RU2442267C1 - Uninterruptible power supply for direct current consumer - Google Patents

Uninterruptible power supply for direct current consumer Download PDF

Info

Publication number
RU2442267C1
RU2442267C1 RU2010147387/07A RU2010147387A RU2442267C1 RU 2442267 C1 RU2442267 C1 RU 2442267C1 RU 2010147387/07 A RU2010147387/07 A RU 2010147387/07A RU 2010147387 A RU2010147387 A RU 2010147387A RU 2442267 C1 RU2442267 C1 RU 2442267C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
transistor
resistor
base
power source
collector
Prior art date
Application number
RU2010147387/07A
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 RU2010147387/07A priority Critical patent/RU2442267C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2442267C1 publication Critical patent/RU2442267C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Direct Current Feeding And Distribution (AREA)

Abstract

FIELD: electrical engineering. ^ SUBSTANCE: invention includes the insertion of the following items into the applied device: a p-n-p transistor, another n-p-n transistor. In addition, the emitter of the second n-p-n transistor is connected to the negative pole, its base is connected to the collector of the first n-p-n transistor, and its collector is connected through the third resistor to the base of the p-n-p transistor. The collector of the p-n-p transistor is connected to the cathode of the isolation diode, and its emitter is connected to the positive pole of the backup power source, while the second terminal of the second resistor is connected to the base of the second n-p-n transistor. ^ EFFECT: use in power supply of communication devices and other important consumers, increasing the device's reliability while simplifying its design and reducing its energy consumption from the primary power source. ^ 2 dwg

Description

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

Известно устройство для включения резервного источника питания по а.с. 826501, H02J 9/06, обеспечивающее переключение питания нагрузки с основного источника на резервный и обратно. В этом устройстве в качестве исполнительного элемента применяется реле, что снижает надежность из-за наличия электромеханических контактов реле.A device for turning on a backup power source for AS 826501, H02J 9/06, providing switching of the load power from the main source to the backup one and vice versa. In this device, a relay is used as an actuator, which reduces reliability due to the presence of electromechanical relay contacts.

Известны также устройства для резервного электроснабжения по а.с. 1056363, H02J 9/06, а.с. 1336154, H02J 9/06, в которых в качестве исполнительного элемента применяются транзисторные ключи. Недостатком этих устройств является относительная сложность их схем управления.Also known devices for backup power supply as.with. 1056363, H02J 9/06, a.s. 1336154, H02J 9/06, in which transistor switches are used as an actuator. The disadvantage of these devices is the relative complexity of their control circuits.

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 - разделительный диод;4 - isolation diode;

5 - транзистор n-p-n типа;5 - transistor n-p-n type;

6, 18 - второй и третий диоды;6, 18 - second and third diodes;

7, 15, 20 - первый, второй и третий стабилитроны;7, 15, 20 - the first, second and third zener diodes;

8 - конденсатор;8 - capacitor;

9, 10, 11 - первый, второй и третий резисторы;9, 10, 11 - the first, second and third resistors;

14 - оптрон;14 - optocoupler;

14.1 - фоторезистор оптрона;14.1 - photoconductor optocoupler;

14.2 - светоизлучатель оптрона;14.2 - light emitter of the optocoupler;

17 - тиристор;17 - thyristor;

19 - реле;19 - relay;

21 - контакты реле.21 - 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 17 - с другим полюсом резервного источника 2. Параллельно нагрузке 3 через второй диод 6 включен резисторный делитель напряжения, образованный вторым резистором 10 и фоторезистором 14.1 оптрона 14. Резисторный делитель напряжения шунтирован конденсатором 8, при этом средняя точка делителя напряжения через второй стабилитрон 15 соединена с управляющим электродом тиристора 17. Светоизлучатель 14.2 оптрона 14 последовательно с обмоткой реле 19 включен в выходную цепь транзисторного ключа, состоящего из транзистора 5 n-p-n типа, первого 9 и третьего 11 резисторов и первого стабилитрона 7. Обмотка реле 19 шунтирована третьим диодом 18. Светоизлучатель 14.2 оптрона 14 шунтирован третьим стабилитроном 20. Тиристор 17 шунтирован размыкающими контактами 21 реле 19.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 17 to the other pole of the backup source 2. In parallel with load 3, a resistor voltage divider formed by a second resistor 10 and a photoconductor 14.1 optocoupler 14 is connected through a second diode 6. The resistor voltage divider is shunted by a capacitor 8, while the midpoint of the voltage divider through the second zener diode 15 is connected to the control electrode of the thyristor 17. The light emitter 14.2 of the optocoupler 14 is connected in series with the relay coil 19 to the output circuit of the transistor switch, which consists of a 5 npn type transistor, the first 9 and third 11 resistors and the first zener diode 7. The relay coil 19 is shunted the third diode 18. The light emitter 14.2 of the optocoupler 14 is bridged by the third zener diode 20. The thyristor 17 is bridged by the disconnecting contacts 21 of the relay 19.

