RU2614036C2 - Portable radio stations power supply device - Google Patents

Portable radio stations power supply device Download PDF

Info

Publication number
RU2614036C2
RU2614036C2 RU2015139261A RU2015139261A RU2614036C2 RU 2614036 C2 RU2614036 C2 RU 2614036C2 RU 2015139261 A RU2015139261 A RU 2015139261A RU 2015139261 A RU2015139261 A RU 2015139261A RU 2614036 C2 RU2614036 C2 RU 2614036C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
batteries
storage batteries
power supply
supply device
portable radio
Prior art date
Application number
RU2015139261A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2015139261A (en
Inventor
Елизавета Игоревна Лагутина
Степан Степанович Волков
Николай Леонидович Пузевич
Сергей Викторович Новиков
Константин Михайлович Буровский
Юрий Юрьевич Юров
Илья Александрович Печеницин
Original Assignee
Федеральное государственное казённое военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Рязанское высшее воздушно-десантное командное училище (военный институт) имени генерала армии В.Ф. Маргелова"
Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации
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 Федеральное государственное казённое военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Рязанское высшее воздушно-десантное командное училище (военный институт) имени генерала армии В.Ф. Маргелова", Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации filed Critical Федеральное государственное казённое военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Рязанское высшее воздушно-десантное командное училище (военный институт) имени генерала армии В.Ф. Маргелова"
Priority to RU2015139261A priority Critical patent/RU2614036C2/en
Publication of RU2015139261A publication Critical patent/RU2015139261A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2614036C2 publication Critical patent/RU2614036C2/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/36Arrangements using end-cell switching

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Direct Current Feeding And Distribution (AREA)

Abstract

FIELD: electrical engineering.
SUBSTANCE: invention relates to electrical engineering and can be used as reliable DC power supply device of portable radio stations, vehicles, etc. Technical result is aimed at improvement of power supply systems storage batteries charge capacity. Technical result is achieved due to, that power supply device, containing storage batteries, electronic switches, connecting batteries with load, additionally comprises time relay, connected to electronic switches control inputs, logic element "AND", connected to time relay control input, voltage relays, connected to storage batteries outputs and with logical element "AND" inputs. When using storage batteries with smaller current take-off and at intermittent current take-off storage batteries charge capacity has larger value, than at high and continuous loads. Time relay in portable radio stations power supply device circuit performs storage batteries switching, increasing discharge time of each storage battery of device, which allows to increase service life of storage batteries by 10 % and thereby prolonging portable radio station continuous operation duration.
EFFECT: proposed device has low power consumption.
1 cl, 1 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к электротехнической промышленности и средствам связи и может применяться в качестве устройства для обеспечения надежного электропитания постоянным током носимых радиостанций, транспортных средств и др.The present invention relates to the electrical industry and communications, and can be used as a device to provide reliable DC power to wearable radio stations, vehicles, etc.

Известно устройство электропитания, содержащее аккумуляторные батареи и соединенные с ними электронные ключи [Хрусталев, Д.А. Аккумуляторы [Текст]. - М.: Изумруд, 2003. - 102 с.].A power supply device is known that contains rechargeable batteries and electronic keys connected to them [Khrustalev, D.A. Batteries [Text]. - M .: Emerald, 2003. - 102 p.].

В известном устройстве аккумуляторные батареи используются последовательно по времени, по мере разряда отключаются от приемников на время замены. Недостатком известного устройства является неполное использование зарядового ресурса из-за непрерывной нагруженности каждой аккумуляторной батареи в отдельности.In the known device, the batteries are used sequentially in time, as the discharge is disconnected from the receivers during the replacement. A disadvantage of the known device is the incomplete use of the charge resource due to the continuous loading of each battery separately.

Наиболее близким к предполагаемому изобретению является устройство электропитания, содержащее аккумуляторные батареи, ключи электронные, соединяющие батареи с нагрузкой [RU, патент на изобретение №2417489, кл. H01M 10/48 2010 (прототип)].Closest to the alleged invention is a power supply device containing rechargeable batteries, electronic keys connecting the batteries to the load [RU, patent for the invention No. 2417489, cl. H01M 10/48 2010 (prototype)].

