Система резервированного электропитания постоянным током Советский патент 1990 года по МПК H02J7/34 H02J9/06 

Изобретение относится к электротехни Кб и может быть использовано в системах гарантированного электропитания аппаратуры, в которых аккумуляторные батареи применяются в качестве аварийных источников на время пропадания напряжения сети.

Целью изобретения является повышение надежности безобрывного электропитания.

На чертеже приведена структурная схема системы согласно изобретению.

Система резервированного электропитания постоянным током содержит сетевой преобразователь 1 напряжения, первая выходная клемма которого через параллельно соединенные тиристорный ключ 2 и первый замыкающий контакт 3 реле соединена с первой выходной клеммой зарядного устройства 4 и первой клеммой аккумуляторной батареи 5. вторая клемма которой соединена с вторыми выходными клеммами зарядного устройства и сетевого преобразователя 1 напряжения, первый усилитель 6, выход которого соединен с входом управления тиристорного ключа 2. второй усилитель 7. обмотку 8 реле, -первый вывод которой подключен к первой клемме аккумуляторной батареи 5, второй замыкающий контакт 9 реле, элемент ИЛИ 10, первый вход которого соединен с выходом устройства 11 индикации неисправности входной сети, блок 12 запрета, триггер 13 с раздельными входами и интегратор 14. При этом выход устройства 11 индикации неисправности входной сети соединен с сигнальным входом блока 12 запрета и первым входом триггера 13. выход которого подключен к второму входу элемента ИЛИ 10. выход которого через второй усилитель 7 подключен к второму выводу обмотки 8 реле, первый и второй вь1воды второго замыкающего контакта 9 реле соединены соответственно с второй клеммой аккумуляторной батареи 5 и входом интегратора 14. выход которого подключен к второму входу триггера 13 и

сл

с

о о

Os

управляющему входу блока 12 запрета, выход которого соединен с входом первого усилителя 6.

Система резервированного алектропи- тания постоянным током работает следую- щим образом.

В нормальном режиме работы (при наличии напряжения сети переменного тока) напряжение на выходе системы равно выходному напряжению сетевого регулируе- мого преобразователя 1 напряжения. При этом на выходе устройства 11 индикации неисправности входной сети отсутствует сигнал неисправности. В результате сигнал неисправности отсутствует на входе перво- го усилителя 6, на первом входе элемента ИЛИ 10, а также на первом входе триггера 13, который находится в исходном состоянии, Поэтому тиристорный ключ 2 заперт, обмотка 8 реле обесточена, первый 3 и вто- рой 9 замыкающие контакты разомкнуты. Таким образом, при наличии/напряжения сети переменного тока аккумуляторная батарея 5 отключена от выхода. Зарядное устройство 4 обеспечивает полную зарядку аккумуляторной батареи 5 и режим содержания, при котором обеспечивается компенсация тока утечки, т.е. сохранение полной емкости аккумуляторной батареи.

При пропадании напряжения сети пе- ременного тока на выходе устройства 14 индикации неисправности входной сети появляется сигнал неисправности, например, в виде логического уровня, который поступает через нормально отпертый блок 12 за- прета на вход первого усилителя 6, через элемент ИЛИ 10- на вход второго усилителя 7 и непосредственно на первый вход триггера 13. Первый усилитель 6 усиливает сигнал неисправности (логический уровень) по мощности и по уровню до величины, необходимой для отпирания тиристорного ключа 2. Тиристорный ключ 2 отпирается, осуществляется быстродействующее без перерыва .выходного напряжения подключение аккумуляторной батареи 5 к выходным клеммам системы. Триггер 13 под действием сигнала неисправности, поступающего на его первый вход, изменяет свое состояние на обратное. Выходной сигнал тригге- ра 13 так же, как и сигнал неисправности, через элемент ИЛИ 10 поступает на вход второго усилителя 7. Второй усилитель 7 усиливает выходной сигнал элемента ИЛИ 10 по мощности и по уровню до величины, необходимой для питания обмотки 8 реле. При протекании тока через обмотку 8 реле контакты 3 и 9 замыкаются. При этом тиристорный ключ 2 шунтируется замкнутым контактом 3 реле, в результате исключается

