Автономный источник питания шахтной аппаратуры

 

СОК)3 СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (5р 4 Е 21 F 17/04 Н 02 1 7/ОО ф р „

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ товым генератором, двумя элементами

И и двумя развязывающими диодами, а блок защиты от глубокого разряда состоит из узла опорного напряжения и двух компараторов, причем вторая аккумуляторная батарея отрицательным выводом соединена с одноименной шиной источника напряжения, а положительный выводом через вторые ключевой элемент и ограничительный резистор - с положительной шиной источн.: ка напряжения, оба диода анодами подключены соответственно к положительным выводам аккумуляторных батарей, а их катоды соединены вместе

Я и подключены к входу узла опорного напряжения и положительным выводам питания логических элементов И и КЛИНЕ, генератор тактовых импульсов С подключен к положительной и отрицательной шинам источника напряжения, Я а выход генератора соединен с входами элементов И, другие входы которых соединены с инверсными выходами счетчиков, входами элементов ИЛИ-HE u управляющими входами ключевых элементов, выход каждого элемента ИЛИ-HE подключен к второму входу другого элемента КПИ-НЕ и к управляк.зим ,входам исполнительных ключевых элепараторов соединены с входами установки нуля счетчиков импульсов, выходы элементов И подключены к информационным входам счетчиков импульсов, положительный вывод каждой аккумуляГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ. (21) 3876880/22-03 ,(22) 03.04.85

;(46) 30.08.86. Бюл. Ф 32 (71) Научно-производственное объединение о созданию и выпуску средств автоматизации горных машин Автоматгормаш (72) А.В.Жадан и В.И.Огийчук (53) 621. 311 ° 4 (088. 8) (56) Аппаратура и средства шахтной связи. Обзор. Механизация и автоматизация производственных процессов.

И.: ЦНИЭИУголь, 1971, с. 40-42.

Авторское свидетельство СССР

У 1003246, кл. Н 02 J 7/00, 1981. (54) (57) АВТОНОМНЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ

ШАХТНОЙ АППАРАТУРЫ, содержащий аккумуляторную батарею, подключенную отрицательным выводом к отрицательной шине источника постоянного напряжения, а положительным выводом через ограничительный резистор и ключевой элемент к положительной шине источника напряжения, исполнительный ключевой элемент, счетчик импульсов, выход которого соединен с входом элемента ИЛИ-НЕ, выход которого подключен к управляющему входу исполнительного ключевого элемента, и блок защиты от глубокого разряда, соединенный с аккумуляторной батарей, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности в работе, он снабжен вторыми аккумуляторной батареей, ключевым элементом, исполнительным ключевым элементом, ограничительным резистором, счетчиком импульсов и элементом ИЛИ-НЕ, а также эмнттерным повторителем, так„„SU„„1254177 А 1 ментов, выход узла опорного напряжения соединен с одноименными входами

М компараторов,другой входкаядого из которых соединен с соответствующей аккумуляторной батареей, выходы комторной батареи через соответ-, ствующий исполнительный ключевой элемент соединен с базой транзистора эмиттерного повторителя, эмиттер которого подключен к одному из выводов

177 нагрузки, другой вывод которой соединен с отрицательной шиной нсточника напряжения,а к. ллектор транзистора эмиттерного повторителя соединен с по-, ложительной шинойисточника напряжения, Изобретение относится к горной электротехнике и автоматике и может быть применено для электропитания аппаратуры забойной автоматики, а также в других областях, где необходимо использовать аккумуляторные батареи для питания нагрузки при временном отсутствии напряжения питающей сети.

Цель изобретения — повьпиение надежности в работе.

На чертеже изображена функциональ ная схема устройства.

Устройство питается от источника постоянного напряжения и состоит из генератора 1 тактовых импульсов, ключевых элементов 2 и 3,- исполнительных ключевых элементов 4 и 5, ог раничительных резисторов 6 и 7, эмиттерного повторителя 8, диодов 9 и 10, устройства 11 защиты от глубокого разряда, нагрузки 12, аккумуляторных батарей 13 и 14, устройства

15 управления, состоящего из двух логических элементов И 16 и 17, счетчиков 18 и 19 импульсов и двух логических элементов ИЛИ-НЕ 20 и 21.

Устройство 11 защиты от глубокого разряда состоит из узла 22 опорного напряжения и компараторов 23 и 24.

Змиттерный повторитель 8 содержит транзистор 25 и резистор 26.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии аккумуляторные батареи 13 и 14 заряжены, счетчики 18 и 19 импульсов заполнены. Напряжение питания на устройство 15 управления поступает с аккумуляторных батарей 13 и 14 через диоды 9 и 10.

Так как счетчики 18 и 19 импульсов заполнены, то на их инверсном выходе присутствует сигнал логического нули, который с выхода счетчика 18 импульсов поступает на один из входов логического элемента И 16 и на управляющий вход ключевого элемента 2, который закрыт этим сигналом, а импульсы с генератора 1 импульсов не поступают через логический элемент

И 16 на вход счетчика 18 импульсов.

