RU2440657C1 - Device for uninterrupted supply of dc load - Google Patents

Device for uninterrupted supply of dc load Download PDF

Info

Publication number
RU2440657C1
RU2440657C1 RU2010147386/07A RU2010147386A RU2440657C1 RU 2440657 C1 RU2440657 C1 RU 2440657C1 RU 2010147386/07 A RU2010147386/07 A RU 2010147386/07A RU 2010147386 A RU2010147386 A RU 2010147386A RU 2440657 C1 RU2440657 C1 RU 2440657C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
transistor
optocoupler
terminal
load
source
Prior art date
Application number
RU2010147386/07A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Григорьевич Буковшин (RU)
Николай Григорьевич Буковшин
Александр Николаевич Лукьянчиков (RU)
Александр Николаевич Лукьянчиков
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Концерн "Созвездие"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Концерн "Созвездие" filed Critical Открытое акционерное общество "Концерн "Созвездие"
Priority to RU2010147386/07A priority Critical patent/RU2440657C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2440657C1 publication Critical patent/RU2440657C1/en

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/30—Systems integrating technologies related to power network operation and communication or information technologies for improving the carbon footprint of the management of residential or tertiary loads, i.e. smart grids as climate change mitigation technology in the buildings sector, including also the last stages of power distribution and the control, monitoring or operating management systems at local level
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S20/00—Management or operation of end-user stationary applications or the last stages of power distribution; Controlling, monitoring or operating thereof
    • Y04S20/20—End-user application control systems

Landscapes

  • Electronic Switches (AREA)

Abstract

FIELD: electricity. ^ SUBSTANCE: in a device an optical coupler is made as a transistor one, a light radiator of which is connected serially into a circuit of a voltage sensor, connected in parallel with the main source of supply, and a phototransistor of the optical coupler is connected between the transistor base and the common output of the supply sources. Besides, the other output of the reserve supply source is connected via a collector-emitter transition of the transistor with the other output of the load. ^ EFFECT: reduced consumption from the main source of supply, simplified device and its increased reliability. ^ 2 dwg

Description

Предлагаемое устройство относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах электропитания средств связи и других ответственных потребителей.The proposed device relates to electrical engineering and can be used in power supply devices of communications and other responsible consumers.

Известны устройства для включения резервного источника питания по а.с. 826501, H02J 9/06, а.с. 1582330, H02J 9/00, обеспечивающие переключение питания нагрузки с основного источника на резервный и обратно. В этих устройствах в качестве исполнительного элемента применяется реле, что снижает надежность из-за наличия электромеханических контактов реле.Known devices for turning on the backup power source for AS 826501, H02J 9/06, a.s. 1582330, H02J 9/00, providing switching of load power from the main source to the backup one and vice versa. In these devices, a relay is used as an actuator, which reduces reliability due to the presence of electromechanical contacts of the relay.

Известны также устройства для резервного электроснабжения по а.с. 15012114, H02J 9/06, осуществляющие переключение нагрузки с основного на резервный источники питания. Недостатком известных устройств является постоянное потребление питания от резервного источника.Also known devices for backup power supply as.with. 15012114, H02J 9/06, switching the load from the primary to the backup power sources. A disadvantage of the known devices is the constant consumption of power from a backup source.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для бесперебойного питания потребителя постоянного тока по а.с. 1065961, H02J 9/06, принятое за прототип.The closest in technical essence to the proposed one is a device for uninterrupted power supply of a DC consumer in accordance with a.s. 1065961, H02J 9/06, adopted as a prototype.

