RU2143774C1 - Device for no-break power supply to heavy- current, low-voltage dc loads incorporating provision for automatic throwing fast-response stand-by power in operation - Google Patents
Device for no-break power supply to heavy- current, low-voltage dc loads incorporating provision for automatic throwing fast-response stand-by power in operation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2143774C1 RU2143774C1 RU97121469A RU97121469A RU2143774C1 RU 2143774 C1 RU2143774 C1 RU 2143774C1 RU 97121469 A RU97121469 A RU 97121469A RU 97121469 A RU97121469 A RU 97121469A RU 2143774 C1 RU2143774 C1 RU 2143774C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- power supply
- voltage
- power
- diode
- break
- Prior art date
Links
Landscapes
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для питания потребителей постоянного тока категории 1-A при высоких требованиях к качеству электроэнергии (ЭЭ). The invention relates to the field of electrical engineering and can be used to power direct current consumers of category 1-A with high requirements for the quality of electricity (EE).
Известно устройство для гарантированного электропитания сильноточного низковольтного потребителя постоянного тока, содержащее сетевой преобразователь, быстродействующую систему резервного электропитания (аккумуляторные батареи), разделительные диоды отделяющие их от нагрузки [1]. A device is known for guaranteed power supply to a high-current low-voltage direct current consumer, comprising a network converter, a fast-acting backup power system (rechargeable batteries), isolation diodes separating them from the load [1].
Недостатки известного устройства: при отказе основного источника ЭЭ (ИЭЭ) или сетевого преобразователя время работы нагрузки от аккумуляторных батарей (АБ) незначительно и переход питания нагрузки с сети на АБ, и наоборот, сопровождается скачком напряжения на шинах гарантированного питания (ШГП). The disadvantages of the known device: in case of failure of the main source of EE (IEE) or network converter, the operating time of the load from the batteries (AB) is insignificant and the transfer of load power from the network to the AB, and vice versa, is accompanied by a voltage surge on the buses of guaranteed power supply (SHP).
Наиболее близким по технической сущности к заявленному устройству является выбранное в качестве прототипа устройство для гарантированного электропитания потребителя постоянного тока [2], содержащее преобразователь напряжения сети в постоянное напряжение, систему быстродействующего резервного электропитания, буферную АБ работающие на ШГП через разделительные диоды. The closest in technical essence to the claimed device is the selected device as a prototype device for guaranteed power supply to a direct current consumer [2], which contains a network voltage to DC voltage converter, a high-speed backup power supply system, and a backup battery operating on SHGPs through isolation diodes.
Недостатки прототипа следующие. Во время перехода с сети на резервный ИЭЭ возможно ухудшение качества ЭЭ за счет разницы напряжении сети, АБ и системы резервного электропитания. Если время по приведению в рабочее состояние резервного источника составляет доли секунды или единицы секунды, то использование буферных АБ значительно усложняет устройство и ухудшает его массогабаритные характеристики. The disadvantages of the prototype are as follows. During the transition from the network to the backup IEE, the quality of the EE may be deteriorated due to the difference in the voltage of the network, the battery and the backup power system. If the time taken to bring the backup source into operation is a fraction of a second or units of a second, then the use of buffer batteries significantly complicates the device and worsens its overall dimensions.
Целью изобретения является повышение надежности и качества электроснабжения при коммутации в устройстве электропитания и нагрузке, улучшение массогабаритных характеристик устройства. The aim of the invention is to increase the reliability and quality of power supply during switching in the power supply device and the load, to improve the overall dimensions of the device.
Указанная цель достигается тем, что из устройства для электропитания сильноточной низковольтной нагрузки постоянного тока, содержащего преобразователь ЭЭ сети в постоянное напряжение, быстродействующую систему резервного электропитания, подключенные через преобразователь и разделительные диоды на ШГП, исключены АБ, находящаяся в буферном режиме работы и ее разделительный диод, оно снабжено дополнительно емкостным накопителем ЭЭ (ЕНЭ), включающим размыкающий контакт, соединяющий одним выводом 1-й вывод зарядного резистора, а другим выводом выход сетевого преобразователя до разделительного диода, замыкающий контакт, соединяющий одним выводом выход резервной системы электропитания до разделительного диода, а другим выводом 1-й вывод зарядного резистора, зарядный резистор другим выводом подключен к точке соединения ЕНЭ и его разделительного диода. This goal is achieved by the fact that from the device for powering a high-current low-voltage load of direct current, containing an EE-to-DC converter, a fast-acting backup power system connected through a converter and isolation diodes to SHG, the battery in the buffer operation mode and its isolation diode are excluded , it is equipped with an additional capacitive drive EE (CES), including an NC contact connecting one output of the 1st output of the charging resistor, and the other in vodom network output transducer to the separating diode, make contact connecting one terminal of the output power backup system before separation of the diode and the other terminal of the 1st output charging resistor, the other terminal of the charging resistor is connected to a connection point UNE and its separation diode.