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 19 находится во включенном состоянии, контакты 21 реле 19 разомкнуты. Тиристор 17 включиться не может, т.к. через второй стабилитрон 15 ток не проходит (сопротивление фоторезистора 14.1 оптрона 14 незначительно, потому что светоизлучатель 14.2 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 19 is in the on state, the contacts 21 of the relay 19 are open. Thyristor 17 can not turn on, because no current passes through the second zener diode 15 (the resistance of the photoconductor 14.1 of the optocoupler 14 is negligible because the light emitter 14.2 is excited).

При снижении напряжения основного источника 1 ниже заданного предела через первый стабилитрон 7 ток не будет протекать, и транзистор 5 выключится, причем соотношение плеч делителя напряжения резко изменится (т.к. светоизлучатель 14.2 оптрона 14 не возбужден), и напряжение с конденсатора 8 через резистор 10 и стабилитрон 15 подается на управляющий электрод тиристора 17, который выключается, и питание на нагрузку 3 подается от резервного источника 2. Через промежуток времени, определяемый временем выключения реле 19, оно выключается и шунтирует своими контактами 21 тиристор 17, выключая его. При восстановлении напряжения основного источника 1, вновь включится транзистор 5 и возбудится светоизлучатель 14.2 оптрона 14, соотношение плеч резисторного делителя напряжения вновь изменится. Через стабилитрон 15 напряжение не будет подаваться на управляющий электрод тиристора 17. По прошествии промежутка времени, определяемого временем включения реле 19, оно выключится, и его контакты 21 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 7, and the transistor 5 will turn off, and the ratio of the arms of the voltage divider will change sharply (since the light emitter 14.2 of the optocoupler 14 is not excited), and the voltage from the capacitor 8 through the resistor 10 and the zener diode 15 is supplied to the control electrode of the thyristor 17, 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 19, it turns off and shunts its and contacts 21 of the thyristor 17, turning it off. When the voltage of the main source 1 is restored, the transistor 5 will turn on again and the light emitter 14.2 of the optocoupler 14 will be excited, the ratio of the shoulders of the resistor voltage divider will change again. Through the zener diode 15, the voltage will not be supplied to the control electrode of the thyristor 17. After a period of time determined by the time the relay 19 was turned on, it will turn off and its contacts 21 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 1.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 1.

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 для бесперебойного питания потребителя постоянного тока, содержащее основной и резервные источники питания, соединенные отрицательными полюсами между собой и одним зажимом нагрузки, разделительный диод, анодом соединенный с положительным полюсом основного источника питания, а катодом - с другим зажимом нагрузки, цепь из последовательно соединенных диода и конденсатора, подключенную параллельно нагрузке, при этом средняя точка цепи соединена с одним выводом второго резистора, первый транзистор n-p-n типа, эмиттер которого соединен с общим отрицательным полюсом, а база через последовательно соединенные стабилитрон и первый резистор - с положительным полюсом основного источника питания, а также третий резистор, согласно изобретению, введены второй транзистор n-p-n типа и транзистор p-n-p при этом эмиттер второго транзистора n-p-n типа соединен с общим отрицательным полюсом, база - с коллектором первого транзистора n-p-n типа, а коллектор - через третий резистор с базой транзистора p-n-p типа, коллектор которого соединен с катодом разделительного диода, а эмиттер - с положительным полюсом резервного источника питания, кроме того, другой вывод второго резистора соединен с базой второго транзистора n-p-n типа.To solve this problem, a device for uninterrupted power supply to a DC consumer, containing the main and backup power sources connected by negative poles to each other and one load terminal, an isolation diode connected by an anode to the positive pole of the main power source and the cathode to another load terminal, a circuit of diode and capacitor connected in series, connected in parallel with the load, while the midpoint of the circuit is connected to one terminal of the second resistor, the first trans a npn type side, the emitter of which is connected to the common negative pole, and the base through the zener diode and the first resistor connected in series with the positive pole of the main power supply, as well as the third resistor, according to the invention, a second npn type transistor and a pnp transistor are introduced, while the emitter of the second transistor type npn is connected to the common negative pole, the base is connected to the collector of the first npn type transistor, and the collector is connected through the third resistor to the base of the pnp type transistor, the collector of which is connected to the cathode ceiling elements diode and whose emitter - to the positive pole backup power source, in addition, the other terminal of the second resistor connected to the base of the second transistor n-p-n type.

