CS253160B1

CS253160B1 - Direct-current feeding connection with sectional battery

Info

Publication number: CS253160B1
Application number: CS852055A
Authority: CS
Inventors: Rudolf Trnka
Original assignee: Rudolf Trnka
Priority date: 1985-03-22
Filing date: 1985-03-22
Publication date: 1987-10-15
Also published as: CS205585A1

Abstract

Řešení se týká zapojení pro stejnosměrné napájení s dělenou baterií, k jejímž výstupům je připojen dobíječ, které obsahuje alespoň dva usměrňovače, jejichž výkonové výstupy jsou, každý přes svůj první výkonový spínač, připojeny jednak k první elektrodě výkonového ventilu, jehož druhá elektroda je připojena k odbočce baterie, jednak k prvnímu přívodu spotřebiče, jehož druhý přívod je uzemněn a jednak přes výkonový spínač baterie k zápornému výstupu baterie, jejíž kladný výstup je uzemněn, přičemž výkonové výstupy usměrňovačů, jejichž třetí výstupy jsou uzemněny, jsou zároveň, každý přes svůj druhý výkonový spínač, připojeny k zápornému výstupu baterie. Toto zapojení lze využít u všech systémů s dělenou baterií, které mají nejméně dva usměrňovače a napájejí spotřebič s ohmickým charakterem, zejména v telekomunikacích. Jeho podstata spočívá v tom, že signální výstupy každého z usměrňovačů jsou spojeny s ovládacími vstupy všech ostatních usměrňovačů.The solution relates to a DC connection power with the split battery to which it is the charger is connected to the outputs contains at least two rectifiers, of which: the power outputs are, each over its own first power switch, connected first to the power valve first electrode whose second electrode is connected to a branch on the one hand, and the first inlet on the other the appliance, whose second inlet is grounded and the battery power switch negative battery output, which is positive the output is grounded, with power outputs rectifiers whose third outputs are grounded, they are at the same time, each over their own second power switch, connected to negative battery output. This can be done Use for all split battery systems which have at least two rectifiers and power appliance with ohmic character especially in telecommunications. Its essence it is that the signal outputs of each from the rectifiers are connected to the controllers inputs of all other rectifiers.

Description

Vynález řeší zapojení pro stejnosměrné napájení s dělenou baterií, k jejímž výstupům je připojen dobíječ, které obsahuje alespoň dva usměrňovače, jejichž výkonové výstupy jsou, každý přes svůj první výkonový spínač, připojeny jednak k první elektrodě výkonového ventilu jehož druhá elektroda je připojena k odbočce baterie, jednak k prvnímu přívodu spotřebiče, jehož druhý přívod je uzemněn a jednak přes výkonový spínač baterie k zápornému výstupu baterie, jejíž kladný výstup je uzemněn, přičemž výkonové výstupy usměrňovačů, jejichž třetí výstupy jsou uzemněny, jsou zároveň, každý přes svůj druhý výkonový spínač, připojeny k zápornému výstupu baterie.The invention solves a DC power supply with a split battery, to the outputs of which is connected a charger comprising at least two rectifiers, whose power outputs, each via their first power switch, are connected to the first electrode of the power valve whose second electrode is connected to the battery tap , on the one hand to the first inlet of the appliance whose second inlet is grounded and, on the other hand, through the battery power switch to the negative output of the battery whose positive output is grounded, the power outputs of the rectifiers whose third outputs are grounded; connected to the negative battery output.

V současné době je známo zapojení stejnosměrného napájecího systému s dělenou baterií, ve kterém spotřebič stejnosměrného proudu je při normálním provozu napájen ze soustavy nejméně dvou usměrňovačů a je připojen přes polovodičový ventil k odbočce baterie.At present, it is known to connect a split battery DC power supply system in which the DC consumer is normally powered from a system of at least two rectifiers and connected via a semiconductor valve to a battery tap.

Celá baterie je dobíjena dobíječem. V případě přerušení napájení střídavým proudem je spotřebič napájen nejdříve z odbočky baterie přes polovodičový ventil a teprve po poklesu napětí na baterii se výkonovým spínačem připojuje ke spotřebiči celá baterie.The whole battery is recharged by a charger. In the event of interruption of the AC power supply, the appliance is powered first from the battery tap through the semiconductor valve and only after the battery voltage has dropped does the power switch connect the entire battery to the appliance.

