RU2289879C1 - Inverter with overcurrent protected input - Google Patents
Inverter with overcurrent protected input Download PDFInfo
- Publication number
- RU2289879C1 RU2289879C1 RU2005121181/09A RU2005121181A RU2289879C1 RU 2289879 C1 RU2289879 C1 RU 2289879C1 RU 2005121181/09 A RU2005121181/09 A RU 2005121181/09A RU 2005121181 A RU2005121181 A RU 2005121181A RU 2289879 C1 RU2289879 C1 RU 2289879C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- voltage
- switching device
- capacitor
- inverter
- input
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Inverter Devices (AREA)
- Stand-By Power Supply Arrangements (AREA)
Abstract
Description
Инверторы и агрегаты бесперебойного питания, содержащие инверторы, а также многие другие устройства с автономным питанием, обычно содержат на входе конденсаторы большой емкости для защиты от скачков напряжения и фильтрации помех.Inverters and uninterruptible power supplies containing inverters, as well as many other self-powered devices, usually contain large capacitors at the input to protect against power surges and filter out interference.
Однако в момент включения ток заряда конденсатора превышает допустимый для аккумулятора ток нагрузки, что резко уменьшает срок службы аккумулятора. Например, согласно патенту США 5619076 [1], в конкретном применении в агрегате бесперебойного питания при подключении батареи 48 В начальный ток заряда конденсаторов составляет 2800 А.However, at the moment of switching on, the charge current of the capacitor exceeds the load current allowed for the battery, which sharply reduces the battery life. For example, according to US patent 5619076 [1], in a specific application in an uninterruptible power supply unit when a 48 V battery is connected, the initial charge current of the capacitors is 2800 A.
Известны классические схемы защиты от недопустимых бросков тока с применением токоограничивающих сопротивлений, дросселей. Например, в [2] для среднего потребляемого тока 0,1 А буферный электролитический конденсатор имеет емкость 10000 или более микрофарад. С целью ограничения импульсного тока через батарею аккумуляторов к конденсатору она подключена через резистор сопротивлением 1-3 Ом и дроссель, содержащий 10-20 витков провода. Недостаток - наличие потерь энергии на резисторе и дросселе в цепях питания не только при больших импульсных токах, но постоянно, в течение всей работы системы.Known classic protection schemes against unacceptable inrush currents using current-limiting resistances, chokes. For example, in [2], for an average current consumption of 0.1 A, a buffer electrolytic capacitor has a capacity of 10,000 or more microfarads. In order to limit the pulse current through the battery of the batteries to the capacitor, it is connected through a resistor with a resistance of 1-3 ohms and a choke containing 10-20 turns of wire. The disadvantage is the presence of energy losses on the resistor and inductor in the power circuits, not only at high pulse currents, but constantly, throughout the entire system.
Этот недостаток устранен в патенте США №5619076 [1], являющемся наиболее близким аналогом заявляемого изобретения. Согласно этому патенту токоограничивающий резистор кратковременно включается в цепь заряда конденсатора, а затем аккумуляторная батарея подключается непосредственно параллельно конденсатору. Конструктивно - это шток, при перемещении которого последовательно срабатывают электрические выключатели, размещенные на его пути. Недостаток - очень сложная механическая система с выключателями, включаемая вручную, которая имеет практически ненормируемые параметры: скорость включения и напряжение, до которого заряжается конденсатор в момент прямого подключения к аккумуляторной батарее без ограничения тока.This disadvantage is eliminated in US patent No. 5619076 [1], which is the closest analogue of the claimed invention. According to this patent, the current-limiting resistor is briefly connected to the charge circuit of the capacitor, and then the battery is connected directly parallel to the capacitor. Structurally, this is a rod, during the movement of which electrical switches placed in its path are successively triggered. The disadvantage is a very complex mechanical system with switches, manually switched on, which has practically non-standardized parameters: the switching speed and the voltage to which the capacitor is charged at the time of direct connection to the battery without current limitation.
Задача заключается в уменьшении времени заряда конденсатора до напряжения, достаточного для устойчивого пуска инвертора, при непревышении допустимого импульсного тока разряда аккумуляторной батареи.The task is to reduce the charge time of the capacitor to a voltage sufficient for a stable start of the inverter, while not exceeding the permissible pulse discharge current of the battery.
С этой целью предложено время предварительного заряда конденсатора, по завершении которого запускается инвертор, оптимизировать следующим образом.To this end, it is proposed to pre-charge the capacitor, after which the inverter starts, optimize as follows.
Предложенный инвертор - преобразователь постоянного напряжения в переменное с защитой входа от перегрузок по току содержит следующее:The proposed inverter is a DC-to-AC converter with input overload protection that contains the following:
Входные выводы, предназначенные для питания инвертора от аккумуляторной батареи.Input pins designed to power the inverter from the battery.
