Устройство резервирования электропитания Советский патент 1979 года по МПК H02J9/06 

(54) УСТРОЙСТВО РЕЗЕРВИРОВАНИЯ ЭЛЕКа РО.ПИТАНИЯ Кроме того, в контактах переключателей возможно искрение, создающее радиопомехи. Целью изобретения являетея пойышенйенадежности и быстродействия. Для этого в устройство резервирования электропитания, содержащее силовой трансформатор в цепи основного источника, статический преобpasoBlTeplb тока с выходным т рансф01Щ Ь Ьм, соединенный с 1 ё: |Щ вным источником постоянного тока, реле напряжения, дoпoлнитeлtнo введены выпрямители напряжения основного и резервного источников, выпрямитель напряжения цепей управления и конденсатор, силовой трансформатор дополнительно снабжен обмоткой управления, а реле напряжения содержит составной транзистор и ограничитель напряжения, причем управляющая обмотка силового трансформатора соединена через выпрямиАёль цепей управления и ограничитель напряжения с входом составярго транзистора, выход которого вклю чен в первичную цепь преобразователя резервного источника постоянного тока, вход выпрямителя основного источника подключен,к вторичной обмотке силового трансформатора, вы хоАы выпрямителей напряжения основ ного и резервного источников соедннёнй параллельйо и зашуятированы ко ндёнсатбром. . . На чертеже приведено устройство резервирования электропитания, прин ;ципиальная схема.;: : ;: .,-.;;-; Устройство .состоит из силового трансформатора 1 напряжения электро сети с тремя обмотками; первичной 2 и двух вторичных - основн;эй 3 и обмоткой управления 4, нагрузочного резистора 5, резистора б рямителя напряжения основного источ ника 7, соста вного транзистора, сос тоящего из транзистора 8 предварите ного усилителя Достоянного тока и транзистора 9 электронного клича, диода 10 выпрямителя напряжения цепей управления, конденсатора 11, вс могательного фильтра, разря;цного ре 3«cTot a 12, ограничителя напряжения содержащего балластный резистор -13 стабилитрон 14, статического преобразователя 15 тока, выходного трая(сформатора 16 преобразователя 15 тока с двумя обмотками: первичной 17 и вторичной 18, выпрямителя нап1 яжеййя резервного источника 19 и конденсатора 20 основного фильтра Устройство резервирования Электр питания работает следующим образом. Переменное напряжение. (Ur.) эле тросети подводится к обмотке 2 форматора 1 и, тран сформирован ное до необходимой веЬ1йгчйн ы, с оЫмоткй 3 данйОго трансформатора поступает на диодный мост 7 для выпрямления. На выход этого моста подключен koHденсатор 20, фильтрующий выпрямленное напряжение Um,ix поступающее далее с данного конденсатора на полезную нагрузку потребителя электроэнергии. С обмотки 4 трансформатора 1 переменное напряжение подводится к диоду 10, включенному по схеме однополупериодного выпрямителя, выпрямляется данным диодом и сглаживается конденсатором 11, параллельно которому включен резистор 12, служащий для разряда указанного конденсатора (при аварийном исчезновении или значительном понижении напряжения сети). ; С конденсатора 11 через резистор 13 и стабилитрон 14 (находящийся в состоянии пробоя) выпрямленное напряжение подводится к базе - колЛектору транзистора 8. При этом на базу поступит положительный знак, и на коллектор - отрицательный знак выпрямленного напряжения, в результате чего транзистор 8 будет заперт. Одновременно окажется запертым второй транзистор 9, соединенный с транзисiTopOM 8 по схеме составного транзистора. Резистор 5, включенный аа выходе Ограничителя напряжения (между базой и коллектором транзистора 8), необходим для создания замкнутой цепи, iB которую включен стабилитрон 14, ,для поддержанияВ ней необходимого тока после пробоя стабилитрона. Другой путь для этого тока через переход база-коллектор запертого тран.зистора 8 будет прегражден напряжением обратного смещения на данном переходе. Следовательно, при наличии переменного напряжения в сети и подведенном к устройству резервирования электропитания, постоянном напряжении .( и 6 ) от аккумуляторной б 1Тареи ток в цепи: аккумуляторная батарёя - вход преобразователя 15 переход - эмиттер-коллектор транзистора - 9 - аккумуляторная батарея, проходить не будет, так как этот транзистор будет заперт - данный преобразователь работать не будет. То же произойдет и тогда, когда ;переменное напряжение сети полностью не исчезнет, а только понизится до минимально допустимого его значения, при котором стабилитрон 14 ещё не выйдет из состояния пробоя, и в этом случае тока пробоя в цепи стабилитрона 14 будет достаточно, чтобы создать на резисторе 5, а следовательно, и на составном транзисторе (8-9) необходимоезапиргиощее напряжение. При полном исчезновении переменного напряжения сети