Схема устройства-прототипа приведена на фиг.1, где обозначено:The scheme of the prototype device is shown in figure 1, where it is indicated:

1 - основной источник питания;1 - the main power source;

2 - резервный источник питания;2 - backup power source;

3 - нагрузка;3 - load;

4, 14, 15 - первый, второй и третий диоды;4, 14, 15 - the first, second and third diodes;

5 - транзистор;5 - transistor;

7, 10, 18 - первый, второй и третий резисторы;7, 10, 18 - the first, second and third resistors;

9 - оптрон;9 - optocoupler;

9.1 - светоизлучатель оптрона;9.1 - light emitter of an optocoupler;

9.2 - фоторезистор оптрона;9.2 - photoconductor optocoupler;

8, 17, 19 - первый, второй и третий стабилитроны;8, 17, 19 - the first, second and third zener diodes;

11 - конденсатор;11 - capacitor;

12 - тиристор;12 - thyristor;

13 - реле;13 - relay;

20 - контакты реле.20 - relay contacts.

Устройство-прототип содержит основной 1 и резервный 2 источники питания, соединенные одноименными полюсами между собой и одним зажимом нагрузки 3, другой зажим которой через первый диод 4 подключен к другому полюсу основного источника 1, а через тиристор 12 - с другим полюсом резервного источника 2. Параллельно нагрузке 3 через второй диод 15 включен резисторный делитель напряжения, образованный вторым резистором 7 и фоторезистором 9.2 оптрона 9. Резисторный делитель напряжения шунтирован конденсатором 11, при этом средняя точка делителя напряжения через второй стабилитрон 17 соединена с управляющим электродом тиристора 12. Светоизлучатель 9.1 оптрона 9 последовательно с обмоткой реле 13 включен в выходную цепь транзисторного ключа, состоящего из транзистора 5, первого 7 и второго 10 резисторов и первого стабилитрона 8. Обмотка реле 13 шунтирована вторым диодом 14. Светоизлучатель 9.1 оптрона 9 шунтирован третьим стабилитроном 19. Тиристор 12 шунтирован размыкающими контактами 20 реле 13.The prototype device contains the main 1 and backup 2 power sources connected by the same poles to each other and one load clamp 3, the other clamp of which is connected through the first diode 4 to the other pole of the main source 1, and through the thyristor 12 with the other pole of the backup source 2. In parallel to the load 3, a resistor voltage divider is formed through the second diode 15, formed by the second resistor 7 and the photoconductor 9.2 of the optocoupler 9. The resistor voltage divider is shunted by the capacitor 11, while the midpoint of the voltage divider through the second zener diode 17 is connected to the control electrode of the thyristor 12. The light emitter 9.1 of the optocoupler 9 is connected in series with the relay coil 13 to the output circuit of the transistor switch, consisting of transistor 5, the first 7 and second 10 resistors and the first zener diode 8. The relay coil 13 is shunted by the second diode 14. The light emitter 9.1 of the optocoupler 9 is shunted by the third zener diode 19. The thyristor 12 is bridged by the disconnecting contacts 20 of the relay 13.

Устройство-прототип работает следующим образом.The prototype device operates as follows.

При наличии напряжения основного источника 1 питание нагрузки 3 осуществляется от него через первый диод 4, при этом реле 13 находится во включенном состоянии, контакты 20 реле 13 разомкнуты. Тиристор 12 включиться не может, т.к. через второй стабилитрон 17 ток не проходит (сопротивление фоторезистора 9.2 оптрона 9 незначительно, потому что светоизлучатель 9.1 возбужден).In the presence of voltage of the main source 1, the load 3 is supplied from it through the first diode 4, while the relay 13 is in the on state, the contacts 20 of the relay 13 are open. Thyristor 12 can not turn on, because no current passes through the second zener diode 17 (the resistance of the photoconductor 9.2 of the optocoupler 9 is insignificant because the light emitter 9.1 is excited).

