УСТРОЙСТВО для ПИТАНИЯ НАГРУЗКИпостоянным током Советский патент 1972 года по МПК H02J7/10 

Известно устройство для питания нагрузки постоянным током, содержащее источник питания, связанный через зарядный узел с резервной аккумуляторной батареей, в разрядную цепь которой включен шунт, и дополнительную аккумуляторную батарею.

Недостатки этого устройства - невысокая точность и низкая надежность.

Цель изобретения - повышение точности и надежности работы устройства.

Это достигается тем, что:

1.Устройство снабжено дифференциальным усилителем, базы транзисторов которого подсоединены соответственно к двум делителям напряжения, на которые подано стабилизированное напряжение резервной аккумуляторной батареи, причем один из делителей напряжения включен последовательно с шунтом, второй конец которого подсоединен к общей точке эмиттеров транзисторов, а выход дифференциального усилителя связан с двухкаскадным усилителем, выход которого подсоединен к дополнительной аккумуляторной батарее, управляющей в процессе разряда с помощью контактного реле режимом форсированного заряда резервной аккумуляторной батареи.

ляторной батареи выполнена на транзисторе, эмиттер которого соединен с сопротивлением, последовательно включенным в цепь этой батареи, а ее отключение от зарядной цепи осуществляется с помощью транзистора, база которого соединена с делителем напряжения, подключенным к источнику питания стабилизированным напряжением.

3.Устройство содержит узел управления зарядом резервной аккумуляторной батареи, состоящий из транзистора, коллектор которого подсоединен к реле, подключающему на форсированный заряд, а база связана с разрядной цеиыо дополнительной аккумуляторной

батареи через эмиттер-коллекторный переход второго транзистора, базовая цепь которого подключена к источнику питания стабилизированным напряжением.

4.Устройство снабжено заряжаемой от источника иитания второй дополнительной аккумуляторной батареей, включаемой на разряд ручным выключателем и управляющей процессом форсированного заряда резервной аккумуляторной батареи.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства, на фиг. 2 - электрическая схема его, на фиг. 3 - блок-схема варианта устройства.

рядные устройства 2, 3 (2 - зарядное устройство с продолжительным режимом, 3- с кратковременным режимом), аккумуляторную батарею 4, предназначенную для иитания на случай неиснравности аварийной сети 5 потребителя через шунт 6. Пунктиром иоказапа цепь формирования и интегрирования во времени сигнала, пропорционального току батареи 4. Эта цепь, кроме шунта 6, содержит дифференциальный усилитель напряжения 7, соединенный с преобразователем напрян ение - ток 8, выдающим ток в запол1инаюш.ий аккумулятор 9 во время разрядки батареи 4.

Дифференциальный усилитель 7 и преобразователь напряжение - ток 8 получают смещение от источника стабилизированного папряжения 10, причем это стабилизированное напряжение можно снимать с батареи 4, когда последняя выдает ток. Реле 11 служит для детектирования при отсутствии тока сети.

Запоминающий аккумулятор 9, который заряжается во время работы батареи, соединеп с органом управления 12, позволяющим во время включения сети призводить кратковременную перезарядку батареи через зарядное устройство 5. При нормальной работе сети обмотка LI реле 11 возбуждена, его контакты /Сь /(2 разомкнуты (фиг. 2). Батарея 4 питается через зарядное устройство 2, работающее в продолжительном режиме, поскольку контакты Ki и К2 разомкнуты, цепи 7 и 8 не получают смещепия и запоминающий аккумулятор 9 не заряжается.

Сразу же после выключения сети обмотка LI обесточивается, контакты Ki, Kz и Кз, замыкаются и через контакт Кз батарея 4 запитывает сеть потребителя 5.

Одновременно через замкнутые контакты Ki и KZ поступает смещение на усилители 7 и 5 от источника стабилизированного напряжения на диодах DI, D, питаемого от батареи, так как реле 11 контроля сети является детектором при отсутствии напряжения в сети 1, т. е .на время /, при условии, что это время не превышает времени /м полной разрядки батареи 4.