Устройство предназначено для электропитания радиостанции от двух аккумуляторов одновременно в непрерывном режиме. Недостатком данного устройства является то, что оба аккумулятора работают на нагрузку одновременно в непрерывном режиме. Это не позволяет эффективно использовать потенциал каждой аккумуляторной батареи устройства. Это обусловлено тем, что при большей и непрерывной нагрузке аккумуляторной батареи полная емкость окажется меньше, чем при меньшей и прерывистой нагрузке.The device is designed to power a radio station from two batteries simultaneously in continuous mode. The disadvantage of this device is that both batteries operate on load simultaneously in continuous mode. This does not allow the effective use of the potential of each battery of the device. This is due to the fact that with a larger and continuous load of the battery, the full capacity will be less than with a smaller and intermittent load.

Технический результат направлен на повышение емкости аккумуляторных батарей систем электропитания. Технический результат достигается тем, что в устройство электропитания носимых радиостанций, содержащее аккумуляторные батареи, ключи электронные, соединяющие батареи с нагрузкой, дополнительно введены реле времени, соединенное с управляющими входами электронных ключей, логический элемент «И», соединенный выходом с управляющим входом реле времени, реле напряжения, соединенные с выходами аккумуляторных батарей и с входами логического элемента «И».The technical result is aimed at increasing the capacity of the batteries of power systems. The technical result is achieved by the fact that a time relay connected to the control inputs of the electronic keys, an AND logic element connected to the output by the control input of the time relay, are additionally introduced into the power supply device of the wearable radio stations, containing rechargeable batteries, electronic keys connecting the batteries to the load, voltage relays connected to the outputs of the batteries and to the inputs of the logical element "AND".

На чертеже приведена функциональная схема устройства для электропитания носимых радиостанций (далее устройства).The drawing shows a functional diagram of a device for powering wearable radio stations (hereinafter devices).

Устройство содержит первый аккумулятор 1, первое реле напряжения 3, второй аккумулятор 2, второе реле напряжения 4, твердотельное реле 5, логический элемент «И» 6, реле времени 7, нагрузку 8.The device comprises a first battery 1, a first voltage relay 3, a second battery 2, a second voltage relay 4, a solid-state relay 5, a logic element “AND” 6, a time relay 7, a load 8.

В качестве первого 1 и второго 2 аккумуляторов могут быть использованы никель-кадмиевые, серебряно-цинковые или литий-ионные аккумуляторы, имеющие соответственно номиналы напряжения 1,2 и 3,7B постоянного тока. Аккумуляторные батареи 1 и 2 с помощью твердотельного реле 5 и ключа К1.1 попеременно подключаются к нагрузке.As the first 1 and second 2 batteries can be used Nickel-cadmium, silver-zinc or lithium-ion batteries having, respectively, the voltage ratings of 1.2 and 3.7V DC. Batteries 1 and 2 using a solid state relay 5 and a key K1.1 are alternately connected to the load.

Твердотельное реле 5 содержит ключи К2.1 и К2.2, которые выполнены на основе полевых транзисторов, имеющих управляющие входы, которые соединены с реле времени, а силовой канал (исток-сток) соединяет аккумуляторные батареи с нагрузкой через ключ К1.1.Solid-state relay 5 contains the keys K2.1 and K2.2, which are made on the basis of field-effect transistors having control inputs that are connected to a time relay, and the power channel (source-drain) connects the batteries to the load through the key K1.1.

Реле напряжения 3 и 4 аккумуляторов 1 и 2 предназначены для контроля минимально допустимой величины напряжения аккумуляторов. Реле напряжения 3 и 4 соединены с аккумуляторными батареями и имеют выходной сигнал, который подается на логический элемент «И» 6.Voltage relay 3 and 4 of batteries 1 and 2 are designed to control the minimum permissible voltage value of the batteries. The voltage relay 3 and 4 are connected to the batteries and have an output signal that is supplied to the logic element "And" 6.

Логический элемент «И» 6 соединен своими входами с выходами реле напряжения 3 и 4, а выходом с управляющим входом реле времени.The logic element "And" 6 is connected by its inputs to the outputs of the voltage relay 3 and 4, and the output with the control input of the time relay.