При снижении напряжения основного источника 1 ниже заданного предела через первый стабилитрон 8 ток не будет протекать, транзистор 5 выключится, причем соотношение плеч делителя напряжения резко изменится (т.к. светоизлучатель 9.1 оптрона 9 не возбужден), и напряжение с конденсатора 11 через резистор 18 и стабилитрон 17 подается на управляющий электрод тиристора 12, который выключается, и питание на нагрузку 3 подается от резервного источника 2. Через промежуток времени, определяемый временем выключения реле 13, оно выключается и шунтирует своими контактами 20 тиристор 12, выключая его. При восстановлении напряжения основного источника 1 вновь включится транзистор 5 и возбудится светоизлучатель 9.1 оптрона 9, соотношение плеч резисторного делителя напряжения вновь изменится. Через стабилитрон 17 напряжение не будет подаваться на управляющий электрод тиристора 12. По прошествии промежутка времени, определяемого временем включения реле 13, оно выключится, и его контакты 20 разомкнутся, отключая резервный источник питания 2 от нагрузки 3.When the voltage of the main source 1 decreases below a predetermined limit, no current will flow through the first zener diode 8, the transistor 5 will turn off, and the ratio of the arms of the voltage divider will change sharply (since the light emitter 9.1 of the optocoupler 9 is not excited), and the voltage from the capacitor 11 through the resistor 18 and the zener diode 17 is fed to the control electrode of the thyristor 12, which is turned off, and the power to the load 3 is supplied from the backup source 2. After a period of time determined by the turn-off time of the relay 13, it turns off and shunts its 20 ontact thyristor 12 turning it off. When the voltage of the main source 1 is restored, the transistor 5 will turn on again and the light emitter 9.1 of the optocoupler 9 will be excited, the ratio of the shoulders of the resistor voltage divider will change again. Through the zener diode 17, the voltage will not be supplied to the control electrode of the thyristor 12. After a period of time determined by the time the relay 13 was turned on, it will turn off and its contacts 20 will open, disconnecting the backup power supply 2 from load 3.

Недостатками устройства-прототипа являются низкая надежность, обусловленная наличием электромеханических контактов реле, а также повышенное потребление от основного источника питания, т.к. все элементы управления реле и само реле питаются от основного источника.The disadvantages of the prototype device are low reliability due to the presence of electromechanical relay contacts, as well as increased consumption from the main power source, as All relay controls and the relay itself are powered by the main source.

Задачей предлагаемого устройства является снижение потребления от основного источника питания, упрощение устройства и повышение его надежности.The objective of the proposed device is to reduce consumption from the main power source, simplify the device and increase its reliability.

Для решения поставленной задачи в устройство, содержащее основной и резервный источники питания, соединенные одноименными выводами между собой и одним выводом нагрузки, при этом другой вывод основного источника через диод соединен с другим выводом нагрузки, а также транзистор, коллекторно-базовый переход которого шунтирован резистором, датчик напряжения, состоящий из последовательно соединенных резистора и стабилитрона, причем один вывод резистора соединен с выводом основного источника, и оптрон, согласно изобретению оптрон выполнен транзисторным, светоизлучатель которого включен последовательно в цепь датчика напряжения, причем другой вывод светоизлучателя соединен с точкой соединения выводов источников питания, а фототранзистор оптрона включен между базой транзистора и точкой соединения выводов источников питания, кроме того, другой вывод резервного источника соединен через коллекторно-эмиттерный переход транзистора с другим выводом нагрузки.To solve this problem, a device containing the main and backup power sources connected by the same terminals with each other and one load terminal, while the other terminal of the main source through the diode is connected to another load terminal, as well as a transistor whose collector-base junction is shunted by a resistor, a voltage sensor, consisting of a series-connected resistor and a zener diode, and one terminal of the resistor is connected to the terminal of the main source, and the optocoupler, according to the invention, the optocoupler transistor, the light emitter of which is connected in series with the voltage sensor circuit, the other output of the light emitter being connected to the connection point of the power supply terminals, and the optocoupler transistor connected between the base of the transistor and the connection point of the power supply terminals, in addition, the other output of the backup source is connected through the collector-emitter junction a transistor with a different load terminal.

