Источник вторичного электропитания

 

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в источниках резервного питания. Содержит датчик состояния питающей сети, регулируемый преобразователь, узел включения и выключения, узел заряд-разряд аккумуляторной батареи, устройство управления переходом нагрузки с сети питания на аккумуляторную батарею и наоборот, выполненное на компараторах. Преобразователь подключен к нагрузке через разделительный диод, к аноду которого первым концом включена цепь заряда аккумуляторной батареи, состоящая из последовательно включенной части обмотки дросселя индуктивно-емкостного фильтра преобразователя и диода, параллельно которым включен конденсатор, второй конец цепи заряда аккумуляторной батареи через ограничительный резистор подключен к плюсовой клемме аккумуляторной батареи, разрядная цепь аккумуляторной батареи коллектором транзистора подключена к катоду разделительного диода, эмиттером транзистора к плюсовой клемме аккумуляторной батареи, базовый выход транзистора подключен к компараторам определения энергетического состояния преобразователя и аккумуляторной батареи через ключ. Это позволяет подключить нагрузку к аккумуляторной батарее без дополнительных элементов непосредственно к транзистору управления разрядом аккумулятора в заданных пределах разряда, что является техническим результатом. 1 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в системах охранной сигнализации. Известен источник вторичного электропитания, содержащий резервный и сетевой усилители мощности, подключенные к одному силовому трансформатору, узел заряд-разряд аккумуляторной батареи [1] .

Недостатками данного устройства являются большие габариты, сложность конструкции и большое время перехода питания с одного источника на другой, так как через узел заряд-разряд по разным цепям питаются сильноточные узлы устройства.

Наиболее близким является источник вторичного электропитания, содержащий датчик состояния питающей сети, регулируемый преобразователь, узел включения и выключения, узел заряд-разряд аккумуляторной батареи и устройство управления переходом питания нагрузки с сети на аккумуляторную батарею и наоборот, выполненные на компараторах [2].

Недостатком данного источника является сложность схемы, т.к. контроль заряда, разряда и отключения батареи при глубоком разряде необходимо вести различными устройствами.

Предлагаемая конструкция источника вторичного электропитания направлена на устранение указанных выше недостатков. Это достигается тем, что в источнике вторичного электропитания, содержащем датчик состояния питающей сети, регулируемый преобразователь, узел включения и выключения, узел заряд-разряд аккумуляторной батареи, устройство управления переходом питания нагрузки с сети на аккумуляторную батарею и наоборот, выполненные на компараторах, выход связи преобразователя подключен к нагрузке через разделительный диод, к аноду которого первым концом включена цепь заряда аккумуляторной батареи, состоящая из последовательно включенной части обмотки дросселя индуктивно-емкостного фильтра преобразователя и диода, параллельно которым включен конденсатор, второй конец цепи заряда аккумуляторной батареи через ограничительный резистор подключен к плюсовой клемме аккумуляторной батареи, разрядная цепь аккумуляторной батареи коллектором транзистора подключена к катоду разделительного диода, эмиттером транзистора к плюсовой клемме аккумуляторной батареи, базовый выход транзистора подключен к компараторам определения энергетического состояния преобразователя и аккумуляторной батареи через ключ.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый источник вторичного электропитания отличается наличием новых элементов и связей, что позволяет вести заряд аккумуляторной батареи без подстроечных элементов прямо с выхода преобразователя, подключить аккумуляторную батарею к нагрузке через транзистор и исключен переходной процесс.

Таким образом заявляемый источник вторичного электропитания соответствует критерию "Новизны". Сравнение заявляемого решения с другими техническими решениями показывает, что все элементы широко известны, однако их введение в указанной связи с остальными элементами схемы в заявляемый источник вторичного электропитания позволяет с минимальными затратами вести заряд аккумуляторной батареи и без переходного процесса переводить питание в рабочем режиме с одного источника на другой.

Это позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию "существенные отличия".

