Автономный источник питания шахтной аппаратуры Советский патент 1986 года по МПК E21F17/04 H02J7/00 

торной батареи через соответ--, ствзпрщий исполнительный ключевой элемент соединен с базой транзистора эмиттерного повторителя, эмиттер ко торого подключен к одному из выводов

Изобретение относится к горной электротехнике и автоматике и может быть применено для электропитания аппаратуры забойной автоматики, а также в других областях, где необходимо использовать аккумуляторные батареи для питания нагрузки при временном отсутствии напряжения питающей сети.

Цель изобретения - повьш1ение надежности в работе.

На чертеже изображена функциональ ная схема устройства.

Устройство питается от источника постоянного напряжения и состоит из генератора 1 тактовых импульсов, ключейых элементов 2 и 3 исполнительных ключевых элементов 4 и 5, ог раничительных резисторов 6 и 7, эмиттерного повторителя 8, диодов 9 н 10, устройства 11 защиты от глубокого разряда, нагрузки 12, аккумуляторных Батарей 13 и 14, устройства 15 управления, состоящего из двух логических элементов И 16 и 17, счетчиков t8 и 19 импульсов и двух Логических элементов ИЛИ-НЕ 20 и 21 Устройство 11 защиты от глубокого разряда состоит из узл:а 22 опорного напряжения и компараторов 23 и 24. Эмиттерный повторитель 8 содержит транзистор 25 и резистор 26«

Устройство работает сле,цующим образом.

В исходном состоянии аккумуляторные батареи 13 и Н заряжены, счетчи ки 18 и 19 импульсов заполнены. Напряжение питания на устройство 15 управления поступает с аккумуляторных батарей 13 и 14 через даоды 9 и 10. Так как счетчики 18 и 19 импульсов заполнены, то на их инверсном выходе присутствует сигнал логического нуля которьй с выхода счетчика 18 импульнагрузки, другой вывод которой соединен с отрицательной шиной источника напряжения ,а коллектор транзистора змиттерного повторителя соединен с по- ложительной шиной источника напряжения,

сов поступает на один из входов логического элемента И 16 и на управляющий вход ключевого элемента 2, который закрыт этим сигналом, а им- пульсы с генератора 1 импульсов не поступают через логический элемент И 16 на вход счетчика 18 импульсов. Таким же образом сигнал логического нуля с инверсного выхода счетчика 19

импульсов пдстзтает на вход ключевого элемента 3 (он закрыт) и на вход логического элемента И 17, на второй вход которого поступает сигнал с генератора 1 тактовых импульсов. На

информадионном входе счетчика 19 . импульсов импульсы отсутствуют. Сигнал логического нуля с выхода счетчика 18 импульсов также поступает на вход логического элемента ШШ-НЕ 20,

а с выхода счетчика 19 имп5тьсов на вход логического элемента ИЛИ- НЕ 21. Элементы 20 и 21 образуют триггер, причем при наличии на его входах единичных сигналов на выходах

существуют сигналы логического нуля,

В описываемом состоянии на входы элементов ИЛИ-НЕ 20 и 21 поступают со счетчиков сигналы логического нуля, следовательно, на выходе одного из элементов ШШ-НЕ 20 и 21 должен присутствовать сигнал логической единицы. Допустим, что на выходе гического элемента ИЛИ-НЕ 20 прнсутствует сигнал логической eдиницьlf а на выходе элемента ИЛИ-НЕ 21 - логического нуля. Следовательно, выходной сигнал с элемента ШШ-НЕ 20 включает испспнительный кточевой элемент 4.

Напряжение с аккумуляторной батареи 13 поступает через исполнительный ключевой элемент 4 на базу транзистора 25 эмиттерного повторителя Во При наличии напряжения . ток

312541

потребляемый от аккумуляторной батареи, равен

т

.1. QK

А

где - коэффициент усиления транзистора 25 по току, I - ток нагрузкио

Ток, протекающий через резистор 26 можно не зачитывать, так как сопротивление данного резистора выбирается на порядок вьие входного сопротивления транзистора в данной схеме включения. Следовательно, при наличии напряжения питания Потребляемый нагрузкой ток от аккумуляторной батареи незначителен, так как р, в современных транзисторах может достигать величины 100-1000. При отсутствии и„, ток в нагрузку 12 поступает через базо- эмиттерный переход транзистора 25 от аккумуляторной батареи 13, следовательно, 1„ 1,;,.

Напряжение на аккумуляторной бата- рее 13 контролируется компаратором 23, на второй вход которого поступает сигнал узла 22 опорного напряжения. Когда уровень напряжения на аккумуляторной батарее 13 станет ниже допусти мого уровня разряда, на выходе компаратора 23 появляется сигнал зФовня логической единицы, поступающий на вход установки нуля счетчика 18 импульсов. После сброса на инверсном выходе счетчика 18 импульсов появляется сигнал логической единицы, который включает ключевой элемент 2 и поступает на входы логических элемен- iTOB И 16 и ИПИ-НЕ 20. Триггер- на эле- ментах 20 и 21 переключается. Сигнал логической единицы появляется на выхо

o

5

0

77 . 4 де элемента ИЛИ-НЕ 21 и поступает на вход исполнительного ключевого элемента 5, а на выходе элемента ИЛИ- НЕ 20 исчезает. Исполнительный ключевой элемент 4 отключается, а исполнительный элемент 5 включается. Аккумуляторная батарея 13 заряжается через резистор 6 стабильным током, равным номинальному току заряда aккy yлятopa, Одновременно импульсы с генератора 1 . тактовых импульсов через логический элемент И 16 поступают на информационный вход счетчика 18 импульсов. Импульсы счета отсутствуют, когда нет напряжения питания, следовательно, отсутствует ток заряда аккумуляторной батареи 13, Длительность заряда номинальным током определяется частотой генератора и разрядностью счетчика и равна поспортному значению в зависимости от типа аккумуляторов.

После заряда аккзгмуляторной батареи 13 происходит отключение ее цепи заряда и она подключается к нагрузке только при разряде аккумуляторной батареи 14, которая подключается к зарядной цепи. При длительном отсутствии напряжения питания аккумуляторные батареи 13 и 14 могут оказаться разряженными, тогда сигналы логической единицы с выходов счетчиков 18 и 19 импульсов поступают одновременно на логические элементы ШШ-НЕ 20 и 21, следовательно, на входе этих элементов сигналы логической единицы отсутствуют и исполнительные ключевые элементы 4 и 5 не подключают аккумуляторные батареи к нагрузке,, и только после того, как одна из них зарядится (один из счетчиков импульсов заполнится), она будет подключена к разрядной цепи.

Редактор Б.Копча Заказ 4699/37

Составитель Г.НунапароВ,

Техред Л.Сердюкова Корректор М Демчик

Тираж 436 . Подписное ВНШ1Ш Государс.твенного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4