или пониже56НИИ его до величины ниже минимально допустимой исчезнет или понизится постоянное напряжение на конденсаторе 11 и резисторе 12. Стабилитрон 14 выйдет из состояния пробоя и обратное сопротивление его намного возрастет. В результате ток в цепи данного стабилитрона резко снизится до величины, недостаточной для создания на резисторе 5 и составном транзисторе (8-9) запирающего напряжения. При этом откроется транзистор 8, на коллектор которого непосредственно подан отрицательный знак, на эмиттер через резистор 6 - положительный знак и на базу через резистор 5 - отпирающий отрицательный знак напряжения аккумуляторной батареи. Одновременно откроется и транзистор 9, на коллектор которого подан отрицательный знак, на эмиттер - через входное сопротив ление преобразователя 15 - поло жительный знак и на базу в основном через сопротивление перехода эмиттер-коллектор открытого транзистора 8 - отпирающий отрицательный зна батареи. Транзисторы 8 и 9 будут находить в режиме насыщения при минимальных мощностях рассеиваемых на их рабочих переходах. Преобразователь 15 начнет работать, получая питание от аккумулято ной батареи. Отпиракяцее напряжение от аккумуляторной батареи в базовых цепях транзисторов 8 - 9 tio абсолютной величине должно быть меньшим запира щего напряжения в тех же цепях, под водимого к ним отоднополупериодного выпрямителя через ограничитель напряжения. По знакам эти напряжения противоположны друг другу. Выходное переменное напряжение р ботающего преобразователя 15, разви ваемое на обмотке 17 трансформатора 16,трансформированное до необходимо величины, с обмотки 18 поступает на диодный мост 19 для выпрямления. Выпрямленный ток от выхода данно го моста, сглаженный конденсатором 20, будет проходить Только через нагрузку потребителя. Другой путь для него исключается, потому что диодные мосты 7, 19 по прямой проводимости включены навстречу друг друг и при работе от основного до резерв ного источника питания выпрямленные токи от любого работающего диодного моста не будут проходить по цепи неработающего диодного моста, вследствие того,что их проводимости в яапра лении прямого тока будут взаимно противоположны. Применение статинеского преобразователя 15 тока в устройстве резервирования электропитания вызвано тем, что на нагрузке потребителя электроэнергии выпрямленное напряжение должно быгь постоянным и не зависит от того, какой первичный источник тока - основной или резервный - используется в какое-либо время. Выходное напряжение преобразователя может быть установлено необходимой величины и; может отличат ьс я в широких пределах от напряжения первичного источника тока а.ккумуляторной бат:ареи. Это дает возможность легко согласовать величины напряжений на выходах диодных мостов 7 и I9. Кроме этого, применение преобразователя тока исклйчает гальвани- ческую связь аккумуляторной батареи с нагрузкой потребителя электроэяер-. гии. При восстановлений нап яжения сети до значения не ниже допустимого минимального вновь появится постоянное напряжение от выпрямителя с диодом 10 на базовых цепях транзисторов 8 и 9, которое запрет их. В результате ток от аккумуляторной батареи в цепи преобразователя 15 прекратитс и riarpysKia потребителя вновь будет питаться от основного источника тоКа - от электросети, через диодный мост 7. Формула изобретения Устройство резервирования электропитания, содержащее силовой трансформатор в цепиосновного источника, статический преобразователь тока с выходным трансформатором, соединенный с резервным источником постоянного тока, реле напряжения, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и. быстродействия, в него дополнительно введены выпрямители Напряжения основного и резервного источников, выпрямитель.напряжения цепей управления и конденсатор, силовой Т1 ансформатор дополнительно снабжен обмоткой управления, а реле напряжения содержит составной транзистор я ограничитель напряжения, причём управляющая обмотка силового трансформатора соединена через выпрямитель цепей управления и ограничитель напряжения с входом составного транзистора, выход которого включен в первичную цепь преобразователя резервного источника постоянного тока, вход выпрямителя основного источника подключен к вторичной обмотке силового трансформатора, выходы выпрямителей напряжения основногбИ резервного источников соединены параллельно и зашунгированы конденсатором. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Варзам А. В. Системная автоЭнергияатика, . 135. 2.. Картотека обмена опытом на железнодорожном транспорте, выпуск 98, 92, Трансжелдориздат, i960. 6616848 Система резервирования электропита ния аппаратуры поездной радиосвязи стационарных пунктов.