Устройство для питания нагрузки Советский патент 1980 года по МПК H02J7/34 

Изобретение относится к искробезопасной аппаратуре, а именно к устройствам, предназначенным для электропитания искробезопасньгх цепей шахтной автоматики. По основному авт. св. N 687533 известно устройство, содержащее сетевой источник питания, выходные клеммы для подключения нагрузки, батарею аккумуляторов, тиристорный узел ограничения энергии и реле отключения батареи, при этом шина минус сетевого источника питания соединена с отрицательной клеммой батареи аккумуляторов, а положительная выходная клемма .соединена с обмотками реле отключения батареи и тиристорным узлом ограничения энергии. В устройстве имеются также два ключа с одним входом, дополнительное реле, третий клю с двумя входами, узел слежения, счетчик времени и три диода, при этом вход счетчика времени соединен с шиной плюс сетевого источника питания, которая через первый диод соединена с дополнительным реле, узлом слежения и положительной выходной клеммой, а отрицательная выходная клемма через тиристорны узел ограничения энергии и размыкающий контакт дополнительного реле соединена с тремя вышеупомянутыми , отрицательной клеммой батареи аккумуляторов и через замыкающий контакт дополнительного реле со входом узла слежения, выход которого соединен с одним из входов третьего ключа, второй вход которого соединен с отрицательной клеммой, а выход его связан с обмоткой дополнительного реле, выход счетчика времени соединен со входом одного ключа, вход другого ключа через один контакт реле отключения батареи соединен с шиной плюс сетевого источника питания, а выходы этих ключей соединены с обмотками реле отключения батареи, причем положительная клемма батареи аккумуляторов через второй диод и другой контакт реле отключения батареи соединена с положительнойвыходной клеммой, третий диод соединен катодом с положительной клеммой батареи аккумуляторов, а анодом с шиной для подзаряда батареи от сетевого источника питания. При включенном напряжении сети нагрузка питается от сетевого источника питания. Батарея аккуму/Еяторов при этом подзаряжается по цепи подзаряда. В тот момент, когда пропадает напряжение сети, автоматически включается в цепь нагрузки батарея аккумуляторов и питание нагрузки осуществляется от этой батареи. При этом счетчик времени отсчитывает время разряда батареи аккумуляторов на нагрузку. В случае повторного включения напряжения сети нагрузка питается снова от сетевого источника тпашя, счетчик времени перестает отсчитывать время разряда, а батарея аккумуляторов подзаряжается. При последующем отключении напряжения сети батарея вновь разряжается на нагрузку, а счетчик времени продолжает отсчитывать время разряда нарастающим итогом. При достижении показания на счетчике, означающего величину максимального разряда, счетчик отключает батарею аккумуляторов от нагрузки. Из изложенного видно, что счетчик, учитывая нарастающим итогом исчерпание энергоресурса батареи аккумуляторов, не учитывает того факта, что при многократных отключениях и включениях напряжения сети происходит подзарядка батареи аккумуляторов, т.е. фактическое увеличение энергоресурса батареи. Таким образом учет нарастающим итогом величины разряда при многократных отключениях и вклю чениях напряжения сети приводит к преждевременному отключению батареи, аккумуляторов от нагрузки, т.е. когда фактический энергоресурс батареи далеко не исчерпан, что и являртся недостатком устройства. Цель изобретения - увеличение времени работы батареи аккумуляторов на нагрузку при многократных отключениях и включениях напряжения сети питания. Это достигается тем, что в известное устройство для питания нагрузки введены дещифратор минимального кода, дешифратор максималь ного кода, блок хране шя максимального кода, переключатель и элемент И, при этом один из входов счетчика времени соединен с щиной плюс сетевого источника питания через элемент И, выход счетчика времени соединен со входом одновходового ключа через дещифратор минимального кода, а через дещифратор макси мального кода - с другим входом счетчика времени, выход дешифратора минимального ко да подключен на вход элемента И, а блок хранения максимального кода через переключатель соединен с соответствующими установочными входами триггеров счетчика времени, На чертеже дана функциональная схема, пред лагаемого устройства. Устройство содержит сетевой источник питания 1, диоды 2, 3 и 4, батарею аккумуляторов 5, контакты 6 и 7, реле 8 отключения батареи ДОПО.ГШИтельное реле 9, одновходовые ключи 54 (например, транзисторные) 10 и 11, двухиходоой ключ 12, контакты 13 и 14 дополнителього реле 9, тиристорный узел ограничения нергии 15, узел с тежения 16 (например, транисторный усилитель постоянного тока) и счетик времени 17 (например, триггерный двоичый счетчик). В устройство введены дешифратор минимального кода 18, дешифратор максимального кода 19, блок хранения максимального кода 20, переключатель 21 и элемент И 22. Узлы и элементы соединены между собой следующим образом. Шина плюс сетевого источника питания 1 соединена с анодом диода 3, через элемент И с одним из входов счетчика времени 17 и контактом 7 реле отключения батареи 8, а катод диода 3 соединен, с контактом 6 реле 9, входами питания реле 8 и дополнительного реле 9, тиристорным узлом ограничения энергии 15, узлом слежения 16 и выходной положительной клеммой. Шина минус сетевого источника питания 1 соединена с отрицательной клеммой батареи аккумулятора 5, одновходовыми ключами 10 и 11, двухвходовым ключом 12 и через контакт 13 дополнительного реле 9 - с тиристорным узлом ограничения энергии 15. Отрицательная выходная клемма соединена с первым входом двухвходового ключа 12, контактом 14 реле 9 и тиристориым узлом ограничения энергии 15. Выход счетчика времени 17 соединен со входом одновходового ключа 11 через дещифратор минимального кода 18, а через дешифратор максимального кода 19 с другим входом того же счетчика времени. Выход дешифратора минимального кода 18 подключен на вход элемента И 22. Выход ключа 11 соединен с первой обмоткой реле 8. Контакт 7 реле 8 соединен со входом ключа 10, выход которого соединен со второй обмоткой реле 8. Контакт 14 реле 9 соединен со входом узла слежения 16, выход которого соединен со вторым входом двухвходового ключа 12. Выход ключа 12 соединен с обмоткой реле 9. Положительная клемма батареи аккумуляторов 5 соединена с катодом диода 2 и анодом диода 4. Катод диода 4 соединение контактом 6 реле 8. Шина подразряда сетевого источника питания 1 соединена с анодом диода 2. Блок хранения максимального кода 20 через переключатель 21 соединен с соответствующими установочными входами триггеров счетчика времени 17. Устройство работает следующим образом. При на.личии сетевого напряжения (нормальный режим работы), питание нагрузки по шинам плюс - минус источника и непрерывный подзаряд аккумуляторной батареи 5 выпрямленным током через диод 2 по цшне подзаряда . осуществляются от сетевого источника питания 1. В этом режиме ключи 10, 11 и 12