Выводы выходного переменного напряжения инвертора.The outputs of the output AC voltage of the inverter.
Электронную схему преобразования постоянного напряжения в переменное, на вход которой с входных выводов подается постоянное напряжение, а с выхода снимается переменное напряжение.An electronic circuit for converting direct voltage to alternating current, the input of which is supplied with direct voltage from the input terminals, and the alternating voltage is removed from the output.
Конденсатор, подсоединенный параллельно входу электронной схемы преобразования постоянного напряжения в переменное.A capacitor connected in parallel with the input of an electronic circuit for converting direct voltage to alternating voltage.
Электрическая цепь для подачи питания на вход упомянутой электронной схемы и на конденсатор, через которую электронная схема преобразования постоянного напряжения в переменное входом подсоединена к входному выводу для подключения аккумуляторной батареи, состоящей из последовательно соединенных: ограничителя тока заряда конденсатора и первого коммутирующего устройства, предназначенного для подключения и отключения питания электронной схемы преобразования постоянного напряжения в переменное.An electric circuit for supplying power to the input of the aforementioned electronic circuit and to the capacitor, through which the electronic circuit for converting DC voltage to alternating input is connected to the input terminal for connecting the battery, which consists of series-connected: capacitor charge current limiter and the first switching device for connecting and turning off the power of the electronic circuit converting DC voltage to AC.
Отличие предложенного решения от известных заключается в следующем.The difference between the proposed solution and the known ones is as follows.
Первое коммутирующее устройство содержит схему запрета выключения этого коммутирующего устройства при работающей электронной схеме преобразования постоянного напряжения в переменное и по меньшей мере два управляющих входа. К его первому управляющему входу подсоединен пусковой выключатель, предназначенный для общего включения и выключения инвертора.The first switching device comprises a shutdown inhibit circuit for this switching device with a working electronic circuit for converting direct voltage to alternating current and at least two control inputs. A start switch is connected to its first control input, which is used to turn the inverter on and off.
А второй управляющий вход первого коммутирующего устройства является входом схемы запрета выключения первого коммутирующего устройства при работающей упомянутой электронной схеме преобразования постоянного напряжения в переменное и подсоединен к упомянутой электронной схеме преобразования постоянного напряжения в переменное. Причем данная схема запрета выключения первого коммутирующего устройства входом соединена с упомянутой электронной схемой преобразования постоянного напряжения в переменное и выполнена с возможностью подачи разрешающего сигнала на отключение питания первым коммутирующим устройством только после корректного завершения работы электронной схемы преобразования постоянного напряжения в переменное.And the second control input of the first switching device is the input of the prohibition circuit-breaker circuit of the first switching device when the electronic circuit for converting direct voltage to alternating current is operating and is connected to the electronic circuit for converting direct voltage to alternating current. Moreover, this circuitry prohibiting the shutdown of the first switching device by an input is connected to the electronic circuit for converting direct voltage to alternating current and is configured to supply an enable signal to turn off the power by the first switching device only after the correct completion of the electronic circuit for converting direct voltage into alternating current.
Кроме того, введено второе коммутирующее устройство, включающее в себя шунтирующее реле с нормально разомкнутыми контактами, выводы которых подсоединены параллельно ограничителю тока заряда конденсатора.In addition, a second switching device was introduced, which includes a shunt relay with normally open contacts, the terminals of which are connected in parallel with the capacitor charge current limiter.
И введено средство задержки включения шунтирующего реле, предназначенное для обеспечения включения этого реле через определенное время после включения первого коммутирующего устройства, когда пусковой ток заряда конденсатора уменьшится до заданной допустимой величины.And a means for delaying the inclusion of a shunt relay has been introduced, designed to ensure that this relay is turned on after a certain time after the first switching device is turned on, when the starting capacitor charge current decreases to a predetermined allowable value.
Кроме того, введено средство запрета отключения шунтирующего реле при работающем инверторе, подсоединенное входом к тем цепям электронной схемы преобразования постоянного напряжения в переменное, по которым передаются сигналы об исправной работе инвертора.In addition, a means has been introduced to prohibit disconnecting the shunt relay when the inverter is operating, connected by an input to those circuits of the electronic circuit for converting direct voltage to alternating current, through which signals are transmitted about the inverter working properly.
В частном случае предусмотрено, что средство задержки включения шунтирующего реле выполнено с постоянным, заранее установленным временем задержки включения шунтирующего реле.In the particular case, it is provided that the means for delaying the inclusion of the shunt relay is made with a constant, predetermined delay time for turning on the shunt relay.
В другом частном случае предусмотрено, что средство задержки включения шунтирующего реле выполнено в виде электронного реле времени, включающего в себя компаратор напряжения, входы которого подсоединены к упомянутому конденсатору, который при этом использован и в качестве времязадающего элемента реле времени, и источнику порогового напряжения срабатывания этого реле времени.In another particular case, it is provided that the means for delaying the inclusion of the shunt relay is made in the form of an electronic time relay, including a voltage comparator, the inputs of which are connected to the said capacitor, which is used both as a time-setting element of the time relay and the threshold voltage source of this time relay.