На фиг.2 представлена схема предлагаемого устройства, где обозначено:Figure 2 presents a diagram of the proposed device, where it is indicated:

1 - основной источник питания;1 - the main power source;

2 - резервный источник питания;2 - backup power source;

3 - нагрузка;3 - load;

4 - диод;4 - diode;

5 - транзистор;5 - transistor;

6 - датчик напряжения;6 - voltage sensor;

7 - резистор датчика напряжения;7 - resistor of the voltage sensor;

8 - стабилитрон датчика напряжения;8 - zener diode voltage sensor;

9 - оптрон;9 - optocoupler;

9.1 - светоизлучатель оптрона;9.1 - light emitter of an optocoupler;

9.3 - фототранзистор оптрона;9.3 - phototransistor optocoupler;

10 - резистор.10 - resistor.

Предлагаемое устройство содержит основной 1 и резервный 2 источники питания, соединенные одноименными выводами между собой и одним выводом нагрузки 3, а другими выводами - с другим выводом нагрузки 3 соответственно через диод 4 и эмиттерно-коллекторный переход транзистора 5, переход коллектор-база которого шунтирован резистором 10. Кроме того, датчик напряжения 6, состоящий из последовательно соединенных резистора 7 и стабилитрона 8, а также оптрон 9, светоизлучатель 9.1 которого включен последовательно в цепь датчика напряжения 6, соединенного параллельно основному источнику питания 1. При этом фототранзистор 9.3 оптрона 9 включен между базой транзистора 5 и общим выводом источников питания 1 и 2.The proposed device contains a primary 1 and backup 2 power sources connected by the same terminals to each other and one output terminal of load 3, and other terminals to another output terminal of load 3, respectively, through diode 4 and the emitter-collector junction of transistor 5, the collector-base junction of which is shunted by a resistor 10. In addition, the voltage sensor 6, consisting of a series-connected resistor 7 and a zener diode 8, as well as an optocoupler 9, the light emitter 9.1 of which is connected in series to the circuit of the voltage sensor 6 connected parallel to the main power source 1. In this case, the phototransistor 9.3 of the optocoupler 9 is connected between the base of the transistor 5 and the common output of the power sources 1 and 2.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.The proposed device operates as follows.

При наличии напряжения основного источника 1 питание нагрузки 3 осуществляется от него через диод 4. Одновременно пробивается стабилитрон 8 датчика напряжения 6, и светоизлучатель 9.1 оптрона 9 возбуждается, срабатывает его фототранзистор 9.3, который соединяет базу транзистора 5 с общим выводом источников питания 1 и 2, закрывая его, и тем самым отключает резервный источник 2 от нагрузки 3. При снижении напряжения основного источника 1 ниже заданного предела через стабилитрон 8 ток не будет проходить, светоизлучатель 9.1 оптрона 9 не возбужден, и транзистор 5 открывается, питание на нагрузку 3 подается от резервного источника 2. При восстановлении напряжения основного питания 1 вновь откроется стабилитрон 8, возбудится светоизлучатель 9.1 оптрона 9, закроется транзистор 5 и отключит резервный источник 2 от нагрузки.In the presence of the voltage of the main source 1, the load 3 is supplied from it through the diode 4. At the same time, the zener diode 8 of the voltage sensor 6 is pierced, and the light emitter 9.1 of the optocoupler 9 is excited, its phototransistor 9.3 is activated, which connects the base of the transistor 5 to the common output of power supplies 1 and 2, closing it, and thereby disconnects the backup source 2 from load 3. When the voltage of the main source 1 falls below a predetermined limit, no current will pass through the zener diode 8, the light emitter 9.1 of the optocoupler 9 is not excited, and the anisistor 5 opens, power is supplied to the load 3 from the backup source 2. When the voltage of the main power 1 is restored, the zener diode 8 opens again, the light emitter 9.1 of the optocoupler 9 is excited, the transistor 5 closes and the backup source 2 is disconnected from the load.

Таким образом, по сравнению с прототипом предлагаемое устройство имеет простое схемное решение, что повышает надежность работы и малое потребление питания в режиме резервирования.Thus, in comparison with the prototype, the proposed device has a simple circuit solution, which increases the reliability and low power consumption in standby mode.