Примеры технической реализации системы управления контактами рассмотрены в [1, 2]. Examples of technical implementation of the contact management system are considered in [1, 2].
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявленное устройство отличается наличием новых элементов: ЕНЭ, зарядного резистора, размыкающего и замыкающего контактов, исключением буферной АБ и ее разделительного диода. Comparative analysis with the prototype shows that the claimed device is characterized by the presence of new elements: CES, a charging resistor, opening and closing contacts, with the exception of the buffer battery and its isolation diode.
Таким образом, заявленное устройство соответствует критерию изобретения "новизна". Сравнение заявленного решения с другими техническими решениями показывает, что известны устройства гарантированного электропитания потребителей постоянного тока с быстродействующими резервными ИЭЭ, подключенными через преобразователи и разделительные диоды на ШГП [2], однако при введении ЕНЭ и их цепей заряда в указанные связи с остальными элементами, исключение буферной АБ и ее раздельного диода в заявляемом устройстве для электропитания потребителей постоянного тока 1-A категории, вышеуказанное устройство проявляет новые свойства, реализующие цель. Thus, the claimed device meets the criteria of the invention of "novelty." Comparison of the claimed solution with other technical solutions shows that devices of guaranteed power supply to direct current consumers with high-speed standby IEEs connected through converters and diodes to SHGPs are known [2], however, with the introduction of the CES and their charge circuits in these connections with other elements, an exception buffer AB and its separate diode in the inventive device for power supply of direct current consumers of 1-A category, the above device exhibits new properties, realizing the goal.
Поиск технических решений в смежных и других областях техники выявил уникальность отличительных признаков заявляемого технического решения, что соответствует критерию "изобретательской уровень". На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема устройства гарантированного электропитания потребителей постоянного тока, где;
1 - сетевой преобразователь;
2 - система резервного электропитания;
3 - разделительные диоды сетевого преобразователя и системы резервного электропитания;
4 - шины гарантированного питания;
5 - емкостный накопитель энергии;
6 - разделительный диод емкостного накопителя энергии;
7 - зарядный резистор;
8 - размыкающий контакт;
9 - замыкающий контакт.The search for technical solutions in related and other fields of technology has revealed the uniqueness of the distinguishing features of the claimed technical solution, which meets the criterion of "inventive step". In FIG. 1 is a structural electrical diagram of a guaranteed power supply device for direct current consumers, where;
1 - network converter;
2 - backup power supply system;
3 - dividing diodes of the network converter and the backup power system;
4 - bus guaranteed power;
5 - capacitive energy storage;
6 - dividing diode capacitive energy storage;
7 - charging resistor;
8 - breaking contact;
9 - make contact.
Устройство работает следующим образом. При наличии напряжения сети работает сетевой преобразователь 1, напряжение которого через разделительный диод 3 поступает на шины гарантированного питания 4, к которым подключены потребители постоянного тока. При этом емкостной накопитель энергии 5 заряжается через зарядный резистор 7 и размыкающий контакт 8 до напряжения сетевого преобразователя 1, напряжение на шинах гарантированного питания 4 в этом случае определяется по формуле
Uo= U1-ΔU3, (1)
где U0 - напряжение на шинах гарантированного питания;
U1 - напряжение на выходе сетевого преобразователя 1;
ΔU3 - - падение напряжения на разделительном диоде 3 сетевого преобразователя 1.The device operates as follows. In the presence of mains voltage, the network converter 1 operates, the voltage of which is supplied through the diode 3 to the guaranteed power buses 4, to which DC consumers are connected. In this case, the capacitive energy storage device 5 is charged through the charging resistor 7 and the opening contact 8 to the voltage of the line converter 1, the voltage on the buses of the guaranteed power supply 4 in this case is determined by the formula
U o = U 1 -ΔU 3 , (1)
where U 0 is the voltage on the tires of guaranteed power;
U 1 - voltage at the output of the network Converter 1;
ΔU 3 - - voltage drop across the isolation diode 3 of the network Converter 1.