Также в частном случае предусмотрено, что источник порогового напряжения выполнен в виде источника стабильного постоянного напряжения.It is also provided in the particular case that the threshold voltage source is made in the form of a stable constant voltage source.
В частном случае предусмотрен вариант исполнения, по которому источник порогового напряжения выполнен в виде запоминающего устройства, вход которого соединен с входными выводами инвертора, предназначенными для подключения аккумуляторной батареи, а выход соединен с входом компаратора напряжения упомянутого электронного реле времени, и запоминающее устройство выполнено с возможностью запоминать напряжение на аккумуляторной батарее до замыкания первого коммутирующего устройства.In the particular case, an embodiment is provided in which the threshold voltage source is made in the form of a storage device, the input of which is connected to the input terminals of the inverter designed to connect the battery, and the output is connected to the input of the voltage comparator of the said electronic time relay, and the storage device is configured to remember the voltage on the battery until the first switching device closes.
Также в частном случае предусмотрено, что токоограничивающий элемент для предварительного заряда конденсатора содержит прибор, у которого сопротивление протекающему через него току уменьшается при уменьшении тока.It is also provided in the particular case that the current-limiting element for pre-charging the capacitor contains a device in which the resistance to the current flowing through it decreases with decreasing current.
Кроме того, в частном случае предусмотрено также, что токоограничивающий элемент для предварительного заряда конденсатора выполнен в виде электронного источника тока.In addition, in the particular case it is also provided that the current-limiting element for precharging the capacitor is made in the form of an electronic current source.
Также в частном случае предусмотрено, что инвертор содержит средство для автоматического разряда конденсатора после размыкания первого коммутирующего устройства, включающее в себя разрядную цепь и третье коммутирующее устройство для подключения и отключения разрядной цепи, и вход управления этим коммутирующим устройством связан с выходом первого коммутирующего устройства, причем третье коммутирующее устройство выполнено с возможностью включения разрядной цепи только при разомкнутом состоянии первого коммутирующего устройства.It is also provided in the particular case that the inverter contains means for automatically discharging the capacitor after opening the first switching device, including a discharge circuit and a third switching device for connecting and disconnecting the discharge circuit, and the control input of this switching device is connected to the output of the first switching device, the third switching device is configured to turn on the discharge circuit only when the first switching device is open.
На фиг.1 изображен инвертор с заданной постоянной задержкой начала преобразования после включения.Figure 1 shows the inverter with a given constant delay at the start of conversion after switching on.
На фиг.2 представлен инвертор с заданной постоянной задержкой начала преобразования после его включения и с разрядом конденсатора после выключения первого коммутирующего устройства.Figure 2 presents the inverter with a given constant delay at the beginning of the conversion after it is turned on and with the discharge of the capacitor after turning off the first switching device.
На фиг.3 показан инвертор, в котором задержка начала преобразования после включения инвертора зависит от напряжения на аккумуляторе перед включением первого коммутирующего устройства.Figure 3 shows the inverter, in which the delay in starting the conversion after turning on the inverter depends on the voltage on the battery before turning on the first switching device.
На фиг.4 представлен инвертор с задержкой начала преобразования после включения инвертора в зависимости от напряжения на аккумуляторе перед включением первого коммутирующего устройства и с разрядом конденсатора после выключения первого коммутирующего устройства.Figure 4 presents the inverter with a delay in starting the conversion after turning on the inverter, depending on the voltage on the battery before turning on the first switching device and with the discharge of the capacitor after turning off the first switching device.
Условные обозначения.Legend.
В схемах инвертора, показанных на фиг.1-4, приняты следующие условные обозначения.In the inverter circuits shown in FIGS. 1-4, the following conventions are adopted.