Реле времени 7 предназначено для поочередного подключения аккумуляторов 1 и 2 к нагрузке. Реле времени 7 соединено управляющим входом с выходом логического элемента «И» 6, а выходами с управляющими входами ключей К2.1 и К2.2 из состава твердотельного реле 5 и ключом К1.1.Time relay 7 is designed to alternately connect the batteries 1 and 2 to the load. The time relay 7 is connected to the control input with the output of the logic element "And" 6, and the outputs to the control inputs of the keys K2.1 and K2.2 from the solid-state relay 5 and the key K1.1.

Устройство предназначено для электропитания носимых радиостанций. Устройство работает следующим образом. При включении устройства реле времени 7 замыкает ключ К2.1 из состава твердотельного реле 5. При этом первый аккумулятор 1 подключается к нагрузке 8. Напряжение первого аккумулятора 1 и второго аккумулятора 2 контролируется с использованием реле напряжения 3 и 4 аккумуляторов 1 и 2. Если напряжение аккумуляторов выше минимально допустимого, то на выходе реле напряжения 3 и 4 формируется уровень логической «1» и подается на вход логического элемента «И» 6, выход которого подключен к реле времени 7. В свою очередь реле времени 7 осуществляет поочередное подключение с использованием ключей К2.1 и К2.2 на твердотельном реле 5 первого аккумулятора 1 и второго аккумулятора 2 к нагрузке 8. Время переключения устанавливается в зависимости от типа аккумуляторных батарей и режима работы нагрузки устройства 8. Отключенный от нагрузки аккумулятор частично восстанавливает свою емкость за время работы другого аккумулятора на нагрузку. В процессе разряда аккумуляторов при снижении напряжения одного из аккумуляторов ниже установленного порогового уровня на вход логического элемента «И» 6 поступает нулевой уровень, осуществляется перезапуск реле времени 7 и переход на управление коммутацией аккумуляторов от реле напряжения 3 и 4 аккумуляторов 1 и 2. При разряде первого 1 и второго аккумуляторов 2 устройства и снижении напряжения ниже установленного уровня, реле напряжения 3 и 4 аккумуляторов 1 и 2 выдают на вход логического элемента «И» 6 нулевой уровень. Логический элемент «И» 6 дает команду на обесточивание реле времени 7. Оно в свою очередь дает команду на размыкание ключа К 1.1 на выходе устройства, отключая устройство от нагрузки, и предотвращая разряд аккумуляторных батарей устройства ниже разрешенного минимального уровня.The device is designed to power wearable radio stations. The device operates as follows. When you turn on the device, the time relay 7 closes the key K2.1 from the solid-state relay 5. In this case, the first battery 1 is connected to the load 8. The voltage of the first battery 1 and the second battery 2 is controlled using voltage relay 3 and 4 of batteries 1 and 2. If the voltage If the accumulator is above the minimum allowable level, then a logic level of “1” is formed at the output of the voltage relay 3 and 4 and fed to the input of the logic element “I” 6, the output of which is connected to the time relay 7. In turn, the time relay 7 takes turns connection using the keys K2.1 and K2.2 on the solid-state relay 5 of the first battery 1 and the second battery 2 to the load 8. The switching time is set depending on the type of batteries and the operating mode of the load of the device 8. The battery disconnected from the load partially restores its capacity during the operation of another battery per load. In the process of discharging the batteries when the voltage of one of the batteries decreases below the set threshold level, the input of the logic element “AND” 6 receives a zero level, the time relay 7 is restarted, and the switching of the batteries is switched from the voltage relay 3 and 4 of the batteries 1 and 2. When discharging the first 1 and second accumulators 2 of the device and lowering the voltage below the set level, voltage relays 3 and 4 of accumulators 1 and 2 give a zero level to the input of the logic element “AND” 6. Logic element “I” 6 gives a command to de-energize the time relay 7. It in turn gives a command to open the key K 1.1 at the output of the device, disconnecting the device from the load, and preventing the battery of the device from discharging below the permitted minimum level.