При отказе сетевого преобразователя 1 по каким-либо причинам начинает разряжаться емкостный накопитель энергии 5 через разделительный диод 6 на шины гарантированного питания 4, при этом напряжение на ШГП изменяется по закону:
Uo= U1•exp[-t/(Rн•C)]-ΔU6, (2)
где Rн - сопротивление нагрузки;
C - емкость ЕНЭ;
t - текущее время;
ΔU6 - - падение напряжения на разделительном диоде 6 ЕНЭ,
а так как ΔU6≅ ΔU3, то провалы напряжения на ШГП отсутствуют. Время разряда ЕНЭ определяется временем выхода на рабочий режим системы резервного электропитания 2, по готовности к работе которой размыкается размыкающий контакт 8 и замыкания замыкающий контакт 9, при этом электрическая энергия системы резервного электропитания 2 поступает через разделительный диод 3 на шины гарантированного питания 1 и на заряд емкостного накопителя энергии 5, а напряжение на шинах гарантированного питания 4 определяется равенством
Uo= U2-ΔU3, (3)
U2 - напряжение системы резервного электропитания;
ΔU3 - - падение напряжения на разделительном диоде 3 данной системы 2.In the event of a failure of the network converter 1, for some reason, the capacitive energy storage device 5 starts to discharge through the isolation diode 6 to the guaranteed power bus 4, while the voltage on the SHG changes according to the law:
U o = U 1 • exp [-t / (R n • C)] - ΔU 6 , (2)
where R n - load resistance;
C is the capacity of the CES;
t is the current time;
ΔU 6 - - voltage drop across the diode diode 6 ENE,
and since ΔU 6 ≅ ΔU 3 , there are no voltage dips on the SHG. The discharge time of the CES is determined by the time the backup power supply system 2 enters into operation, when it is ready for operation, the opening contact 8 and the shorting make contact 9 open, while the electrical energy of the backup power supply system 2 is supplied through the diode 3 to the guaranteed power bus 1 and charge capacitive energy storage 5, and the voltage on the tires guaranteed power 4 is determined by the equality
U o = U 2 -ΔU 3 , (3)
U 2 is the voltage of the backup power system;
ΔU 3 - - voltage drop across the isolation diode 3 of this system 2.
Поскольку величины U0, U1 и U2 согласованы, а разделительные диоды сетевого преобразователя 1 и системы резервного электропитания 2 имеют идентичные вольтамперные характеристики, то напряжение на шинах гарантированного питания плавно изменяется при любом числе переключений в устройстве.Since the values of U 0 , U 1 and U 2 are consistent, and the separation diodes of the network converter 1 and the backup power supply system 2 have identical current-voltage characteristics, the voltage on the guaranteed power buses changes smoothly with any number of switching operations in the device.
При восстановлении сетевого преобразователя 1 происходит замыкание размыкающего контакта 8, размыкание замыкающего контакта 9 и электрическая энергия сетевого преобразователя 1 распределяется по описанным в исходном режиме целям. When restoring the network converter 1, the NC contact 8 closes, the NC contact 9 opens, and the electrical energy of the network converter 1 is distributed according to the purposes described in the initial mode.
Список использованной литературы
1. Розанов Ю.К. Основы силовой электроники. - M.: Энергоатомиздат, 1992, рис. 6.8 (а).List of references