1, 2 - входные выводы для питания инвертора от аккумуляторной батареи;1, 2 - input terminals for powering the inverter from the battery;
3, 4 - выводы для выходного переменного напряжения инвертора;3, 4 - conclusions for the output AC voltage of the inverter;
5 - электронная схема преобразования постоянного напряжения в переменное;5 is an electronic circuit for converting direct voltage to alternating voltage;
6 - конденсатор, подсоединенный параллельно электронной схеме преобразования постоянного напряжения в переменное;6 - capacitor connected in parallel with an electronic circuit for converting DC voltage to AC;
7 - первое коммутирующее устройство, предназначенное для подключения и отключения питания электронной схемы преобразования постоянного напряжения в переменное;7 - the first switching device designed to connect and disconnect power to an electronic circuit for converting DC voltage to AC;
8 - ограничитель тока заряда конденсатора, через который электронная схема 5 преобразования постоянного напряжения в переменное подсоединена к входному выводу 2 для подключения аккумуляторной батареи;8 - capacitor charge current limiter, through which an
9 - пусковой выключатель, предназначенный для общего включения и выключения инвертора;9 - starting switch designed for the general on and off of the inverter;
10 - второе коммутирующее устройство с шунтирующим реле, имеющим нормально разомкнутые контакты;10 - the second switching device with a shunt relay having normally open contacts;
11 - средство задержки включения шунтирующего реле;11 - means for delaying the inclusion of a shunt relay;
12 - пороговый элемент для задания времени задержки включения шунтирующего реле;12 is a threshold element for setting the delay time for switching on the shunt relay;
13 - средство запрета отключения шунтирующего реле при работающем инверторе;13 - means of prohibiting the disconnection of the shunt relay when the inverter is running;
14 - средство для автоматического разряда конденсатора 6.14 - means for automatic discharge of the
Устройство инвертора.Inverter device.
На фиг.1 представлена схема инвертора-преобразователя постоянного напряжения в переменное с защитой входа от перегрузок по току. Он содержит следующие функциональные узлы и элементы.Figure 1 presents a diagram of an inverter-converter DC to AC with input protection against overcurrent. It contains the following functional units and elements.
1, 2 - входные выводы, предназначенные для подсоединения аккумуляторной батареи для питания инвертора.1, 2 - input terminals designed to connect the battery to power the inverter.
3, 4 - выводы выходного переменного напряжения инвертора для подключения нагрузки.3, 4 - terminals of the output AC voltage of the inverter for connecting the load.
5 - электронная схема преобразования постоянного напряжения аккумуляторной батареи в переменное.5 is an electronic circuit for converting a direct voltage of a battery into an alternating current.
6 - конденсатор, подсоединенный параллельно входу электронной схемы преобразования постоянного напряжения в переменное.6 - a capacitor connected in parallel with the input of an electronic circuit for converting DC voltage to AC.
7 - первое коммутирующее устройство, предназначенное для подключения и отключения цепи питания к конденсатору и входу электронной схемы преобразования постоянного напряжения в переменное.7 - the first switching device designed to connect and disconnect the power circuit to the capacitor and the input of the electronic circuit for converting DC voltage to AC.
8 - ограничитель тока заряда конденсатора, через который конденсатор и вход электронной схемы 5 преобразования постоянного напряжения в переменное подсоединены к входному выводу 2 для подключения аккумуляторной батареи.8 - limiter of the charge current of the capacitor, through which the capacitor and the input of the
9 - пусковой выключатель, предназначенный для общего включения и выключения инвертора; он подсоединен к первому управляющему входу первого коммутирующего устройства 7 и к цепям управления включением электронной схемы 5 преобразования постоянного напряжения аккумуляторной батареи в переменное.9 - starting switch designed for the general on and off of the inverter; it is connected to the first control input of the
Второй управляющий вход первого коммутирующего устройства 7 является входом схемы запрета выключения первого коммутирующего устройства при работающей упомянутой электронной схеме преобразования 5 и подсоединен к этой электронной схеме преобразования 5. Данная схема запрета в первом коммутирующем устройстве 7 выполнена с возможностью подачи разрешающего сигнала на отключение питания первым коммутирующим устройством 7 только после корректного завершения работы электронной схемы 5 преобразования постоянного напряжения в переменное.The second control input of the
10 - второе коммутирующее устройство, включающее в себя шунтирующее реле с нормально разомкнутыми контактами, выводы которых подсоединены параллельно ограничителю 8 тока заряда конденсатора 6.10 - the second switching device, including a shunt relay with normally open contacts, the terminals of which are connected in parallel to the
11 - средство задержки включения шунтирующего реле второго коммутирующего устройства 10, предназначенное для обеспечения включения этого реле через определенное время после включения первого коммутирующего устройства 7, когда пусковой ток заряда конденсатора 6 уменьшится до заданной допустимой величины.11 - means for delaying the start of the shunt relay of the
Это средство задержки 11 включения шунтирующего реле выполнено в виде электронного реле времени, включающего в себя компаратор напряжения, входы которого подсоединены к упомянутому конденсатору 6, который при этом использован и в качестве времязадающего элемента реле времени, и источнику порогового напряжения срабатывания этого реле времени - пороговому элементу 12.This means of
