Устройство резервного электропитания Советский патент 1989 года по МПК H02J9/06 

315

Изобретение OTHOCIJTCH к электротехнике и может быть использовано в устройствах электропитания средств связи и других ответственных: потребителей .

Цель изобретения - повышение надежности и упрощение.

На фиг.1 изображена электр1гчес- кая принципиальная схема устройства резервного электропитания, вариант схемы, обеспечивающий наибольшее упрощение; на фиг.2 - вариант схемы обеспечивающий наибольшую надежность.

Устройство по фиг.1 содержит основной источник питания 1, положительный полюс которого подключен к нагрузке 2 через диод 3. Резервный источник питания 4 подключен к Наг- рузке 2 положительным полюсом через транзистор 5, база которого подключена к выходу стабилизатора 6 минимально допустимого напряжения на нагрузке 2, который выполнен в виде параметр1тческого стабилизатора напряжения на резисторе 7 и стабилитроне 8. Вход стабилизатора 6 подключен к коллектору транзистора 5 и положительному полюсу резервного источника питания 4. Транзисторный ключ 9 вьтолнен на транзисторе 10, эмиттер которого подключен к катоду диода 3, а коллектор к обмотке реле 11, зашунтированной диодом 12. База транзистора 10 подключена к катоду диода 13 и резистору 14. Анод диода 13 подключен к аноду диода 3. Замыкающ1й контакт 15 реле 11 подключен параллельно переходу коллек- тор - эмиттер транзистора 5.

Устройство по фиг.2 отличается тем, что выход стабилизатора 6 минимально допустимого напряжения на нагрузке 2 подключен к базе тран зистора 5 через диод 16, переход эмиттер - база транзистора 5 шунтирован диодом 17, причем катоды диодов 16, 17 подключены к базе транзистора 5, а вход стабилизатора 6 и коллектор транзистора 5 подключены к источнику резервного питания 4 через диод 18, который также шунтирован замыкающим контактом 15 реле 11

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии напряжение на базе транзистора 5 (фиг.1) стабилизировано на уровне минимально до

0 5 0 с о

с

0

5

пустимого на нагрузке 2 с помощью стабилизатора 6, при этом устройство потребляет ток по цепи: резервный источник питания 4 - резистор 7 - стабилитрон 8. При любом допустимом значении напряжения на нагрузке 2 транзистор 5 закрыт, так как его переход эмиттер - база смещен в обратном направлении (напряжение на эмиттере больще или равно напряжению на базе), и электропитание нагрузки 2 осуществляется от основного источника питания 1 через диод 3.

Устройство также потребляет ток по цепи: основной источник питания 1 - диод 13 - резистор 14. Прямое падение напряжения на диодах 3 и 13 обеспечивает надежное и термостабильное запирание транзистора 10, при этом обмотка реле 11 обесточена, а его замыкающий контакт 15 разомкнут.

При снижении выходного напряжения основного источника питания 1, с уче- том прямого падения напряжения на диоде 3, ниже минимально допустимого уровня на нагрузке 2 переход эмиттер - база транзистора 5 получает прямое смещение, и транзистор 5 открывается, стабилизируя напряжение на нагрузке 2. При этом электропитание осуществляется уже от резервного источника питания 4, так как напряжение на катоде диода 3 становится больше напряжения на го аноде, и диод 3 закрьшается. Закрытый диод 3 обеспечивает прямое смещение перехода эмиттер - база транзистора 10, а резистор 14 - режим его насьщепкя. Реле 11 срабатывает и его замыкающий контакт 15 шунтирует транзистор 5 и повышает напряжение на нагрузке 2 до величины выходного напряжения резервного источника питания 4 (потери напряжения на замыкающем контакте 15 малы и .не учитываются).

При повьш1ение выходного напряжения на основном источнике питания 1 до уровня выходного напряжения резервного источника питания 4 и выше диод 3 о крывается, транзисторный ключ 9 закрывается, обмотка реле 11 обесточивается, контакт 15 размыкается, транзистор 5 закрывается и электропитание осуществляется опять от основного источника питания 1 через диод 3.

Работа устройства по фиг.2 отличается следующим.

В исходном состоянии, когда напряжение основного источника питания 1 превьшает напряжение резервного источника питания 4, прямо смещенны диод 17 защищает переход эмиттер - база транзистора 5 от пробоя и через прямо смещенный переход база - коллектор транзистора 5, запирая диод 18, устраняет электропитание стабилизатора 6 от резервного источника питания 4 и осуществляет его электропитание от основного источника питания 1, а в случае отсутствия диода 18 осуществляет еще и подзарядку аккумуляторов резервного источника питания 4. Диод 16 защищает выходную цепь стабилизатора 6, диод 18 защищает устройство и нагрузку 2 от неправильной полярности подключения аккумуляторов резервного источника питания 4 и защищает диоды 3, 17 и переход база - коллектор транзистора 5 от пробоя в случае короткого замыкания в выходной цепи резервного источника питания 4.

Формула изобретени

1. Устройство резервного электропитания, содержащее основной и резервный источники питания, подключенные к нагрузке минусовыми полюсами непосредственно, а плюсовыми полюсами соответственно через первы диод и полупроводниковый узел, связывающий резервный источник питания с нагрузкой, транзисторный ключ с нагрузкой в виде реле, контакт которого, включен между плюсовым полюсом

0

5

0

5

0

5

0

резервного источника питания и катодом первого диода, а также, схему управления полупроводниковым узлом, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и упрощения, полупроводниковый узел содержит транзистор, эмиттер которого соединен с катодом первого диода, схема управления выполнена в виде стабилизатора напряжения, эмиттер транзистора ключа соединен с катодом первого диода, база транзистора ключа соединена с катодом второго диода и через резистор - с минусовыми полюсами источников, анод второго диода соединен с анодом первого диода, а контакт реле выполнен замыкающим, причем коллектор транзистора полупроводникового узла соединен с плюсовым выводом резервного источника питания и входом стабилизатора напряжения, а база - с выходом стабилизатора напряжения.

2.Устройство по П.1, отличающееся тем, что полупроводниковый узел содержит также третий и четвертый диоды, причем эмиттер транзистора соединен также с анодом третьего диода, катод которого соединен с базой транзистора, а база транзистора соединена с выходом стабилизатора через четвертый диод, причем катод четвертого диода соединен с базой транзистора.

3.Устройство по ПП.1 и 2, о т - личающееся тем, что полупроводниковый узел содержит также пятый диод, через который вход стабилизатора соединен с плюсовым выводом резервного ист очника, причем катод пятого диода соединен с входом стабилизатора.

фие.2

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах электропитания средств связи и других ответственных потребителей. Цель изобретения - повышение надежности и упрощение. В нормальном режиме нагрузка 2 получает питание от основного источника 1 через диод 3. При снижении напряжения основного источника 1 диод 3 запирается и нагрузка переключается на резервный источник 4, получая питание через транзистор 5, управляемый стабилизатором напряжения 6. Одновременно с запиранием диода 3 включается транзисторный ключ 9, реле 11 срабатывает и замыкает контакт 15, который шунтирует транзистор 5. При этом к нагрузке приложено полное напряжение резервного источника. При восстановлении напряжения основного источника устройство возвращается в исходное состояние. В устройстве предусмотрена возможность выполнения дополнительных защитных функций с помощью третьего, четвертого и пятого диодов. 2 з.п.