падение напряжения между аккумуляторной батареей 5 и выходными клеммами системы и обеспечивается запирание тиристорного ключа 2. При переходе контакта 9 из разомкнутого состояния в замкнутое имеет место механический дребезг контакта. Для исключения воздействия переходного процесса контакта 9 на второй вход триггера 13 и управляющий вход блока 12 запрета служит интегратор 14, на выходе которого во время дребезга контакта 9 напряжение еще отсутствует. Напряжение с замкнутого контакта 9 через интегратор 14 поступает одновременно на второй вход триггера 13 и на управляющий вход блока 12 запрета. Блок 12 запрета запирается. При этом, если на входе блока 12 запрета продолжает иметь место сигнал неисправности входной сети, сигнал управления включением тиристорного ключа 2 будет снят. Триггер 13 устанавливается в исходное состояние. При этом на его выходе исчезает напряжение, которое через элемент ИЛИ 10 и второй усилитель 7 задавало ток в обмотке 8 реле. Если на выходе устройства 11 индикации неисправности входной сети продолжает присутствовать сигнал неисправности, то ток через обмотку 8 реле продолжает поддерживаться сигналом неисправности и аккумуляторная батарея остается подключенной к выходу системы через замкнутый контакт 3 реле.

При восстановлении напряжения сети ток в нагрузку (на выход системы) начинает поступать от сетевого преобразователя 1 напряжения. Одновременно на выходе устройства 11 индикации неисправности входной сети пропадает сигнал неисправности. При этом на входе второго усилителя 7 напряжение также пропадает и обмотка 8 реле обесточивается. Через время, равное времени возврата реле, контакты 3 и 9 размыкаются. При этом аккумуляторная батарея 5 отключается от выходных клемм системы и остается соединенной только с зарядным устройством 4, которое обеспечивает доза- рядку аккумуляторной батареи 5.

Если пропадание напряжения сети будет кратковременным (на время, меньшее времени включения реле), то при наличии кратковременного сигнала неисправности сети тиристорный ключ 2 переключается в замкнутое состояние. Таким образом обеспечивается безобрывное электропитание нагрузки от аккумуляторной батареи 5. Одновременно с этим кратковременный сигнал неисправности сети поступает на первый вход триггера 13 и переключает его в состояние, обеспечивающее протекание тока через обмотку 8 реле. Хотя сигнал не

исправности кратковременный, меньше времени включения реле, однако под действием выходного напряжения триггера 13 ток через обмотку 8 реле протекает до тех пор, пока на второй вход триггера 13 не поступит сигнал с выхода интегратора 14, свидетельствующий о том, что тиристорный ключ шунтирован замкнутым контактом 3 реле и, следовательно, заперт. Только при поступлении такого сигнала на второй вход триггера 13, устанавливающего его в исходное состояние, прекращается ток через обмотку в реле.

Таким образом, в системе согласно изобретению обеспечивается одинаковый алго- ритм работы при пропадании напряжения сети на время, меньшее или большее времени включения реле,

При возникновении очередного пропадания напряжения сети к выходным клем- мам предлагаемой системы подключается каждый раз полностью заряженная аккумуляторная, батарея 5, которая обеспечивает электропитание нагрузки на максимальное время

Формула изобретения

Система резервированного электропитания постоянным током, содержащая сете- вой преобразователь напряжения, первая выходная клемма которого через параллельно соединенные тиристорный ключ и

10

5

15

20

5

0

первый замыкающий контакт реле соединены с первой выходной клеммой зарядного устройства и первой клеммой аккумуляторной батареи, вторая клемма которой соединена с вторыми выходными клеммами зарядного устройства и сетевого преобразователя напряжения, первый усилитель, выход которого соединен с входом управления тиристорного-ключа, второй усилитель, обмотку реле, первый вывод которой подключен к первой клемме аккумуляторной батареи, второй замыкающий контакт реле, элемент ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом устройства индикации неисправности входной сети, отличающая- с я тем, что, с целью повышения надежности безобрывного электропитания, введены блок запрета, триггер с раздельными входами и интегратор, при этом выход устройства индикации неисправности входной сети соединен с сигнальным входом блока запрета и с первым входом триггера, который выходом подключен к вторбму входу элемента ИЛИ, выход которого через второй усилитель подключен к второму выводу обмотки реле, первый и второй выводы второго замыкающего контакта реле соединены соответственно с второй клеммой аккумуляторной батареи и входом интегратора, который выходом подключен к второму входу триггера и управляющему входу блока запрета, выход которого соединен с входом первого усилителя.

Изобретение относится к электротехнической промышленности, в частности может быть использовано в системах гарантированного электропитания, где аккумуляторные батареи выполняют функцию аварийных источников питания на время отключения основного источника. Цель изобретения - повышение надежности безобрывного электропитания независимо от продолжительности аварийных отключений. Это обеспечивается за счет согласованной работы тиристорного и релейного ключей при введении в состав системы блока запрета, триггера и интегратора. 1 ил.