Система резервированного электропитания постоянным током Советский патент 1982 года по МПК G05F1/58 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к системам электропитания средств автоматики, вычислительной техники и связи. .

Известна система резервированного электропитания, содержащая основной источник постоянного напряжения в виде выпрямителя и резервный источник в виде аккумуляторной батареи, а также вольтодобавочный зарядный выпрямитель и стабилизатор напряжения в составе измерительноусилительного блока, регулирующего TI согласующего транзисторов, при этом регулирующий транзистор включен между аккумуляторной батареей и нагрузкой, вход вольтодобавочного зарядного выпрямителя подключен к сети переменного тока, а его вход параллельно регулирующему транзистору-.

Эта система осуществляет питание потребителей постоянного тока от сети переменного тока через выпрямитель, а при отсутствии напряжения сети - от аккумуляторной батареи через стабилизатор. При наличии напряжения сети регулирующий транзистор стабилизатора удерживается в закрытом состоянии выходным напряжением

выпрямителя, при этом обеспечивает-, ся заряд аккумуляторной батареи с помощью вольтодобавочного зарядного выпрямителя И

Наиболее близким техническим решением к изобретению является система резервированного электропитания постоянным током, содержащая управляемый трансформаторно-выпрямитель10ный блок, выход которого подключен к входу стабилизатора напряжения, состоящего из регулирующего и согласующего транзисторов, токоограничивающего трехполюсника коллекторного пи15тания согласующего транзистора и измерительно-усилительного блока;, подключенного к выходу стабилизатора, аккумуляторную батарею, вольтсщобавочный зарядный выпрямитель и выход20ные предохранители в цепи регулирующего транзистора стабилизатора tfl .

Недостатком известной системы является наличие динамической нестабильности выходного напряжения, харак25теризующейся крутыми перепадами напряжения.

Цель изобретения - упрощение, повышение стабильности и надежности

30 работы системы. Поставленная цель достигается тем что выход вольтодобавочного зарядног вйпрямителя включен между первым полюсом аккумуляторной батареи и точко соединения управляемой группы вентилей трансформаторно-выпрямительного блока с эмиттером регулирующего тран зистора, точка соединения коллектора регулирующего транзистора и выходных предохранителей соединена через диод со средним выводом вторичной обмот,ки трансформаторно-выпрямительного блока, причем неуправляемая группа вентилей и второй полюс аккумулятор ной батареи подключены к противоположной выходной шине системы, а токо ограничивающий трехполюсник подключе между этой шиной и эмиттером регулирующего транзистора, при этом в систему введен блок автоматического пер ключения режимов аккумуляторной батареи, первый вход которого подключен к сети переменного тока; второй вход - к аккумуляторной батарее, его первый выход состоит из замыкающих контактов, включенных последовательно с входом вольтодобавочного зарядного выпрямителя, а его второй выход состоит из параллельно соединенных тиристора и размыкающих контактов подключейных параллельно выходу вольтодобавочного зарядного выпрями теля. На чертеже приведена принципиальная электрическая схема системы резервированного электропитания посто.янным током. Система содержит управляемый тран ,сформаторно-выпрямительный блок 1, аккумуляторную батарею 2, стабилизатор 3 в составе регулирующего 4 и сосласующего 5 транзисторов, токоограничивающего трехполюсника 6 коллекторного питания согласующего транзистора 5 и измерительно-усилительного блока 7, а между полюсом аккумуляторной батареи 2 и точкой соединения управляемой группы вентилей 8 с трехполюсником 6 и эмиттером регулирующего транзистора 4 вклю чен выход вольтодобавочного зарядного выпрямителя 9. Точка соединения коллектора регулирующего транзистора 4 и выходных предохранителей 10 и 11 соединена через диод 12 со сред ним (нулевым) выводом ЬЗ вторичной обмотки управляемого трансформаторно-выпрямительного блока 1, при этом неуправляемая группа вентилей 14 под ключена к общей противоположной выходной шине Г5 системы. Введенный в систему блок 16 автом тического переключателя режимов аккумуляторной батареи содержит замыкающие контакты 17- на входе выпрямителя 9, а также размыкающие контакты 18 и тиристор 19 на выходе указанного выпрямителя. К разъему 20 подключается сеть переменного тока, а между шиной 15 и предохранителями 10 и 11 нагрузки 21 и 22 (потребители постоянного тока). Вход 23 блока 16 подключен к разъему 20 переменного тока, а вход 24 - к аккумуляторной батарее . Система работает следующим образом. В нормальном режиме работы (при наличии напряжения сети переменного тока) нагрузки 21 и 22 получают питание от сети через трансформаторновыпрямительный блок 1, регулирующий транзистор 4 стабилизатора 3 и предохранители 10 и 11. При этом напряжение между средним (нулевым) выводом 13 вторичной обмотки и шиной 15 меньше выходного напряжения системы (диод 12 заперт и на работу системы не влияет). При возникновении токовой перегрузки или коротком замыкании на выходе системы (через предохранитель 10 или 11) трехполюсник б, ограничивая ТОК коллектора согласующего транзистора 5 и базы регулирующего транзистора 4, осуществляет ограничение тока регулирующего транзистора 4. Во время уменьшения выходного напряжения, вызванного процессом токовой перегрузки, вступает в работу диод 12, который создает цепь тока через неуправляемую группу вентилей 14 к среднему (нулевому) выводу 13 вторичной обмотки, чем обеспечивается ускорение срабатывания предохранителя 10 или 11 и уменьшение времени токовой перегрузки регулирующего транзистора 4. При этом трехполюсник б не подвергается изменениям выходного напряжения, что повышает стабильность его работы и стабилизатора 3 в целом. Это улучшает стабильность выходного напряжения при работе на импульсную нагрузку. При наличии напряжения сети на входе 23 блок 16 автоматического переключения режимов, замыкая контакты 17 и размыкая контакты 18, создает режим заряда аккумуляторной батарей 2 суммарным напряжением последовательно включенных выходов блока 1 и выпрямителя 9. Таким образом, осуществляется одновременно питание потребителей через эегулирующий транзистор стабилизатора и заряд аккумуля гор,ной батареи минуя регулирующий транзистор. При заданном уровне напряжения аккумуляторной батареи, поступающего на вход 24, блок 16 переводит контакты 17 и 18 в исходное состояние, осуществляя автоматический перевод аккумуляторной батареи 2 из режима заряда в режим буферной работы с блоком 1. При этом аккумуляторная