Сопротивления ь Rz, Rz и R и потенциометр Р можно регулировать таким образом, чтобы базы транзисторов Т и TZ получили одинаковый потенциал, когда через щуптпроходит ток, равный, например, половине номинального разрядного тока батареи 4. Ток, идущий по сопротивлению R,, делится тогда между сопротивлениями RQ и RT, и потенциалы коллекторов обоих транзисторов становятся одинаковыми. Шунт 6 рассчитан для создания очень малого падения напряжения, например, порядка 0,1 в, при номинальном токе.

При прохождении разрядного тока /р батареи к потребителю через щунт 6 падение напряжения на зажимах щунта складывается со стабилизированным напряжением, подаваемым на делитель i-Р-Rz между точкой М и общей точкой DI и 8. Напряжение между базой и эмиттером транзистора Г| надает, п

ток в транзисторе 7, уменьшается; иадение напряже1П1я на сопротивлении R-, снижается, и. ток в транзисторе Tg и на сопротивлении / возрастает. Потенциал, поданный на базу транзистора Гз, становится более положительным, т. е. уменьшается величина смещения. Транзистор Гз управляет потенциалом базы транзистора Г, который становится более положительным, и через аккумулятор 9

протекает ток заряда /.

Па транзистор Т подается смещение через сопротивление , и через транзистор Т проходит весь или часть тока смещения, в зависимости от состояния дифференциального

усилителя 7.

Сопротивление RIQ ограничивает максимальный зарядный ток аккумулятора 9, в частности, в случае значительных пиков тока в потребителя.

Диод DI предотвращает разрядку аккумулятора 9 по цепям усилителя, в то время как стабилизированпые напряжения на зажимах диодов DI и DZ выключаются при подключении сети.

Запоминаюн,ий аккумулятор, - который вначале полностью разряжен, заряжается количеством электричества, равным I-t, и его емкость выбирается примерно вдвое больше величины , являющейся значе1П1ем максимальиого заряда батареи 4.

Элемент 6 преобразует ток /, проходящий через него (от батареи к потребителю), в сигнал с напряжением U, который строго пропорционален /,) и возникает на зажимах М

и N. Сигнал напряжения U усиливается усилителями 7, а затем 8, в ток /. Этот ток поступает в запомииающий аккумулятор 9, который интегрирует его во времени и заряжается.

Запоминающий аккумулятор соедииен с разрядной цепью содержащей сопротивления Ri и R{z, через контакт K, также управляемый обмоткой Li реле //. Эта цепь соединена с цепью управления на транзисторах Ту и Гб;

база транзистора Гд соединена с общей точкой сопротивлений ц и R{-2, а его эмиттер - с точкой N. Коллектор транзистора Т-, соединен, с одной стороны, с общей точкой зарядного устройства 2 продолжительного режима

и зарядного устройства 3 кратковременного режима через сопротивление и контакт /Сз реле // и, с другой стороны, с базой транзистора Гб.

Сопротивление также соединено через сопротивление R и обмотку LZ реле управления 12 с коллектором транзистора Ге, а эмиттер последнего связан с точкой Л . Обмотке LZ управляет контактом /Сд, подключающим

зарядное устройство 3 к сети переменного тока.

При возникновении тока в сети / обмотка LI реле // снова возбуждается, контакты К, /Са и -размыкаются, обрывая питание усибителя; одновременно два других контакта К,, и Хб реле // замыкаются.

Через замкнутый контакт К аккумулятор 9 разряжается на сопротивления R . Это ведет к подаче смещения на транзистор Г;„ который закорачивает цепь смещения транзистора Tf,; последний, оказавшись запертым, управляет включением зарядного устройства 3 кратковременного режима. Управление осуществляется с помощью рале 12, которое при отсутствии в нем тока замыкает свой контакт К&, который, в свою очерс:;ь, подает напряжение питания на зарядное устройство 3 or сети /.

