Устройство для резервированного питания нагрузки Советский патент 1981 года по МПК H02J9/00 

Изобретение относится к устройствам аварийного или резервного энерго снабжения и может быть применено в приборах охранно-пожарной сигнализации. Известна система резервированного питания, содержащая источник постоян ного напряжения в виде выпрямителя с фильтром, резервный источник, блок подзаряда от сети переменного тока, стабилизатор напряжения с источником опорного напряжения и регулирующим узлом, выполненным на транзисторе, включенном между резервным источником и нагрузкой, сигнализатор разряд блок контроля за понижением напряжения, подключенный к резервному источ нику через контакты сигнализатора разряда, причем контакты блока контроля включены параллельно регулирующему узлу стабилизатора flj В этой системе при снижении сетевого напряжения ниже заданного уровня происходит переключение питания на резервный источник постоянного то ка, при этом величина напряжения на нагрузке сохраняется на минимальном уровне переключения, независимо от величины превышения напряжения на резервном источнике над заданным уровнем переключения. В этом случае на регулирующем узле, работающем в режиме стабилизации напряжения,рассеивается часть потребляемой от резервного источника мощности, что снижает эффективнос ть использования резервного источника. Наиболее близким решением технической задачи к предлагаемому является устройство для питания нагрузки с кратковременным резервированием, содержащее основной источник, выполненный в виде выпрямителя с фильтром, резервный источник постоянного тока, подключенный, к отрицательному выходу основного источника и к нагрузке, блок перек.гаочения, б.г1ок подзаряда, выход которого подк.гаочен ко второму входу блока перек.шочения и к положительному выходу.резервного источника постоянного тока, узел блокировки, включенный мея(ду положительным выходом основного источника и выходом блока перек.гаочения, блок управления, первый выход которого подключен к отрицательному выходу резервного источника постоянного тока, а второй выход подк.лючен к первому входу блока переключения, Олок контроля напряжения основного источника, подключенный к вьоходам сЭсновного источника, причем вход блока управления подключен к нагрузке и к выходу узла блокировки, а вход блока подзаряда соединен с: дополнительным выходом основ ного источника 23. Однако устройство обеспечивает резервирование от конденсаторных батарей с большими отклонениями напряжений на нагрузке от номинального на пряжения и не обеспечивает длительно Vo резервирования питания нагрузки, а также индикацию снижения напряжения на нагрузке ниже заданного уровня. Указанные недостатки снижают надежность работы устройства и ограничивают его применение в приборах охранно-пожарной сигнализации. Цель изобретения - повышение надежности. Поставленная цель достигается тем что в устройство для резервированного питания нагрузки, содержащее основной источник, выполненный в виде выпрямителя с фильтром, резервный ис то.чник постоянного, тока, подключенный .отрицательным выходом к отрицательному выходу основного источника и к нагрузке, блок переключения,блок подзаряда, выход которого подключен ко второму входу блока переключения и к положительному выходу резервного источника-постоянного тока, узел блокировки, включенный между положительным выходом основного источника и выходом блока переключения, блок управления, первый выход которого подключен к отрицательному выходу резервного источника постоянного то ка, а второй выход подключен к Перво му входу блока переключения, блок контроля напряжения основного источ .ника, подключенный к выходам оснойного источника, введены блок сравне ния, источник опорного напряжения, блок первоначального: включения и блок индикации, причем к первому входу блокд сравнения подключен выхо блока контроля напряжения основного источника, ко второму входу - первы выход источника опорного напряжения и выход блока первоначального включ ния, вход которого подключен к поло жительному выходу резервного источника постоянного тока, блок индикаций включен между отрицательным выход резервного источника постоянного то ка и вторым выходом источника опорного напряжения, первый вход которо го подключен к отрицательному выход основного источника, а второй - к вйходу узла блокировки и нагрузке, В.ХОД блока подзаряда подключен к по Л.ожительному выходу основного источ ника, выход блока сравнения подключен к входу блока управления. На чертеже представлена блок-схе ма устройства резервированного пита НИН для приборов охранно-пожарной сигнализации. Устройство содержит основной источник 1, выполненный в виде выпрямителя с фильтром, блок 2 контроля напряжения основного источника, блок .J сравнения, блок 4 управления, блок 5подзаряда, узел 6 блокировки, блок 7переключения, резервный источник 8постоянного тока, блок 9 первоначального включения, источник 10 опорного напряжения, блок 11 индикации, нагрузку 12. Входы блока 2 контроля напряжения подключены, к выходам основного источника 1, выход блока 2контроля напряжения подключен к первому входу блока 3 сравнения,второй вход блока 3 сравнения подключен к первому выходу источника 10 опорного напряже.ния и- к выходу блока 9 первоначального включения выход блока 3сравнения подключен ко входу блока 4управления, первый выход которого подключен к отрицательному выходу выпрямителя с фильтром, а второй выход - к первому входу блока 7 переключения, второй вход блока 7 переключения подключен к положительному выходу резервного источника 8, а выход - к первому входу узла 6 блокировки, второй вход узла 6 блокировки подключен к положительному выходу выпрямителя с фильтром и соединен с входом блока 5 подзаряда, выход узла 6блокировки подключен к первому входу источника 10 опорного напряжения и к первому входу нагрузки 12, выход блока 5 подзаряда подключен к положительному выходу резервного источника 8постоянного тока и к входу блока 9первоначального включения, первый вход блока 11 индикации подключен ко второму выходу источника 10 опорного напряжения, второй вход, - к отрицательному выходу выпрямителя с фильтром, к отрицательному выходу резервного источника 8 и к второму входу нагрузки 12, второй вход источника 10опорного напряжения подключен к отрицательному Выходу выпрямителя с фильтром. После включения устройства при наличии номинального напряжения сети с выходов вьшрямителя с фильтром напряжение питания прикладывается к входам блока 2 контроля напряжения и через узел 6 блокировки к нагрузке 12 Vi источнику 10 опорного напряжения. На первом выходе источника 10 опорного напряжения формируется стабилизированное опорное напряжение,которое подается на второй вход блока 3 сравнения. Одновременно на выходе блока 2 контроля напряжения формируется постоянное напряжение, пропорциональное напряжению на выходе выпрямителя -с фильтром, которое подается на первый вход блока 3 сравнения. Блок 3 сравнения производит сравнение поступающих на два его входа напряжений и вырабатывает сигнал,подаваемый на вход блока 4 управления. При величине напря-жения на выходах выпрямителя с фильтром выше мин tмaльного рабочего напряжения с выхода блока 3 сравнения управляющий сигнал на вход блока 4 управления не подается, поэтому со второго выхода блока 4 управления не поступает сигнал на вход Олока 7 переключения. В этом случае .блок переключения отключает резервный источник 8 постоянного тока от нагрузки. При снижении напряжения сети ниже заданного уровня напряжение на выходе блока 2 контроля напряжения уменьшается, что приводит к появлению на входе блока 4 управления управляющего сигнала. Блок 4 .управления формирует сигнал, поступающий на вход блока 7 переключения. В этом случае блок 7 переключения подключает резервный источник 8 постоянного тока через узел 6 блокировки к нагрузке 12. Падение напряжения между.вторым входом и выходом блока