Пороговый элемент 12 служит для задания необходимого времени задержки включения шунтирующего реле второго коммутирующего устройства 10. При помощи его устанавливается пороговое напряжение, до которого конденсатор 6 заряжается через ограничитель 8 тока заряда этого конденсатора, при достижении равенства напряжения на конденсаторе и порогового напряжения вырабатывается сигнал на включение шунтирующего реле. Выход средства 11 задержки включения шунтирующего реле соединен с управляющим входом электронной схемы 5 преобразования постоянного напряжения в переменное с целью подачи разрешающего сигнала на начало преобразования постоянного напряжения в переменное только после завершения заряда конденсатора 6 через ограничитель 8.The
В частном случае подача разрешающего сигнала на управляющий вход электронной схемы 5 о начале преобразования может осуществляться с выхода второго коммутирующего устройства 10, а не со средства 11 задержки включения шунтирующего реле.In the particular case, the supply of the enable signal to the control input of the
13 - средство запрета отключения шунтирующего реле при работающем инверторе, подсоединенное входом к тем цепям электронной схемы 5 преобразования постоянного напряжения в переменное, по которым передаются сигналы об исправной работе инвертора.13 - a means of prohibiting the disconnection of the shunt relay when the inverter is running, connected by the input to those circuits of the
В частном случае, при гарантированных стабильных параметрах аккумуляторной батареи, конденсатора и всей системы схема упрощается, и время задержки замыкания контактов шунтирующего реле во втором коммутирующем устройстве 10 задано постоянным, например, с помощью отдельного реле времени любого типа или применением реле с задержкой срабатывания.In the particular case, with guaranteed stable parameters of the battery, capacitor and the entire system, the circuit is simplified, and the delay time for closing the contacts of the shunt relay in the
В частном случае, пороговый элемент 12 для задания необходимого времени задержки включения шунтирующего реле содержит времязадающую RC-цепь, которой задается необходимое время задержки. При этом средство 11 задержки включения шунтирующего реле имеет постоянное, заранее установленное время задержки включения шунтирующего реле.In the particular case, the
В частном случае предусмотрено, что источник порогового напряжения выполнен в виде источника стабильного постоянного напряжения, например стабилитрона.In the particular case, it is provided that the source of the threshold voltage is made in the form of a source of stable constant voltage, for example a zener diode.
В частном случае токоограничивающий элемент для предварительного заряда конденсатора содержит прибор, у которого сопротивление протекающему через него току уменьшается при уменьшении тока.In a particular case, the current-limiting element for precharging the capacitor contains a device in which the resistance to the current flowing through it decreases with decreasing current.
Кроме того, в частном случае токоограничивающий элемент для предварительного заряда конденсатора выполнен в виде электронного источника тока, например, на полевых или иных транзисторах, или на операционном усилителе.In addition, in the particular case, the current-limiting element for pre-charging the capacitor is made in the form of an electronic current source, for example, on field or other transistors, or on an operational amplifier.
На фиг.2 представлен инвертор с заданной постоянной задержкой начала преобразования после включения и с разрядом конденсатора после выключения. Он представляет вариант исполнения, в котором схема фиг.1 дополнена схемой разряда конденсатора после выключения инвертора. Дополнительно введен функциональный узел 14 - средство для автоматического разряда конденсатора после размыкания первого коммутирующего устройства 7. Включает в себя разрядную цепь, например, в виде резистора и третье коммутирующее устройство для подключения и отключения разрядной цепи. Вход управления третьим коммутирующим устройством связан с выходом первого коммутирующего устройства 7. Третье коммутирующее устройство выполнено с возможностью включения разрядной цепи только при разомкнутом состоянии первого коммутирующего устройства 7, для чего в качестве управляющего сигнала использовано размыкание контактов в первом коммутирующем устройстве 7.Figure 2 presents the inverter with a given constant delay at the beginning of the conversion after switching on and with the discharge of the capacitor after turning off. It represents an embodiment in which the circuit of FIG. 1 is supplemented by a capacitor discharge circuit after turning off the inverter. Additionally introduced functional node 14 - a means for automatically discharging a capacitor after opening the
В средстве 14 для автоматического разряда конденсатора разрядная цепь может быть выполнена в виде электронного источника тока; третье коммутирующее устройство может быть выполнена в виде транзисторного ключа.In the
На фиг.3 показан инвертор с задержкой начала преобразования после включения устройства 7 в зависимости от напряжения на аккумуляторе перед началом преобразования. Источник порогового напряжения 12 выполнен в виде запоминающего устройства, которое запоминает напряжение на аккумуляторной батарее. Вход запоминающего устройства соединен с входными выводами инвертора, предназначенными для подключения аккумуляторной батареи. Выход запоминающего устройства 12 соединен с входом компаратора напряжения, находящегося в средстве 11 задержки включения шунтирующего реле в коммутирующем устройстве 10. Второй вход этого компаратора напряжения подсоединен к конденсатору 6. Запоминающее устройство 12 выполнено с возможностью запоминать напряжение на аккумуляторной батарее до начала работы электронной схемы преобразования постоянного напряжения в переменное.Figure 3 shows the inverter with a delay in starting the conversion after turning on the
На фиг.4 представлен инвертор с задержкой начала преобразования после включения в зависимости от напряжения на аккумуляторе перед началом преобразования и с разрядом конденсатора после выключения.Figure 4 presents the inverter with a delay in the start of conversion after switching on, depending on the voltage on the battery before starting the conversion and with the discharge of the capacitor after turning off.