5765

Закрыты, обмотки реле 8 и реле 9 соответстьенно обесточены, и их контакты 6 и 13 замкнуты, а контакты 7 и 14 разомкнуты. При этом выходное напряжение сетевого источника питания по шине плюс выбрано несколько большим напряжения батареи аккумуляторов 5, в результате чего диод 4 заркыт и предотвращает разряд батареи аккумуляторов 5 через нагрузку.

При аварийном отключении напряжения с ши ны плюс сетевого источника питания 1 на вход счетчика времени 17 через схему И 22 поступает сигнал начала разряда батареи. С этого момента в счетчике времени 17 с соответствующей скоростью начинает уменьшаться число, соответствующее величине энергоресурса батареи аккумуляторов. При включении напряжения сети питания процесс разряда заканчивается и начинается процесс заряда батареи. При этом от шины плюс перестает поступать сигнал означающий разр;чд, батарея аккумуляторов начинает заряжаться от сети, а число, записанное в счетчике и означающее энергоресурс батареи, начинает увеличиваться с соответствующей скоростью. При достижении числа в счетчике, равного максимально допустимой величине заряда, дешифратор максимального кода 19 срабатьшает. Его выходной сигнал запрещает дальнейшее увеличение числа в счетчике времени. В случае повторных отключений сети питания и дестижении при этом числа в счетчике времени, соответствующего номинальной величине разряда батареи, срабатывает дешифратор минимального кода 18. Сигнал, образованный на его входе, отключает батарею аккумуляторов от нагрузки с помощью контакта 6 реле 8 и прекращает уменьшение числа в счетчике времени.

При первоначальной установке полностью заряженной батареи счетчик времени устанавливается в состояние, соответствующее максимально допустимой величине заряда батареи аккул1уляторов. Для обеспечения этого требования в устройство введены блок хранения максимального кода и переключатель для введения этого кода в счетчик.

Техникр-экономическое преимущество предлагаемого устройства заключается в увеличении времени работы батареи аккумуляторов на нагрузку по меньшей мере в 10 раз прн многократных аварийных отключе1шях-включеииях сети питания.

Формула изобретения

Устройство для питания нагрузки по авт. св. № 687533, отличающееся тем, что, с целью увеличения времени работы батареи аккумуляторов на нагрузку при многократных аварийных отключениях напряжения сети питания, в него введены дешифратор минимального кода, дешифратор максимального кода, блок хранения максимального кода, переключатель и элемент И, при этом один из входов счетчика времени соединен с шиной плюс сетевого источника питания через элемент И, выход счетчика времени соединен со входом одновходового ключа через дешифратор ми1шмального кода, а через дешифратор максимального кода - с другим входом счетчика времени, выход дешифратора минимального кода подключен на вход элемента И, а блок хранения максимального кода через переключатель соединен с соответствующими устано1вочными входами триггеров счетчика времени