Таким же образом сигнал логического нуля с инверсного выхода счетчика 19

10, импульсов поступает на вход ключевого элемента 3 (он закрыт) и на вход логического элемента И 17, на второй вход которого поступает сигнал с генератора 1 тактовых импульсов. На информационном входе счетчика 19 . импульсов импульсы отсутствуют, Сигнал логического нуля с выхода счетчика 18 импульсов также поступает на вход логического элемента ИЛИ-НЕ 20, а с выхода счетчика 19 импульсов на вход логического элемента ИЛИНЕ 21. Элементы 20 и 21 образуют триггер, причем при наличии на его входах единичных сигналов на выходах существуют сигналы логического нуля.

В описываемом состоянии на входы элементов ИЛИ-НЕ 20 и 21 поступают со счетчиков сигналы логического нуля, следовательно, на выходе одного нэ элементов ИЛИ-НЕ 20 и 21 должен присутствовать сигнал логической единицы. Допустим, что на выходе ло-. гического элемента ИЛИ-НЕ 20 присутствует сигнал логической единицы, а на выходе элемента ИЛИ-НЕ 21 - логического нуля, Следовательно, выходной сигнал с элемента ИЛИ-НЕ 20 вклю" чает испспнительный ключевой элемент 4.

Напряжение с аккумуляторной батареи 13 поступает через исполнительный ключевой элемент 4 на базу трен» знстора 25 эмиттерного повторителя

B. При наличии напряжения U „,,,ток

3 12541 потребляемый от аккумуляторной батареи, равен

М Ц ак P

S где P — коэ4@ициент усиления транзистора 25 по току, I . — ток нагрузки.

Н

Ток, протекающий через резистор 26, можно не учитывать, так как сопротив. 10 ление данного резистора выбирается на порядок выпе входного сопротивления транзистора в данной схеме включения. Следовательно, при наличии напряжения питания потребляемый нагрузкой ток от аккумуляторной батареи незначителен, так как р в современных транзисторах может достигать величины 100-1000 ° При отсутствии U ток в нагрузку 12 поступает через базоэмиттерный переход транзистора 25 от аккумуляторной батареи 13, следовательно, I = 1 н

Напряжение на аккумуляторной бата- 2 рее 13 контролируется компаратором

23, на второй вход которого поступает сигнал узла 22 опорного напряжения.

Когда уровень напряжения на аккумуляторной батарее 13 станет виже допусти-30 мого уровня разряда, на выходе компаратора 23 появляется сигнал уровня логической единицы, поступающий на вход установки нуля счетчика 18 импульсов. После сброса на инверсном выходе счетчика 18 импульсов появляется сигнал логической единицы, который включает ключевой элемент 2 и поступает на входы логических элемен:тов И 16 и ИЛИ-НЕ 20. Триггер- на эле- 4о ментах 20 и 21 переключается. Сигнал логической единицы появляется на выхо77 де элемента ИЛИ-НЕ 21 и поступает на вход исполнительного ключевого элемента 5, а на выходе элемента ИЛИНЕ 20 исчезает. Исполнительный ключевой элемент 4 отключается, а исполнительный элемент 5 включается. Аккумуляторная батарея 13 заряжается через резистор 6 стабильным током, равным номинальному току заряда аккумулятора.

Одновременно импульсы с генератора 1; тактовых импульсов через логический элемент И 16 чоступают на информационный вход счетчика 18 импульсов. Импульсы счета отсутствуют, когда нет напряжения питания, следовательно, отсутствует ток заряда аккумуляторной батареи 13. Длительность заряда номинальным током определяется частотой генератора и разрядностью счетчика и равна поспортному значению в зависимости от типа аккумуляторов.

После заряда аккумуляторной батареи 13 происходит отключение ее цепи заряда и она подключается к нагрузке только при разряде аккумуляторной батареи 14, которая подключается к зарядной цепи. При длительном отсутствии напряжения питания аккумуляторные батареи 13 и 14 могут оказаться разряженными, тогда сигналы логической единицы с выходов счетчиков 18 и

19 импульсов поступают одновременно на логические элементы ИЛИ-НЕ 20 и

21 следовательно, на входе этих элементов сигналы логической единицы отсутствуют и исполнительные ключевые элементы 4 и 5 не подключают аккумуляторные батареи к нагрузке,. и только после того, как одна из них зарядится (один из счетчиков импульсов заполнится), она будет подключена к разрядной цепи.

1254177

Составитель Г.Кунапаров

Техред Д.Сердюкова Корректор М. Демчик

-Редактор Е.Копча

Тираж 436 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5.

Заказ 4699/37

Производственно-полиграфическое предприятие, r, Ужгород, ул. Проектная, 4