батарея 2 переходит в режим непрерывного подзаряда, а потребители 21 и 22 продолжают получать питание через регулирующий транзистор 4. Этот режим является основным и наиболее продолжительным по времени. Наличие аккумуляторной батареи 2 на входе стабилизатора 3 улучша ет качество выходного напряжения в установившемся и переходном процессе работы сиетемы.

При пропадании напряжения сети переменного тока возможны два случая: аккумуляторная батарея находится в режиме заряда или в режиме буферной работы. Если аккумуляторная батарея находится в режиме зарядау то блок 16, реа:гируя на пропадание сигнала на входе 23, включает тиристор 19, а затем размыкает контакт 17 и замыкает контакт 18. Тиристор 19 осуществляет быстродействующее, без перерыва питания,, подключение аккуляторной батареи 2 к входу .стабилизатора 3, а контакты 17 и 18 соответственно выключают выпрямитель 9 и тиристор 19. Повышенное напряжение находившейся в заряде аккумуляторной батареи ограничивается регулирующим транзистором 4 на заданном уровне стабилизации выходного напряжения. Если аккумуляторная батарея находитс в режиме буферной работы, то она переходит в режим заряда без дополнительной коммутации. Напряжение на нагрузках 21 и 22 в процессе разряда снижается плавно, по мере разряда аккумуляторной батареи 2.

При восстановлении напряжения сети ток в нагрузки 21 и 22 начинает поступать от трансформаторно-выпрямительного блока 1, а появление сигнала на входе 23 приводит к. включени режима заряда аккумуляторной батареи как было описано, с последующим автоматическим переходом врежим буферной работы.

Формула изобретения

Система резервированного электро- Q питания постоянным током, содержащая управляемый трансформаторно-выпрямительный блок, выход которого подключен к входу стабилизатора напряжения, состоящего из регулирующего и согласующего транзисторов, токоограничивающего трехполюсника коллекторного питания согласующего тран зистора и измерительно-усилительного блока, подключенного к выходу стабилизатора, аккумуляторную батарею, вольтодобавочный зарядный выпрямитель и выходные предохранители в цепи регулирующего транзистора стабилизатора, Отличающаяся тем что, с целью упрощения и повышения стабильности и надежности работы системы, выход вольтодобавочного зарядного выпрямителя включен между первым полюсом аккумуляторной батареи и точкой соединения управляемой группы вентилей трансфррматорно-выпрямительного блока с эмиттером регулирующего транзистора, точка соединения коллектора регулирующего транзистора и выходных предохранителей соединена через диод со средним выводом вторичной обмотки трансформаторно-выпрямительного блока, причем неуправляемая группа вентилей и второй полвос аккумуляторной батареи подключены к противоположной выходной шине системы, а токоограничивающий трехполюснйк подключен между этой шиной и эмиттером регулирующего транзистора, при этом в систему введен блок автоматического переключения режимов аккумуляторной батареи, первый вход которого подключен к сети переменного тока, второй вход - к аккумуляторной батарее, его первый выход состоит из замыкающих контактов, включенных последовательно с входом вольтодобавочного зарядного выпрямителя, а его второй выход состоит из параллельно соединенных тиристоров и размыкающих контактов, подключенных параллельно выходу вольтодобавочного зарядного выпрямителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 445036, кл. G 05 F, 1974.

2 Блок БПА-Д. Техническое описание и инструкция по эксплуатации ХЯ 2.106.465 ТО, лист 9-13, 1976.