Po návratu sítě odpojuje se celá baterie od spotřebiče, který opět zůstane připojen pouze k odbočce baterie přes polovodičový ventil.When the mains return, the entire battery is disconnected from the appliance, which remains connected only to the battery tap through the semiconductor valve.

Nabíjení baterie je prováděno tak, že se jeden, popřípadě více usměrňovačů odpojí ze soustavy napájející spotřebič a připojí se k celé baterii. Při nabíjení se usměrňovače přepí nají do provozního režimu nabíjení, při kterém zvyšují velikost výstupního napětí na hodnotu odpovídající nabíjecímu napětí celé baterie.Charging the battery is accomplished by disconnecting one or more rectifiers from the system supplying the appliance and connecting to the whole battery. During charging, the rectifiers switch to charging mode, increasing the output voltage to a value corresponding to the charging voltage of the whole battery.

V důsledku nabíjení zvyšuje se i napětí na odbočce baterie. Výstupní napětí soustavy usměrňovačů napájejících spotřebič musí být větší než napětí na odbočce baterie, aby neprotékal proud z nabíjejícího usměrňovače přes polovodičový ventil do spotřebiče, v důsledku čehož by se baterie nabíjela nerovnoměrně.Charging also increases the voltage at the battery tap. The output voltage of the rectifier system supplying the appliance must be greater than the voltage at the battery tap to prevent current flowing from the charging rectifier through the semiconductor valve to the appliance, causing the battery to charge unevenly.

Usměrňovače známých zapojení napájecího systému s dělenou baterií udržují tuto zvýšenou úroveň výstupního napětí i při provozním režimu normální provoz. To má v praxi za následek zbytečně velkou spotřebu elektrické energie ve spotřebičích, nejčastěji telefonních ústřednách .Rectifiers of known split-battery power supply systems maintain this elevated output voltage level even in normal operation mode. In practice, this results in unnecessarily high electricity consumption in appliances, most commonly telephone exchanges.

Uvedená nevýhoda je odstraněna zapojením podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že signální výstupy každého z usměrňovačů jsou spojeny s ovládacími vstupy všech ostatních usměrňovačů.This disadvantage is overcome by the circuit according to the invention, which is characterized in that the signal outputs of each of the rectifiers are connected to the control inputs of all the other rectifiers.

Výhodné vytvoření zapojení podle vynálezu spočívá v tom, že usměrňovač je opatřen obvodem proměnného poměru, k jehož výstupu je připojen regulátor výstupního napětí a jehož vstup regulované hodnoty je spojen s výkonovým výstupem usměrňovače, přičemž ke vstupu žádané hodnoty obvodu proměnného poměru je svým výstupem žádané hodnoty připojen řídicí obvod druhu provozního režimu, řídicí vstup obvodu proměnného poměru je spojen s ovládacím vstupem usměr ňovače a signální výstup řídicího obvodu druhu provozního režimu je spojen se signálním výstupem usměrňovače.An advantageous embodiment of the circuit according to the invention consists in that the rectifier is provided with a variable ratio circuit to which an output voltage regulator is connected and whose control value input is connected to the rectifier power output, wherein the variable ratio circuit setpoint input is a reference output. the operating mode control circuit is connected, the variable ratio circuit control input is coupled to the rectifier control input, and the operating mode control mode signal output is coupled to the rectifier signal output.

Hlavní výhoda zapojení podle vynálezu spočívá v tom, že při normálním režimu provozu je tímto zapojením napětí na spotřebiči udržováno na menší velikosti ve srovnání s dosud známými řešeními, čímž se zapojením podle vynálezu dosahuje úspory energie spotřebiči odebírané .The main advantage of the circuitry according to the invention is that, in the normal mode of operation, by this circuitry the voltage on the consumer is kept smaller than in the prior art solutions, thereby achieving the energy savings of the consumers consumed by the circuitry according to the invention.