К концу разрядки запсм.;1нлющего аккумулятора 9 транзистор Tf, зчмпэается и отпирает транзистор Гб, благодаря чему реле 12 снова возбуждается и размыкает контакт /Се, прекращая кратковременную зарядку батареи 4. Зарядка продолжается тогда в продолжительном режиме от зарядного устройства 2. Сопротивления и R служат для ограничения тока в транзисторах f-, и ТеСопротивление is, включенное последовательно с контактом K-i, служит для выбора режима работы диода DZ при разрядке батареи. Сопротивления Ric, и служат для выбора оптимального режима работы транзисторов Г, Гз и 7.1 соответственно.

Другой вариант предлагаемого устройства (фиг. 3) содержит еще один источник 13 стабилизированного напряжения, который в присутствии напряжения сети получает питание по добавочной цепи и напряжепие с которого поступает на разделительный каскад 14, цепь разрядки 15, концентратор 16 и цепь задержки 17 с ручным управлением. В этом BajinanTe устранено реле //, чувствительное к наличию напряжения сети.

При восстановлении после включения напряжения сети этот источник 13 воздействует на элемент 14, разрывая цепь зарядки аккумулятора 9, и на элементы 15 и 16, так что цепь разрядки 15 запоминающего аккумулятора 9 передает информацию с носледиего в концентратор 16, включающий кратковременный режим зарядки схемы 2-3. Это разрешение может быть также выдано цепью задержки 17 с ручным управлением через элемент 16.

Цепь задержки 17 нозволяет заряжать батарею, когда запоминающее устройство еще пе заряжено при разрядке бата11ей. Это может быть в случае, когда установка остается в течение некоторого времени отключенной от сети и когда саморазрядка батареи не компенсируется зарядкой в продолжительном режиме.

Устройство 18 не является необходимым, но позволяет усовершенствовать работу концентратора 16 и зарядного усчройства 2-3,

позволяя во время зарядки батареи постоянным током в определенных случаях (например, при высокой температуре батареи) прервать зарядку в кратковременном режиме, если батарея зарядилась, для избежания ее перегрузки.

Пред м е т изобретен и я

10

1.Устройство для питания пагрузки постоянным током, содержащее источник питания, связанный через зарядный узел с резервной аккумуляторной батареей, в разрядную

цепь которой включен шунт, и дополнительную аккумуляторную батарею, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и надежности работы, оно снабжено дифференциальным усилителем, базы транзисторов которого подключены соответственно к двум делителям напряжения, включенным на стабилизированное напряжение резервной аккумуляторной батарее, причем один из делителей напряжения включен последовательно с указанным шунтом, второй конец которого подсоединен к общей точке эмиттеров транзисторов, а выход дифференциального усилителя связан с двухкаскадным усилителем, выход которого подсоединен к дополнительной аккумуляториой батарее, управляющей в процессе разряда с помощью контактного реле режимом форсированного заряда резервной аккумуляторной батареи.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что разрядпая цепь дополнительной аккумуляторной батареи выполнена на транзисторе, эмиттер которого соединен с сопротивлением, последовательно включенным в цепь этой батареи, а ее отключение от зарядной цепи осуществляется с помоп1ью транзистора, база которого соединена с делителем напряжения, подключенным к стабилизированному источнику напряжения питания.

3.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно содержит узел управления зарядом

резервной аккумуляторной батареи, состоящий из транзистора, коллектор которого подсоединен к реле, подключающему батарею на форсированный заряд, а база связана с разрядной цепью дополнительной аккумуляториой батареи через эмиттер-коллекторный переход второго транзистора, базовая цепь которого подключена к стабилизированному источнику напряжения питания.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что опо снабжено заряжаемой от источника питания второй дополнительной аккумуляторной батареей, включаемой па разряд ручным выключателем и управляющей процессом форсированного заряда резервной аккумуляторной батареи.

Г

Pue 3