Сопоставительный анализ показал, что при использовании аккумуляторных батарей с меньшим отбором тока и при отборе тока с перерывами зарядовая емкость аккумуляторных батарей имеет большее значение, чем при больших и непрерывных нагрузках. Реле времени 7 в схеме устройства электропитания носимых радиостанций осуществляет переключение аккумуляторов, увеличивая время разряда каждого аккумулятора устройства, что позволяет увеличить ресурс аккумуляторов на 10 процентов и тем самым увеличить время непрерывной работы носимой радиостанции. Предлагаемое устройство имеет малое энергопотребление.A comparative analysis showed that when using batteries with less current extraction and when taking current with interruptions, the charge capacity of the batteries is more important than with large and continuous loads. The time relay 7 in the circuit of the power supply device of wearable radio stations switches the batteries, increasing the discharge time of each battery of the device, which allows to increase the battery life by 10 percent and thereby increase the continuous operation time of the wearable radio station. The proposed device has low power consumption.

ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ НА ПРЕДЛАГАЕМОЕ ИЗОБРЕТЕНИЕ «УСТРОЙСТВО ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ НОСИМЫХ РАДИОСТАНЦИЙ»TECHNICAL AND ECONOMIC SUBSTANTIATION ON THE SUGGESTED INVENTION “DEVICE FOR POWER SUPPLY OF PORTABLE RADIO STATIONS”

Надежность работы электропитания носимых радиостанций определяет надежность работы радиостанции, а также надежности функционирования системы радиосвязи в целом. Для повышения надежности и ресурса работы аккумуляторных батарей носимых радиостанций необходимо повысить эффективность их работы. В известных устройствах электропитания носимых радиостанций используемые аккумуляторные батареи работают на общую нагрузку одновременно, что не позволяет полностью использовать ресурс аккумуляторов. В предлагаемом изобретении предлагается подключать аккумуляторы к нагрузке поочередно, используя ключи, управляемые реле времени. Время разряда каждого аккумулятора увеличивается в два раза, что позволит более полно использовать ресурс аккумуляторной батареи. Предлагаемое устройство выполнено с использованием ключей на твердотельных реле с малым энергопотреблением. Это позволит увеличить емкость, отдаваемую каждым аккумулятором на 10% по сравнению с прототипом.The reliability of the power supply of wearable radio stations determines the reliability of the radio station, as well as the reliability of the functioning of the radio communication system as a whole. To increase the reliability and service life of batteries of wearable radio stations, it is necessary to increase the efficiency of their work. In the known power supply devices of wearable radio stations, the used batteries operate at a common load at the same time, which does not allow the battery to be fully utilized. In the present invention, it is proposed to connect the batteries to the load in turn, using keys controlled by a time relay. The discharge time of each battery is doubled, which will allow more fully use the battery life. The proposed device is made using keys on solid-state relays with low power consumption. This will increase the capacity given by each battery by 10% compared with the prototype.

Claims (1)

Устройство электропитания, содержащее аккумуляторные батареи, ключи электронные, соединяющие батареи с нагрузкой, отличающееся тем, что в устройство дополнительно введены реле времени, соединенное с управляющими входами электронных ключей, логический элемент «И», соединенный выходом с управляющим входом реле времени, реле напряжения, соединенные с выходами аккумуляторных батарей и с входами логического элемента «И».A power device comprising batteries, electronic keys connecting the batteries to the load, characterized in that a time relay connected to the control inputs of the electronic keys is additionally introduced into the device, an AND logic element connected by the output to the control input of the time relay, voltage relay, connected to the outputs of the batteries and to the inputs of the logical element "AND".
RU2015139261A 2015-09-15 2015-09-15 Portable radio stations power supply device RU2614036C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015139261A RU2614036C2 (en) 2015-09-15 2015-09-15 Portable radio stations power supply device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015139261A RU2614036C2 (en) 2015-09-15 2015-09-15 Portable radio stations power supply device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2015139261A RU2015139261A (en) 2017-03-17
RU2614036C2 true RU2614036C2 (en) 2017-03-22

Family

ID=58453039

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015139261A RU2614036C2 (en) 2015-09-15 2015-09-15 Portable radio stations power supply device