Работа инвертора.Inverter operation.
Инвертор по фиг.1 работает следующим образом. На входные выводы 1 и 2, предназначенные для питания инвертора от аккумуляторной батареи, подключают аккумуляторную батарею.The inverter of figure 1 works as follows. The
Включают инвертор, для чего замыкают пусковой выключатель 9, предназначенный для общего включения и выключения инвертора. При этом сигнал пуска поступает на первый управляющий вход первого коммутирующего устройства 7, предназначенного для подключения и отключения подачи питания на вход электронной схемы 5 преобразования постоянного напряжения в переменное; сигнал пуска поступает также на управляющий вход электронной схемы 5. Через ограничитель тока 8 начинается заряд конденсатора 6.The inverter is turned on, for which the
Однако электронная схема 5 преобразования постоянного напряжения в переменное при этом еще не включается до тех пор, пока не поступит сигнал о заряде конденсатора 6 и замыкании контактов шунтирующего реле второго коммутирующего устройства 10.However, the
Заряд конденсатора 6 происходит в два этапа. Первый этап - с ограничением зарядного тока до тех пор, пока напряжение на конденсаторе не достигает заданной величины. Порог может быть задан в зависимости от применяемых аккумуляторных батарей, конденсаторов и всей системы целом, с учетом нагрузок на выходе инвертора, и подсоединенных к аккумуляторам помимо инвертора; варианты описаны далее.The charge of the
Когда напряжение на конденсаторе 6 достигнет величины, соответствующей заданной пороговым элементом 12, срабатывает средство 11 задержки включения шунтирующего реле во втором коммутирующем устройстве 10. Контакты шунтирующего реле второго коммутирующего устройства 10 замыкаются, и далее дозаряд конденсатора 6 происходит без ограничения зарядного тока. С выхода средства 11 задержки включения шунтирующего реле на электронную схему 5 преобразования постоянного напряжения в переменное поступает разрешающий сигнал на начало преобразования постоянного напряжения в переменное. На выходные выводы 3, 4 поступает выходное переменное напряжение инвертора.When the voltage across the
Для выключения инвертора размыкают пусковой выключатель 9, предназначенный для общего включения и выключения инвертора. Электронная схема 5 преобразования постоянного напряжения в переменное при этом еще не выключается. Но на электронную схему 5 преобразования постоянного напряжения в переменное поступает сигнал о необходимости завершения преобразования постоянного напряжения в переменное. После корректного завершения преобразования постоянного напряжения в переменное, после которого не будут возникать броски тока или напряжения в силовых цепях, с выхода электронной схемы 5 преобразования постоянного напряжения в переменное на второй управляющий вход первого коммутирующего устройства 7 поступают сигналы на размыкание контактов первого коммутирующего устройства 7; а через средство 13 запрета отключения шунтирующего реле при работающем инверторе поступают разрешающие сигналы на размыкание контактов шунтирующего реле второго коммутирующего устройства 10. Если при работающем инверторе вследствие помех или иных причин со средства 11 появятся ложные сигналы, которые могли бы привести к выключению шунтирующего реле 10, то средство 13 запрета отключения шунтирующего реле при работающем инверторе предотвратит такое выключение шунтирующего реле. Средство 13 запрета отключения шунтирующего реле соединено входом с цепями электронной схемы 5 преобразования постоянного напряжения в переменное, несущими сигналы об исправной работе инвертора; при этом во время работы обеспечивается сохранение замкнутого состояния контактов шунтирующего реле. Размыкание этих контактов произойдет только после выключения инвертора выключателем 9, служащем для включения и выключения инвертора, и размыкания первого коммутирующего устройства 7. А размыкание первого коммутирующего устройства 7 происходит лишь после корректного завершения работы инвертора с подключенной к нему нагрузкой, по сигналам с выхода электронной схемы 5 преобразования постоянного напряжения в переменное. Это особенно важно при работе инвертора совместно с компьютерами и аналогичными системами.To turn off the inverter, open the
Примененные схемы защиты и блокировки от повторного включения пусковой токоограничивающей зарядной цепи при работающей системе предотвращают отключение аккумуляторной батареи и разряд конденсатора 6.The applied protection and blocking circuits against restarting the starting current-limiting charging circuit when the system is running prevent the battery from being disconnected and the
Работа инвертора по фиг.3, где показан инвертор с задержкой начала преобразования после включения 7 в зависимости от напряжения на аккумуляторе перед началом преобразования. Источник порогового напряжения 12 выполнен в виде запоминающего устройства, которое запоминает напряжение на входных выводах инвертора, предназначенных для подключения аккумуляторной батареи, до замыкания первого коммутирующего устройства.The operation of the inverter in figure 3, which shows the inverter with a delay in starting the conversion after turning on 7, depending on the voltage on the battery before starting the conversion. The
Запоминающее устройство 12 выполнено с возможностью запоминать напряжение на аккумуляторной батарее до замыкания первого коммутирующего устройства. Запомненное напряжение с выхода этого запоминающего устройства 12 поступает на вход компаратора напряжения, находящегося в средстве 11 задержки включения шунтирующего реле в коммутирующем устройстве 10. На второй вход этого компаратора напряжения, подсоединенный к конденсатору 6, подается напряжение, увеличивающееся по мере заряда конденсатора 6. При достижении равенства входных напряжений упомянутого компаратора на вход коммутирующего устройства 10 поступает сигнал включения шунтирующего реле в коммутирующем устройстве 10. После этого начинает работать электронная схема 5 преобразования постоянного напряжения в переменное.The
Такое решение позволяет оптимизировать время пуска инвертора.This solution allows you to optimize the start time of the inverter.