Claims (1)

Устройство для бесперебойного питания потребителя постоянного тока, содержащее основной и резервный источники питания, соединенные одноименными выводами между собой и одним выводом нагрузки, при этом другой вывод основного источника через диод соединен с другим выводом нагрузки, а также транзистор, коллекторно-базовый переход которого шунтирован резистором, датчик напряжения, состоящий из последовательно соединенных резистора и стабилитрона, причем один вывод резистора соединен с выводом основного источника, и оптрон, отличающийся тем, что оптрон выполнен транзисторным, светоизлучатель которого включен последовательно в цепь датчика напряжения, причем другой вывод светоизлучателя соединен с точкой соединения выводов источников питания, а фототранзистор оптрона включен между базой транзистора и точкой соединения выводов источников питания, кроме того, другой вывод резервного источника соединен через коллекторно-эмиттерный переход транзистора с другим выводом нагрузки. A device for uninterrupted power supply of a DC consumer, containing the main and backup power sources connected by the same terminals to each other and one load terminal, while the other terminal of the main source through the diode is connected to another load terminal, as well as a transistor whose collector-base junction is shunted by a resistor , a voltage sensor, consisting of a series-connected resistor and a zener diode, and one terminal of the resistor is connected to the terminal of the main source, and an optocoupler, different Ie, the optocoupler is transistor, the light emitter of which is connected in series with the voltage sensor circuit, and the other light emitter terminal is connected to the connection point of the power supply terminals, and the optocoupler phototransistor is connected between the transistor base and the connection point of the power supply terminals, in addition, the other output of the backup source is connected through the collector-emitter junction of the transistor with another load terminal.
RU2010147386/07A 2010-11-19 2010-11-19 Device for uninterrupted supply of dc load RU2440657C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010147386/07A RU2440657C1 (en) 2010-11-19 2010-11-19 Device for uninterrupted supply of dc load

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010147386/07A RU2440657C1 (en) 2010-11-19 2010-11-19 Device for uninterrupted supply of dc load

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2440657C1 true RU2440657C1 (en) 2012-01-20

Family

ID=45785807

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010147386/07A RU2440657C1 (en) 2010-11-19 2010-11-19 Device for uninterrupted supply of dc load

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2440657C1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109219211B (en) Get electric control circuit, intelligent control switch and intelligent lighting system
EP2700165B1 (en) Semiconductor switch with reliable blackout behavior and low control power
RU2012121687A (en) WIRELESS ELECTRICAL APPLIANCE
WO2015027592A1 (en) Time relay used for metal halide lamp loads
RU2014141513A (en) BYPASS DEVICE IN THE LIGHTING CONTROL SYSTEM WITHOUT NEUTRAL WIRING
RU2013119646A (en) ELECTRONIC CONTROL DEVICE AND METHOD FOR REDUCING ENERGY CONSUMPTION BY A HOUSEHOLD ELECTRICAL APPLIANCE IN STANDBY MODE
CN103219969B (en) Multi thresholds comparison circuit
US10110059B2 (en) Circuit and device for power switching
WO2017125056A1 (en) Zero-crossing detection apparatus and synchronous switch
CN213846644U (en) Power supply circuit and switching device
RU2442267C1 (en) Uninterruptible power supply for direct current consumer
RU2440657C1 (en) Device for uninterrupted supply of dc load
RU2446543C1 (en) Device for reserve power supply
RU2472271C1 (en) Device for reserve power supply
RU2442265C1 (en) Uninterruptible power supply
CN101895216A (en) State switching circuit of wide-voltage switch
RU2442266C1 (en) Uninterruptible power supply for direct current consumer
RU2446540C1 (en) Device for uninterrupted power supply
US9099879B2 (en) Supply circuit for supplying power to a switch circuit
CN2805223Y (en) Direct type ligh-operated switch
RU2439767C1 (en) Reserve power supply device
RU2474028C1 (en) Device for reserve power supply
RU2440656C1 (en) Device of reserve power supply
RU2446542C1 (en) Device for reserve power supply
RU2446541C1 (en) Device for reserve power supply