Toho je dosaženo tím, že při normálním režimu provozu udržuje se napětí na spotřebiči na nižší velikosti než je velikost napětí na odbočce baterie při režimu provozu nabíjení, a pouze tehdy, je-li baterie nabíjena, zvyšuje se napětí na spotřebiči nad velikost napětí na odbočce baterie, což odpovídá napěřovým úrovním při použití dosud známých zapojení.This is achieved by keeping the voltage on the appliance lower than the voltage on the battery tap during charging mode in normal mode of operation, and only when the battery is charged does the voltage on the appliance increase above the tap voltage level battery, which corresponds to voltage levels using previously known connections.

Vynález je dále podrobněji vysvětlen na připojeném výkresu, kde na obr. 1 je schematicky znázorněn příklad zapojení podle vynálezu a na obr. 2 je schematicky znázorněn příklad zapojení usměrňovače, který je jednou ze součástí zapojení podle vynálezu.The invention is explained in more detail in the accompanying drawing, in which Fig. 1 schematically shows an example of the connection according to the invention and Fig. 2 schematically illustrates an example of the connection of a rectifier which is one part of the connection according to the invention.

Jak je z obr. 1 patrno, zapojení podle vynállezu obsahuje dva usměrňovače 2* Signální výstup 2 prvního usměrňovače 2 je spojen s ovládacím vstupem £ druhého usměrňovače 2 a signální výstup 2 druhého usměrňovače 1_ je spojen s ovládacím vstupem £ prvního usměrňovače 2·The signal output 2 of the first rectifier 2 is connected to the control input 4 of the second rectifier 2 and the signal output 2 of the second rectifier 7 is connected to the control input 4 of the first rectifier 2.

Výkonové výstupy 2 usměrňovačů _1 jsou, každý přes svůj první výkonový spínač 5, připojeny jednak k anodě diody, kterou je tvořen výkonový ventil 10 a jednak k prvnímu přívodu spotřebiče 13, jehož druhý přívod je spojen se zemním potenciálem.The power outputs 2 of the rectifiers 1 are each connected via their first power switch 5 to both the anode of the diode, which constitutes the power valve 10, and the first inlet of the consumer 13, the second of which is connected to earth potential.

Katoda výkonového ventilu 10 je připojena k odbočce 9 baterie Výkonové výstupy 2 usměrňovačů 2 jsou zároveň, každý přes svůj druhý výkonový spínač 6_, připojeny jednak k zápornému výstupu 2 baterie ]_, jejíž kladný výstup je spojen se zemním potenciálem a jednak k prvnímu vývodu dobíječe 12, jehož druhý vývod je spojen se zemním potenciálem.The power valve cathode 10 is connected to the battery tap 9 The power outputs 2 of the rectifiers 2 are simultaneously connected, via their second power switch 6, both to the negative output 2 of the battery 10, the positive output of which is connected to earth potential and to the first charger 12, the second terminal of which is connected to earth potential.

Anoda výkonového ventilu 10 je přes výkonový spínač 11 baterie 1_ spojena se záporným výstupem 2 baterie 7. Třetí výstupy obou usměrňovačů 2 jsou spojeny se zemním potenciálem.The anode of the power valve 10 is connected via the power switch 11 of the battery 7 to the negative output 2 of the battery 7. The third outputs of the two rectifiers 2 are connected to earth potential.

Každý z usměrňovačů 2 j^e opatřen obvodem 14 proměnného poměru, k jehož výstupu je připojen regulátor 21 výstupního napětí, a řídicím obvodem 18 druhu provozního režimu, jehož výstup 19 žádané hodnoty je připojen ke vstupu 17 žádané hodnoty obvodu 14 proměnného poměru.Each of the rectifier 2 ^e j circuit 14 comprises a variable ratio, the output of which is connected to controller 21, the output voltage control circuit 18 and the operating mode, the output 19 of the reference value is connected to the input 17 of circuit 14 setpoint variable ratio.

Řídicí vstup 15 obvodu 14 proměnného poměru je spojen s ovládacím vstupem 2 usměrňovače 2, vstup 16 regulované hodnoty obvodu 14 proměnného poměru je spojen s výkonovým výstupem 2 usměrňovače 2 ^a signální výstup 20 řídicího obvodu 18 druhu provozního režimu je spojen se signálním výstupem 2 usměrňovače 2·The control input 15 of the variable ratio circuit 14 is coupled to the control input 2 of the rectifier 2, the controlled value input 16 of the variable ratio circuit 14 is coupled to the power output 2 of the rectifier 2 ^{and the} signal output 20 of the operating mode control circuit 18 is coupled to the signal output 2 ·

Popsané zapojení pracuje tak, že při normálním režimu provozu jsou první i druhý usměrňovač 2 připojeny ke spotřebiči 13 svými prvními výkonovými spínači 2 usměrňovače 2» jejich druhé výkonové spínače 6 usměrňovače 2 jsou rozpojeny.The described circuit works in that in normal mode of operation both the first and second rectifiers 2 are connected to the consumer 13 by their first power switches 2 of the rectifier 2, and their second power switches 6 of the rectifier 2 are open.