На чертеже представлена схема источника вторичного электропитания, который содержит: шину входного напряжения 1, преобразователь 2, шину 3 блокировки преобразователя 2, индуктивно-емкостной фильтр 4 преобразователя 2, датчик состояния питающей сети 5, компаратор 6 блокировки преобразователя 2, шину 7 блокировки преобразователя 2, аккумуляторную батарею 8, компаратор 9 включения разряда аккумуляторной батареи 8,
шину управления 10 компаратором 9,
компаратор 11 аварийного отключения аккумуляторной батареи,
транзистор 12 разряда аккумуляторной батареи 8,
ключ 13 включения транзистора 12 разряда аккумуляторной батареи 8,
шины 14, 15 связи компараторов 9, 11 ключом 13,
диод 16 зарядной цепи аккумуляторной батареи 8,
шину связи 17 обмотки индуктивно-емкостного фильтра 4 с диодом 16,
резистор 18 ограничения начального тока аккумуляторной батареи 8,
шину 19 контроля аккумуляторной батареи 8 и аварийного состояния выходной цепи,
разделительный диод 20,
конденсатор 21 цепи заряда аккумуляторной батареи 8,
конденсатор 22,
диоды 23, 24 сборки питания компараторов.

Источник вторичного электропитания работает следующим образом: при достижении входного напряжения на шине 1 заданного уровня датчик состояния питающей сети 5 выключает компаратор 6 блокировки преобразователя 2, который включает преобразователь 2, выключает компаратор 9 включения разряда аккумуляторной батареи 8, который выключает ключ 13 включения транзистора 12 разряда аккумуляторной батареи 8. На выходе преобразователя 2 появляется выходное напряжение, которое складывается с выпрямленным на диоде 16 и сглаженным конденсатором 21 напряжением части обмотки дросселя индуктивно-емкостного фильтра 4, и через резистор 18 ограничения начального тока подается на заряд аккумуляторной батареи 8. Сумма напряжений на разделительном диоде 20 и конденсаторе 21 блокирует появление обратного напряжения на транзисторе 12 при разряженной аккумуляторной батарее 8, исключая появление неуправляемого зарядного тока аккумуляторной батареи 8. Через разделительный диод 20 напряжение с преобразователя 2 поступает на нагрузку. При снижении уровня напряжения сети или выключении его датчик 5 включает компаратор 6, блокируя преобразователь 2. Через компаратор 6 по шине 10 включается компаратор 9, включая по шине 14 ключ 13, который открывает транзистор 12, через который напряжение с аккумуляторной батареи 8 подается на нагрузку.

По мере разряда аккумуляторной батареи 8 напряжение на нагрузке уменьшается и при достижении заданного уровня по шине 19 выключается компаратор 11, по шине 15 отключается ключ 13, который закрывает транзистор 12, тем самым блокирует процесс глубокого разряда аккумуляторной батареи 8. При восстановлении уровня питающей сети процесс восстановления напряжения на выходе преобразователя 2 и заряд аккумуляторной батареи 8 повторяется.

Макетный образец заявляемого источника вторичного электропитания прошел испытания и показал, что при всех равных параметрах с устройством аналогичного назначения имеет меньшее количество оборудования.

Источники информации
1. Авторские свидетельство SU 1596423 A1 СССР.

2. Патент RU N 2095848.

Формула изобретения

Источник вторичного электропитания, содержащий датчик состояния питающей сети, регулируемый преобразователь, узел включения и выключения, цепь заряда аккумуляторной батареи и транзистор разряда аккумуляторной батареи, устройство управления переходом нагрузки с сети питания на аккумуляторную батарею и наоборот, выполненное на компараторах определения энергетического состояния преобразователя и аккумуляторной батареи, отличающийся тем, что выход преобразователя подключен к нагрузке через разделительный диод, к аноду которого первым концом включена цепь заряда аккумуляторной батареи, состоящая из последовательно включенной части обмотки дросселя индуктивно-емкостного фильтра преобразователя и диода, параллельно которым включен конденсатор, второй конец цепи заряда аккумуляторной батареи через ограничительный резистор подключен к плюсовой клемме аккумуляторной батареи, транзистор разряда аккумуляторной батареи коллектором подключен к катоду разделительного диода, эмиттером - к плюсовой клемме аккумуляторной батареи, базовый выход транзистора подключен к компараторам определения энергетического состояния преобразователя и аккумуляторной батареи через ключ.

РИСУНКИ

Рисунок 1