В частном случае токоограничивающий элемент 8 для предварительного заряда конденсатора 6 содержит прибор, у которого сопротивление протекающему через него току уменьшается при уменьшении тока, например, сопротивление которого при увеличении тока вследствие нагрева растет, или иной прибор, имеющий нужные характеристики. При заряде конденсатора разность напряжений на аккумуляторе и на конденсаторе уменьшается, снижается ток заряда, а это автоматически приводит к уменьшению упомянутого сопротивления.In the particular case, the current-limiting
Применение в токоограничивающем элементе 8 для предварительного заряда конденсатора электронного источника стабильного постоянного тока или источника тока, управляемого напряжением по заданному закону, позволяет минимизировать время задержки начала работы преобразователя при включении инвертора.The use of a current-limiting
Инвертор по фиг.2 работает сходным образом со схемой по фиг.1, за исключением того, что порог срабатывания компаратора в реле времени является величиной переменной, которая автоматически изменяется в зависимости от характеристик, типа и степени заряда используемых аккумуляторов.The inverter of FIG. 2 works similarly to the circuit of FIG. 1, except that the threshold of the comparator in the time relay is a variable that automatically changes depending on the characteristics, type and degree of charge of the batteries used.
Инвертор фиг.3 работает сходным образом со схемой по фиг.1, за исключением того, что дополнительно введенная схема разряда конденсатора после выключения инвертора предотвращает возможность разряда с недопустимо большими токами, опасными для конденсатора и цепей его разряда.The inverter of FIG. 3 works similarly to the circuit of FIG. 1, except that the additionally introduced capacitor discharge circuit after turning off the inverter prevents the possibility of a discharge with unacceptably large currents that are dangerous for the capacitor and its discharge circuits.
В этой схеме инвертор содержит средство 14 для автоматического разряда конденсатора 6 после размыкания первого коммутирующего устройства 7.In this circuit, the inverter comprises means 14 for automatically discharging the
Средство 14 автоматического разряда конденсатора 6 включает в себя разрядную цепь, например резистор или электронный источник постоянного тока разряда, и третье коммутирующее устройство для подключения и отключения разрядной цепи; вход управления третьим коммутирующим устройством связан с выходом первого коммутирующего устройства 7.The means for automatically discharging the
Причем третье коммутирующее устройство выполнено с возможностью включения разрядной цепи только при разомкнутом состоянии первого коммутирующего устройства. При поступлении управляющего сигнала на разряд конденсатор, в зависимости от используемой разрядной цепи, разряжается либо по экспоненте, либо линейно, с постоянным током разряда, либо по иному заданному закону. Тип разряда выбирается в зависимости от требований к времени разряда и допустимым переходным процессам.Moreover, the third switching device is configured to turn on the discharge circuit only with the open state of the first switching device. When a control signal arrives at the discharge, the capacitor, depending on the used discharge circuit, is discharged either exponentially or linearly, with a constant discharge current, or according to another predetermined law. The type of discharge is selected depending on the requirements for discharge time and permissible transients.
Инвертор фиг.4 работает сходным образом со схемой по фиг.2, за исключением того, что дополнительно введенная схема разряда конденсатора после выключения инвертора предотвращает возможность разряда с недопустимо большими токами, опасными для конденсатора и цепей его разряда. Работа схемы разряда аналогична описанной для фиг.3.The inverter of Fig. 4 works in a similar way to the circuit of Fig. 2, except that the additionally introduced capacitor discharge circuit after turning off the inverter prevents the possibility of a discharge with unacceptably large currents that are dangerous for the capacitor and its discharge circuits. The operation of the discharge circuit is similar to that described for figure 3.