Baterie ]_ j^e nabíjena například prvním usměrňovačem 2· První usměrňovač 2 přechází do režimu nabíjecího provozu na základě ručního zásahu nebo působením obvodů automatického řízení. První výkonový spínač 2 prvního usměrňovače 2 rozpíná, druhý výkonový spínač 2 prvního usměrňovače 2 spíná, první usměrňovač 2 se připojí svým výkonovým výstupem 2 usměrňovače 2 k zápornému výstupu 2 baterie T_ a zvyšuje své výstupní napětí.Battery] _ ^e j recharged example, the first rectifier 2 · first rectifier 2 passes under the charging operation based on a manual intervention or with automatic control. The first power switch 2 of the first rectifier 2 opens, the second power switch 2 of the first rectifier 2 closes, the first rectifier 2 connects with its power output 2 of the rectifier 2 to the negative output 2 of the battery T and increases its output voltage.

Současně je vedena informace o druhu provozního režimu ze signálního výstupu 2_ prvního usměrňovače 2 ^na ovládací vstup £ druhého usměrňovače 2/ který zvyšuje velikost napětí na svém výkonovém výstupu 2 usměrňovače 2 tak, aby jeho velikost byla větší nežli velikost napětí na odbočce 2 baterie 7_,Simultaneously, information about the mode of operation is provided from the signal output 2 of the first rectifier 2 ^{to the} control input 4 of the second rectifier 2, which increases the voltage at its power output 2 of the rectifier 2 so that it is greater than the voltage at the tap 2 of the battery 7.

Informace o provozním režimu nabíjení je přiváděna na signální výstup 2 usměrňovače 2 z řídicího obvodu 18 druhu provozního režimu prvního usměrňovače 2· Řídicí obvod 18 druhu provozního režimu prvního usměrňovače 2 zbyšuje při provozním režimu nabíjení žádanou hodnotu na svém výstupu 19 žádané hodnoty, podle které regulátor 21 výstupního napětí reguluje napětí na výkonovém výstupu 2 prvního usměrňovače 2·The charging mode information is supplied to the rectifier 2 signal output 2 from the first rectifier 2 operating mode control circuit 18. The operating mode of the first rectifier 2 operating mode control circuit 18 in the charging operating mode increases the setpoint at its setpoint output 19 according to which the controller 21 output voltage regulates the voltage at the power output 2 of the first rectifier 2 ·

Působením na řídicí vstup 15 obvodu 14 proměnného poměru druhého usměrňovače 2 se změní poměr vlivu žádané hodnoty, přiváděné na vstup 17 žádané hodnoty a regulované hodnoty, přiváděné na vstup 16 regulované hodnoty obvodu 14 proměnného poměru tak, že regulátor 21 výstupního napětí druhého usměrňovače 2 zvýší napětí na výkonovém výstupu 2 tohoto usměrňovačeBy acting on the control input 15 of the variable ratio circuit 14 of the second rectifier 2, the ratio of the set point applied to the set point input 17 and the control value supplied to the controlled value input 16 of the variable ratio circuit 14 changes so that the output voltage regulator 21 of the second rectifier 2 increases. voltage at power output 2 of this rectifier

1. Obdobná je funkce zapojení v případě, kdy baterii 7 nabíjí druhý usměrňovač 1.1. The wiring function is similar when the second rectifier 1 charges the battery 7.

253160 4253160 4

Jestliže zapojení obsahuje více než dva usměrňovače 2, jsou propojeny signální výstupy usměrňovače 2 každého z usměrňovačů 2 s ovládacími vstupy 2 usměrňovače 2 všech ostatních usměrňovačů 2, přičemž signály na ovládacích vstupech 2 usměrňovačů 2 se logicky sčítají.If the wiring comprises more than two rectifiers 2, the signal outputs of the rectifier 2 of each of the rectifiers 2 are connected to the control inputs 2 of the rectifier 2 of all other rectifiers 2, whereby the signals at the control inputs 2 of the rectifiers 2 are logically added.