1. Rozanov Yu.K. The basics of power electronics. - M .: Energoatomizdat, 1992, Fig. 6.8 (a).
2. Китаев В.Е. и др. Расчет источников электропитания устройств связи. Учебн. пособие для вузов. - М.: Радио и связь, 1993, рис. 6.4а 2. Kitaev V.E. and others. Calculation of power supplies for communication devices. Training manual for universities. - M.: Radio and Communications, 1993, Fig. 6.4a
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97121469A RU2143774C1 (en) | 1997-12-08 | 1997-12-08 | Device for no-break power supply to heavy- current, low-voltage dc loads incorporating provision for automatic throwing fast-response stand-by power in operation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97121469A RU2143774C1 (en) | 1997-12-08 | 1997-12-08 | Device for no-break power supply to heavy- current, low-voltage dc loads incorporating provision for automatic throwing fast-response stand-by power in operation |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU97121469A RU97121469A (en) | 1999-10-27 |
| RU2143774C1 true RU2143774C1 (en) | 1999-12-27 |
Family
ID=20200399
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU97121469A RU2143774C1 (en) | 1997-12-08 | 1997-12-08 | Device for no-break power supply to heavy- current, low-voltage dc loads incorporating provision for automatic throwing fast-response stand-by power in operation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2143774C1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2491696C1 (en) * | 2012-03-02 | 2013-08-27 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации | Uninterrupted power supply module for dc loads |
| RU2533197C1 (en) * | 2013-05-24 | 2014-11-20 | Закрытое акционерное общество "Электро СИ" | Uninterrupted power supply source |
| RU2539313C2 (en) * | 2012-04-26 | 2015-01-20 | Гамильтон Сандстренд Корпорейшн | System and method to maintain power supply of load |
| RU2795502C1 (en) * | 2022-07-07 | 2023-05-04 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ | Device for combined autonomous power supply of an unmanned aerial vehicle |
-
1997
- 1997-12-08 RU RU97121469A patent/RU2143774C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Китаев В.Е. и др. Расчет источников электропитания устройств связи. Учебн.пособие для вузов. - М.: Радио и связь, 1993, рис.6.4. * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2491696C1 (en) * | 2012-03-02 | 2013-08-27 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации | Uninterrupted power supply module for dc loads |
| RU2539313C2 (en) * | 2012-04-26 | 2015-01-20 | Гамильтон Сандстренд Корпорейшн | System and method to maintain power supply of load |
| RU2533197C1 (en) * | 2013-05-24 | 2014-11-20 | Закрытое акционерное общество "Электро СИ" | Uninterrupted power supply source |
| RU2795502C1 (en) * | 2022-07-07 | 2023-05-04 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ | Device for combined autonomous power supply of an unmanned aerial vehicle |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5160851A (en) | Rechargeable back-up battery system including a number of battery cells having float voltage exceeding maximum load voltage | |
| US6795322B2 (en) | Power supply with uninterruptible function | |
| EP0476431B1 (en) | External backup power supply | |
| US5747966A (en) | Battery charging/discharging apparatus with serial battery connection | |
| CN104539042A (en) | Uninterrupted power system | |
| CN104953692A (en) | Power supply system | |
| US6531791B2 (en) | System for power connection and reconnection | |
| RU2143774C1 (en) | Device for no-break power supply to heavy- current, low-voltage dc loads incorporating provision for automatic throwing fast-response stand-by power in operation | |
| CN101523691A (en) | AC-DC conversion device | |
| CN219918495U (en) | Dual-power automatic switching circuit | |
| CN114256956B (en) | DC power supply system | |
| RU2692468C2 (en) | Uninterruptible power system | |
| RU50349U1 (en) | UNINTERRUPTIBLE POWER SUPPLY | |
| CN116094095A (en) | Energy storage converter, slow start module thereof and contactor adhesion judgment method | |
| CN114899936A (en) | Power distribution circuit, method for controlling power supply of power distribution circuit and power supply system | |
| CN205829291U (en) | The system of a kind of RS485 data acquisition looped network equipment and power supply circuits | |
| CN104701936A (en) | Uninterruptible power supply (UPS) second disconnection circuit and second disconnection method | |
| CN111327194B (en) | Power converter and power supply device sharing direct-current power supply | |
| CN113972817A (en) | Solid-state transformer fault handling system | |
| KR101724433B1 (en) | DC adaptor-typed UPS | |
| CN113258572A (en) | Flexible multi-state switch and control method | |
| HU183041B (en) | Circuit arrangement for supplying direct current | |
| CN220570346U (en) | Power storage device, energy storage unit and power supply system with multiple storage battery modules connected in series | |
| CN219458664U (en) | High-pressure tank and energy storage system | |
| CN216959380U (en) | Energy storage battery protection system for taking electricity through battery direct current side |