В частном случае, при гарантированных стабильных параметрах аккумуляторной батареи, конденсатора и всей системы, схема упрощается, и время задержки замыкания контактов шунтирующего реле во втором коммутирующем устройстве 10 задано постоянным, например, с помощью отдельного реле времени любого типа, или применением реле с задержкой срабатывания.In the particular case, with guaranteed stable parameters of the battery, capacitor and the entire system, the circuit is simplified, and the delay time for closing the contacts of the shunt relay in the
Предложенное решение защищает от приводящих к преждевременному выходу из строя аккумуляторов и конденсаторов из-за больших пусковых токов.The proposed solution protects against accumulators and capacitors leading to premature failure due to high inrush currents.
Преимущественное применение в агрегатах бесперебойного питания для вычислительной техники, средств связи и других объектов.Primary application in uninterruptible power supply units for computers, communications and other facilities.
Источники информацииInformation sources
1. Патент США 5619076. Method and apparatus for connection and disconnection of batteries to uninterruptible power systems and the like.1. US patent 5619076. Method and apparatus for connection and disconnection of batteries to uninterruptible power systems and the like.
2. Григоров И.Н. Эксплуатация никелево-кадмиевых аккумуляторов при повышенных разрядных токах, РЛ №11, 1997, с.27.2. Grigorov I.N. Operation of nickel-cadmium batteries at high discharge currents, RL No. 11, 1997, p.27.
Claims (8)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005121181/09A RU2289879C1 (en) | 2005-07-06 | 2005-07-06 | Inverter with overcurrent protected input |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005121181/09A RU2289879C1 (en) | 2005-07-06 | 2005-07-06 | Inverter with overcurrent protected input |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2289879C1 true RU2289879C1 (en) | 2006-12-20 |
Family
ID=37666949
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005121181/09A RU2289879C1 (en) | 2005-07-06 | 2005-07-06 | Inverter with overcurrent protected input |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2289879C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2566677C1 (en) * | 2014-12-04 | 2015-10-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИПМТ ДВО РАН) | Device for limiting charge current of load capacitor |
| RU2588051C1 (en) * | 2015-05-13 | 2016-06-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИПМТ ДВО РАН) | Device for limiting charge current of load capacitor |
| RU2771289C1 (en) * | 2021-11-10 | 2022-04-29 | Акционерное общество «Информационные спутниковые системы» имени академика М.Ф. Решетнёва» | Starting and operating current limiting device |
-
2005
- 2005-07-06 RU RU2005121181/09A patent/RU2289879C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2566677C1 (en) * | 2014-12-04 | 2015-10-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИПМТ ДВО РАН) | Device for limiting charge current of load capacitor |
| RU2588051C1 (en) * | 2015-05-13 | 2016-06-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИПМТ ДВО РАН) | Device for limiting charge current of load capacitor |
| RU2771289C1 (en) * | 2021-11-10 | 2022-04-29 | Акционерное общество «Информационные спутниковые системы» имени академика М.Ф. Решетнёва» | Starting and operating current limiting device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8472216B2 (en) | Circuit arrangement and control circuit for a power-supply unit, computer power-supply unit and method for switching a power-supply unit | |
| US6768621B2 (en) | Contactor feedback and precharge/discharge circuit | |
| AU2010295890B2 (en) | System and method for battery cell balancing | |
| EP3471246B1 (en) | Self-powered electronic fuse with storage capacitor that charges with minimal disturbance of load current through the fuse | |
| US9875861B2 (en) | Device and method for switching a direct current | |
| US7974057B2 (en) | Inrush current limiter device and power factor control (PFC) circuit having an improved inrush current limiter device | |
| EP3657630B1 (en) | Fault handling method and device for power supply device | |
| US9876438B2 (en) | Converter unit system having inrush-current suppression circuit | |
| CN110149041B (en) | Series-parallel switching circuit and control method thereof | |
| CN110676918A (en) | Battery switch circuit, power supply management system and method | |
| US20190237994A1 (en) | Uninterruptible power supply | |
| CN110829575A (en) | Slow-start bus circuit, method and uninterruptible power supply | |
| US5637980A (en) | Battery charging/discharging switching control protective circuit | |
| EP3471227A2 (en) | Self-powered electronic fuse | |
| CN210640722U (en) | Battery switch circuit and power supply management system comprising same | |
| CN100372202C (en) | Circuit for restraining surge current | |
| RU2289879C1 (en) | Inverter with overcurrent protected input | |
| EP3935731A1 (en) | Motor protection relay with motor under voltage protection circuit | |
| JP2540225B2 (en) | Battery switching circuit | |
| CN109144218B (en) | Power-down protection device and terminal | |
| CN113949031A (en) | Power supply device of motor protector and power supply method thereof | |
| CN109217655B (en) | Power supply capable of prolonging maintenance time after power failure | |
| US20060203413A1 (en) | Protection circuit enabling a load to withstand a transient power supply failure | |
| CN114362499B (en) | Protection circuit and full-control rectifying circuit | |
| JPS6358034B2 (en) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110707 |