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 - разделительный диод;4 - isolation diode;

5, 13 - первый и второй транзисторы n-p-n типа;5, 13 - the first and second transistors of the n-p-n type;

6 - диод;6 - diode;

7 - стабилитрон;7 - zener diode;

8 - конденсатор;8 - capacitor;

9, 10, 11 - первый, второй и третий резисторы;9, 10, 11 - the first, second and third resistors;

12 - транзистор p-n-p типа.12 - transistor p-n-p type.

Предлагаемое устройство для бесперебойного питания потребителя постоянного тока содержит основной 1 и резервный 2 источники питания, соединенные отрицательными полюсами между собой и одним зажимом нагрузки 3, а положительными полюсами - с другим зажимом нагрузки 3 соответственно через разделительный диод 4 и коллекторно-эмиттерный переход транзистора 12 p-n-p типа, цепь из последовательно соединенных диода 6 и конденсатора 8, подключенная параллельно нагрузке 3, средняя точка которой через второй резистор 10 подключена к точке соединения коллектора первого транзистора 5 n-p-n типа и базы второго транзистора 13 n-p-n типа, эмиттеры которых соединены с общим отрицательным полюсом, база первого транзистора 5 через последовательно соединенные стабилитрон 7 и первый резистор 9 соединена с положительным полюсом основного источника питания 1, а коллектор второго транзистора 13 - через третий резистор 11 с базой транзистора 12.The proposed device for uninterrupted power supply of a DC consumer contains the main 1 and backup 2 power sources connected by negative poles to each other and one load terminal 3, and by positive poles - to another load terminal 3, respectively, through an isolation diode 4 and a collector-emitter junction of the transistor 12 pnp type, a chain of diode 6 and capacitor 8 connected in series, connected in parallel to load 3, the midpoint of which is connected to the junction point through the second resistor 10 the vector of the first transistor 5 npn type and the base of the second transistor 13 npn type, the emitters of which are connected to a common negative pole, the base of the first transistor 5 through series-connected zener diode 7 and the first resistor 9 is connected to the positive pole of the main power source 1, and the collector of the second transistor 13 is through the third resistor 11 with the base of the transistor 12.

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

При наличии напряжения основного 1 и резервного 2 источников питания в нормированных пределах питание нагрузки 3 осуществляется от основного источника питания 1 через разделительный диод 4.If there is a voltage of the main 1 and backup 2 power sources in the normalized range, the load 3 is supplied from the main power source 1 through an isolation diode 4.

При номинальном напряжении основного источника питания 1 включается стабилитрон 7 и током, протекающим через резистор 9, открывается транзистор 5. Открытый транзистор 5 шунтирует базо-эмиттерный переход транзистора 13, и он закрывается. Вследствие этого ток в цепи базы транзистора 12 отсутствует, он закрывается, а резервный источник питания 2 отключается от нагрузки 3. Одновременно через диод 6 заряжается конденсатор 8.At the rated voltage of the main power source 1, the zener diode 7 is turned on and the current flowing through the resistor 9 opens the transistor 5. An open transistor 5 shunts the base-emitter junction of the transistor 13, and it closes. As a result of this, there is no current in the base circuit of transistor 12, it closes, and the backup power supply 2 is disconnected from load 3. At the same time, a capacitor 8 is charged through diode 6.

При пропадании или снижении напряжения основного источника питания 1 ниже заданного предела через стабилитрон 7 ток не будет проходить и транзистор 5 выключится. Напряжение с конденсатора 8 через резистор 10 подается на базу транзистора 13, последний включается и своим коллекторным током, протекающим через резистор 11, поддерживает открытым и насыщенным транзистор 12, и питание нагрузки 3 осуществляется от резервного источника 2.If the voltage of the main power source 1 disappears or decreases below a predetermined limit, the current will not pass through the zener diode 7 and the transistor 5 will turn off. The voltage from the capacitor 8 through the resistor 10 is supplied to the base of the transistor 13, the latter is turned on and by its collector current flowing through the resistor 11, it keeps the transistor 12 open and saturated, and the load 3 is supplied from a backup source 2.

При восстановлении напряжения основного источника питания 1 вновь включится транзистор 5, а транзисторы 13 и 12 закроются, и питание нагрузки 3 будет осуществляться от основного источника питания 1 через разделительный диод 4.When the voltage of the main power source 1 is restored, the transistor 5 will turn on again, and the transistors 13 and 12 will be closed, and the load 3 will be powered from the main power source 1 through the diode 4.