Z toho potom vyplývá taková funkce, že jakmile jeden ze soustavy usměrňovačů 2 nabíjí baterii 2, to znamená že přejde do provozního režimu nabíjení, ostatní usměrňovače 2 provozované v normálním režimu provozu, zvýší své výstupní napětí.This then implies that as soon as one of the set of rectifiers 2 charges the battery 2, that is to say it enters the charging mode, the other rectifiers 2 operating in normal operating mode increase their output voltage.

Obvod 14 proměnného poměru může být tvořen odporovou kombinací, přičemž jeden odpor je zařazován nebo vyřazován paralelně nebo sériově připojeným spínačem, ovládaným z řídicího vstupu 15 obvodu 14 proměnného poměru.The variable ratio circuit 14 may be a resistive combination, one resistor being connected or disengaged in parallel or in series by a switch controlled from the control input 15 of the variable ratio circuit 14.

Skutečná hodnota napětí na výkonovém výstupu 2 usměrňovače 2 může být vedena na vstup 16 regulované hodnoty obvodu 14 proměnného poměru také přes řídicí obvod 16 druhu provozního režimu.The actual voltage value at the power output 2 of the rectifier 2 can also be applied to the controlled value input 16 of the variable ratio circuit 14 also via the operating mode control circuit 16.

Při provozním režimu, kdy je nabíjena baterie 2, nemusí část usměrňovačů 2, napájejících spotřebič Id' zvyšovat velikost výstupního napět! až nad velikost napětí na odbočce 2 baterie 2, ale o 0,5 až 0,7 V níže, což odpovídá úbytku napětí na výkonovém ventilu 10.In the operating mode in which the battery 2 is charged, the part of the rectifiers 2 supplying the appliance Id 'need not increase the output voltage! up to the voltage level at tap 2 of the battery 2, but 0.5 to 0.7 V below, corresponding to the voltage drop across the power valve 10.

Zapojení podle vynálezu je vhodné k využití u všech systémů s dělenou baterií, obsahujících nejméně dva usměrňovače a napájejících spotřebič s ohmickým charakterem. Je vhodné i při řešení, kdy jeden z usměrňovačů plní funkci usměrňovače řídicího a ostatní usměrňovače jsou jím vlečeny.The circuit according to the invention is suitable for use in all split battery systems comprising at least two rectifiers and supplying an ohmic device. It is also suitable for solutions where one of the rectifiers acts as a control rectifier and the other rectifiers are towed by it.

U napájecích systémů v telekomunikacích je spotřebič napájen ze záporného pólu zdroje, proto je výkonový ventil ve schématu na připojeném obr. 1 zakreslen s katodou připojenou k obočce baterie.In power supply systems in telecommunications, the appliance is powered from the negative pole of the source, therefore the power valve in the diagram in the attached Fig. 1 is plotted with a cathode connected to the battery ring.

Claims

1. A split battery DC power supply connected to a charger having at least two rectifiers, the power outputs of which, each via their first power switch, are connected to the first electrode of the power valve, the second electrode of which is connected to a branch the battery, to the first inlet of the appliance whose second inlet is grounded, and through the battery power switch to the negative output of the battery whose positive outlet is grounded, the power outputs of the rectifiers whose third outputs are grounded, each via their second power switch connected to the negative battery output, characterized in that the signal outputs (2) of each of the rectifiers (1) are connected to the control inputs (4) of all other rectifiers (1).

Wiring according to claim 1, characterized in that the rectifier (1) is provided with a variable ratio circuit (14) to which an output voltage regulator (21) is connected and whose input (16) of the controlled value is connected to a power output (3). a rectifier (1), wherein a control mode (18) of the operating mode type is connected to the setpoint input (17) of the variable ratio circuit (14) by its setpoint output (19), the control input (15) of the variable ratio circuit (14) being connected to the control input (4) of the rectifier (1) and the signal output (20) of the control mode (18) of the operating mode type is connected to the signal output (2) of the rectifier (1).