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2614036C2 (en)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1105980A1 (en) * 1983-04-07 1984-07-30 Предприятие П/Я В-8803 Device for supplying d.c.to load
US5969504A (en) * 1998-03-06 1999-10-19 The Johns Hopkins University Automatic battery power switch
RU16886U1 (en) * 2000-03-10 2001-02-20 Общество с ограниченной ответственностью "Проектно-производственная фирма БИП сервис" FAST AUTOMATIC POWER SWITCHING DEVICE
US6268711B1 (en) * 1999-05-05 2001-07-31 Texas Instruments Incorporated Battery manager
CA2535504A1 (en) * 2003-08-11 2005-03-03 Reserve Power Cell, Llc Multiple battery system, multiple battery management system, auxiliary battery attachment system, and network controlled multiple battery system
RU2417489C1 (en) * 2010-04-29 2011-04-27 Федеральное государственное учреждение 16 Центральный научно-исследовательский испытательный институт Министерства обороны Российской Федерации имени маршала войск связи А.И.Белова Portable radio station power supply device
RU2506603C2 (en) * 2003-07-09 2014-02-10 Премиум Пауэр Корпорейшн Device to control and charge selected group of battery elements
RU2013147635A (en) * 2011-03-28 2015-05-10 Чанз Асендинг Энтерпрайз Ко., Лтд. HIGH VOLTAGE BATTERY SYSTEM FOR VEHICLE

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1105980A1 (en) * 1983-04-07 1984-07-30 Предприятие П/Я В-8803 Device for supplying d.c.to load
US5969504A (en) * 1998-03-06 1999-10-19 The Johns Hopkins University Automatic battery power switch
US6268711B1 (en) * 1999-05-05 2001-07-31 Texas Instruments Incorporated Battery manager
RU16886U1 (en) * 2000-03-10 2001-02-20 Общество с ограниченной ответственностью "Проектно-производственная фирма БИП сервис" FAST AUTOMATIC POWER SWITCHING DEVICE
RU2506603C2 (en) * 2003-07-09 2014-02-10 Премиум Пауэр Корпорейшн Device to control and charge selected group of battery elements
CA2535504A1 (en) * 2003-08-11 2005-03-03 Reserve Power Cell, Llc Multiple battery system, multiple battery management system, auxiliary battery attachment system, and network controlled multiple battery system
RU2417489C1 (en) * 2010-04-29 2011-04-27 Федеральное государственное учреждение 16 Центральный научно-исследовательский испытательный институт Министерства обороны Российской Федерации имени маршала войск связи А.И.Белова Portable radio station power supply device
RU2013147635A (en) * 2011-03-28 2015-05-10 Чанз Асендинг Энтерпрайз Ко., Лтд. HIGH VOLTAGE BATTERY SYSTEM FOR VEHICLE

Also Published As

Publication number Publication date
RU2015139261A (en) 2017-03-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11749829B2 (en) Series-parallel switching device and battery pack including series-parallel switching device
CN101459347B (en) Charger and method for controlling connection between the charger and external electric power source
CN104158255A (en) Charge and discharge management system and mobile power supply with application of charge and discharge management system
US9472976B2 (en) Storage battery device and charging control method
MX2019003016A (en) Hybrid battery system.
US20190181668A1 (en) Power supply circuit for electronic cigarette and electronic cigarette
US10097036B2 (en) Uninterruptible power source device
CN105322612A (en) Charge and discharge control circuit and battery device
CN106451752B (en) Battery voltage equalizing circuit suitable for UPS
CN102025002B (en) Usb battery
CN105329194A (en) Power supply for vehicle
US9401615B2 (en) Charging and discharging control circuit and battery device
CN103326459B (en) Low-voltage direct-current power supply switchover circuit and direct-current power supply
EP2980953A2 (en) Quick low-voltage rechargeable battery
CN103354193A (en) Relay drive circuit and relay control method
CN103199586B (en) -48V direct current single system double-power-source storage battery contact device and switching method thereof
JP2014176152A (en) Power storage system
CN210380317U (en) Combined energy storage power station
JP2009148110A (en) Charger/discharger and power supply device using the same
CN211830247U (en) Multi-battery charging and discharging control device and system
RU2614036C2 (en) Portable radio stations power supply device
CN104617652A (en) Battery supply device of portable terminal
CN103236725A (en) Power supply method of solar controller control circuit and circuit thereof
CN104218665A (en) A power supply apparatus and a method for switching the same
JP2013172551A (en) Battery pack charge system and battery pack charge method

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180916