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 резервные источники питания, соединенные отрицательными полюсами между собой и одним зажимом нагрузки, разделительный диод, анодом соединенный с положительным полюсом основного источника питания, а катодом - с другим зажимом нагрузки, цепь из последовательно соединенных диода и конденсатора, подключенную параллельно нагрузке, при этом средняя точка цепи соединена с одним выводом второго резистора, первый транзистор n-p-n типа, эмиттер которого соединен с общим отрицательным полюсом, а база через последовательно соединенные стабилитрон и первый резистор - с положительным полюсом основного источника питания, а также третий резистор, отличающееся тем, что в него введены второй транзистор n-p-n типа и транзистор p-n-p, при этом эмиттер второго транзистора n-p-n типа соединен с общим отрицательным полюсом, база - с коллектором первого транзистора n-p-n типа, а коллектор через третий резистор - с базой транзистора p-n-p типа, коллектор которого соединен с катодом разделительного диода, а эмиттер - с положительным полюсом резервного источника питания, кроме того, другой вывод второго резистора соединен с базой второго транзистора n-p-n типа. A device for uninterrupted power supply of a DC consumer, containing the main and backup power sources connected by negative poles to each other and one load terminal, an isolation diode connected by an anode to the positive pole of the main power source, and the cathode to another load terminal, a chain of diodes connected in series and a capacitor connected in parallel with the load, while the midpoint of the circuit is connected to one terminal of the second resistor, the first npn type transistor whose emitter is dinene with a common negative pole, and the base through a series-connected zener diode and a first resistor with a positive pole of the main power source, as well as a third resistor, characterized in that a second npn type transistor and a pnp transistor are introduced into it, while the emitter of the second npn type transistor is connected to the common negative pole, the base is connected to the collector of the first npn type transistor, and the collector through the third resistor is connected to the base of the pnp type transistor, the collector of which is connected to the cathode of the isolation diode, and the emitter is connected to the positive pole of the backup power source, in addition, the other terminal of the second resistor is connected to the base of the second transistor of the n-p-n type.
RU2010147387/07A 2010-11-19 2010-11-19 Uninterruptible power supply for direct current consumer RU2442267C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010147387/07A RU2442267C1 (en) 2010-11-19 2010-11-19 Uninterruptible power supply for direct current consumer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010147387/07A RU2442267C1 (en) 2010-11-19 2010-11-19 Uninterruptible power supply for direct current consumer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2442267C1 true RU2442267C1 (en) 2012-02-10

Family

ID=45853812

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010147387/07A RU2442267C1 (en) 2010-11-19 2010-11-19 Uninterruptible power supply for direct current consumer

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2442267C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2481688C1 (en) * 2012-02-13 2013-05-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный университет" Guaranteed power supply device
RU2503114C1 (en) * 2012-05-23 2013-12-27 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации Device for uninterrupted automatic load transfer

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2481688C1 (en) * 2012-02-13 2013-05-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный университет" Guaranteed power supply device
RU2503114C1 (en) * 2012-05-23 2013-12-27 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации Device for uninterrupted automatic load transfer

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109219211B (en) Get electric control circuit, intelligent control switch and intelligent lighting system
US9065429B2 (en) Semiconductor switch with reliable blackout behavior and low control power
RU2442267C1 (en) Uninterruptible power supply for direct current consumer
US20150162154A1 (en) Circuit arrangement for actuating a bistable relay
CN213846644U (en) Power supply circuit and switching device
WO2015154558A1 (en) Transient interruption trigger device for alternating-current power source
RU189075U1 (en) Backup Power Device
RU2446543C1 (en) Device for reserve power supply
RU2442265C1 (en) Uninterruptible power supply
CN111665764A (en) Switch circuit, control method thereof, intelligent switch and control system
RU2442266C1 (en) Uninterruptible power supply for direct current consumer
RU2472271C1 (en) Device for reserve power supply
RU2439767C1 (en) Reserve power supply device
CN103200735B (en) Light-emitting diode (LED) actuator preventing LED from flickering
RU2446540C1 (en) Device for uninterrupted power supply
RU2440657C1 (en) Device for uninterrupted supply of dc load
CN109946598A (en) Double control switch detection circuit and device
JP5638361B2 (en) Battery charging device and battery charging system
RU2474028C1 (en) Device for reserve power supply
RU2446541C1 (en) Device for reserve power supply
RU2440656C1 (en) Device of reserve power supply
RU2446542C1 (en) Device for reserve power supply
RU2685694C1 (en) Alternating current switch
RU2071626C1 (en) Uninterrupted power supply system
CN112398464A (en) Power supply circuit and switching device