7переключения и первым входом и выходом узла 6 блокировки при питании нагрузки 12 от резервного источника

8постоянного тока мало ,поэтому практически все напряжение резервного источника 8 постоянного тока прикладывается к нагрузке 12.Величина напряжения на нагрузке, при котором происходит переключение с сетевого на резервное питание, определяется параметрами блока 3 сравнения, блока 2 контроля напряжения, источника 10 опорного напряжения и устанавливается заранее в процессе эксплуатации остается постоянной и не зависит от напряжения

на резервном источнике В постоянного тока. На вход блока 11 индикации поступает со второго выхода источника опорного напряжейия 10 сигнал, параметры которого зависят от величины питающего напряжения. Блок 11 индикации осуществляет анализ величины этого сигнала и индикацию его изменения соответствующую снижению напряжения питания нагрузки 12 до определенного минимального значения. Блок 5 подзаряда осуществляет восстановление и поддержание номинального значения напряжения на резервном источнике 8 постоянного тока при питании нагрузки от сети. Узел б блокировки предотвращает протекание тока в блок 2 контроля напряжения при питании нагрузки 12 от резервного источника 8 постоянного тока, что обеспечивает поддержание блока 7 переключения во включенном состоянии и повышает экономичность использования резервного источника В постоянного тока.

При включении устройства в отсутствие сетевого источника питания с выхода блока 9 первоначального включения подается на вто.рой вход блока

3 сравнения напряжение, приводящее к выдаче сигнала управления с выхода блока 3 сравнения на вход блока 4 управления, а с его выхода на вход блока 7 переключения. Блок 7 переключения подключает резервный источник 8 постоянного тока через узел 6 блокировки к нагрузке 12 и источнику 10 опорного напряжения, с первого выхода которого напряжение подается на вход блока 3 сравнения, что обесoпечивает поддержание постоянного выходного сигнала на входе блока 4 управления, а через него на входе блока 7 переключения и поддержание последнего в открытом состоянии.

5

Применение предлагаемого устройства позволяет повысить надежность работы устройства резервированного питания и эффективность использования резервного источника постоянного то0ка .

Формула изобретения

5

Устройство для резервированного питания нагрузки, содержащее основной источник, выполненный в виде выпрямителя с фильтром, резервный источник постоянного тока, подключенный отрицательным выходом к отрицательному

0 выходу основного ис.точника и к нагрузке, блок переключения, блок подзаряда, выход которого подключен ко второму входу блока переключейия и к по-ложительному выходу резервного источ5ника постоянного тока, узел блокировки, включенный между положительным выходом основного источника и выходом блока переключения, блок управления, первый выход которого подключен

0 к отрицательному выходу резервного источника постоянного тока, а второй выход подключен к первому входу блока переключения, блок контроля напряжения основного источника, подключенный к выходам основного источника,

5 отличайщееся тем, что,с целью повышения надежности, в него введены блок сравнения, источник опорного напряжения, блок первоначального включения и блок индикации, при0чем к первому входу блока сравнения подключен выход блока контроля напряжения основного источника, ко второму входу - первый выход источника опорного напряжения и выход блока

5 первоначального включения, вход которого подключен к положительному выходу резервного источника постоянного тока, блок индикации включен между отрицатель.ным выходом/ резервного источника постоянного тока и вторым выходом источника опорного напряжения, первый вход которого подключен к отрицательному выходу основного источника, а второй - к выходу узла блокировки и нагрузке, вход блока подзаряда подключен к положительному выходу основного источника,выход блока сравнения пoдк пoчeн к входу блока управления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

свидетельство СССР 02 J 9/00, 1972.

свидетельство СССР

02 J 9/00, 1976 (про