увеличить ресурс аккумуляторов на 10 процентов и тем самым увеличить время непрерывной работы носимой радиостанции. Предлагаемое устройство имеет малое энергопотребление.

ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ НА ПРЕДЛАГАЕМОЕ ИЗОБРЕТЕНИЕ «УСТРОЙСТВО ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ НОСИМЫХ РАДИОСТАНЦИЙ»

Надежность работы электропитания носимых радиостанций определяет надежность работы радиостанции, а также надежности функционирования системы радиосвязи в целом. Для повышения надежности и ресурса работы аккумуляторных батарей носимых радиостанций необходимо повысить эффективность их работы. В известных устройствах электропитания носимых радиостанций используемые аккумуляторные батареи работают на общую нагрузку одновременно, что не позволяет полностью использовать ресурс аккумуляторов. В предлагаемом изобретении предлагается подключать аккумуляторы к нагрузке поочередно, используя ключи, управляемые реле времени. Время разряда каждого аккумулятора увеличивается в два раза, что позволит более полно использовать ресурс аккумуляторной батареи. Предлагаемое устройство выполнено с использованием ключей на твердотельных реле с малым энергопотреблением. Это позволит увеличить емкость, отдаваемую каждым аккумулятором на 10% по сравнению с прототипом.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в качестве устройства для обеспечения надежного электропитания постоянным током носимых радиостанций, транспортных средств и др. Технический результат направлен на повышение зарядовой емкости аккумуляторных батарей систем электропитания. Технический результат достигается тем, что в устройство электропитания, содержащее аккумуляторные батареи, ключи электронные, соединяющие батареи с нагрузкой, дополнительно содержит реле времени, соединенное с управляющими входами электронных ключей, логический элемент «И», соединенный выходом с управляющим входом реле времени, реле напряжения, соединенные с выходами аккумуляторных батарей и с входами логического элемента «И». При использовании аккумуляторных батарей с меньшим отбором тока и при отборе тока с перерывами зарядовая емкость аккумуляторных батарей имеет большее значение, чем при больших и непрерывных нагрузках. Реле времени в схеме устройства электропитания носимых радиостанций осуществляет переключение аккумуляторов, увеличивая время разряда каждого аккумулятора устройства, что позволяет увеличить ресурс аккумуляторов на 10 процентов и тем самым увеличить время непрерывной работы носимой радиостанции. Предлагаемое устройство имеет малое энергопотребление. 1 ил.

Устройство электропитания, содержащее аккумуляторные батареи, ключи электронные, соединяющие батареи с нагрузкой, отличающееся тем, что в устройство дополнительно введены реле времени, соединенное с управляющими входами электронных ключей, логический элемент «И», соединенный выходом с управляющим входом реле времени, реле напряжения, соединенные с выходами аккумуляторных батарей и с входами логического элемента «И».