SU1624601A2 - Система резервированного электропитани посто нным током - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в системах гарантированного электропитани  радиоаппаратуры . Цель изобретени  - повышение качества выходного напр жени  системы за счет исключени  провалов напр жени  в моменты отключени  аккумул торной батареи при восстановлении питающей сети. Система содержит сетевой регулируемый преобразователь, аккумул торную батарею, подключенную к зар дному устройству непосредственно, а к выходным выводам - через релейно-тири- сторную цепь Согласование коммутации последней осуществл етс  посредством трех нелинейных цепочек, четырех ключей, элемента ИЛИ. В систему введены также узел контрол  выходного напр жени  и регулировани  через измерительный канал сетевым преобразователем напр жени  с использованием резистивного делител  напр жени  источника опорного напр жени , коммутируемого четвертым ключом, и операционного усилител . 1 ил.

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах гарантированного электропитания радиоаппаратуры, в которых аккумуляторные батареи используются в качестве аварий- 5 ных резервных источников, и касается усовершенствования устройства по авт. св. ГФ 1524129.

Целью изобретения является повышение качества выходного напряжения. 10

На чертеже приведена структурная схема системы резервированного электропитания постоянным током.

Система резервированного электропитания постоянным током содержит сетевой 15 регулируемый преобразователь 1 напряжения, первая выходная клемма которого через параллельно соединенные тиристорный ключ 2 и первый замыкающий контакт 3 реле соединена с первой выходной клеммой 20 зарядного устройства 4 и первой клеммой аккумуляторной батареи 5, вторая клемма которой соединена с второй выходной клеммой зарядного устройства 4 и с второй выходной клеммой сетевого регулируемого 25 преобразователя 1 напряжения, второй замыкающий контакт 6 и обмотку 7 реле. Между второй клеммой аккумуляторной батареи 5 и первым выводом обмотки 7 реле включены последовательно соединенные пер- 30 вый ключ 8 и первая нелинейная цепь 9, образованная тремя последовательно соединенными диодами. Между второй клеммой аккумуляторной батареи 5 и первым выводом второго замыкающего контакта 6 35 реле включены последовательно соединенные второй ключ 10 и вторая нелинейная цепь 11, образованная двумя последовательно соединенными диодами. Система содержит элемент ИЛИ 12, преобразователь 40 13 напряжения вток, третий ключ 14,третью нелинейную цепь 15, образованную парал; лельным соединением токоограничивающего резистора и диода, и накопительный конденсатор 16. Выход индикации йсправ- 45 ности сетевого регулируемого преобразователя 1 напряжения соединен с входом управления второго ключа 10, а через элемент И Л И 12 - с входом управления первого ключа 8. Общий вывод первого ключа 8 и 50 первой нелинейной цепи 9 соединен с входом управления тиристорного ключа 2. Вход преобразователя 13 напряжения в ток подключен к второй нелинейной цепи 11, а выход его соединен с входом управления 55 третьего ключа 14, включенного между первой клеммой аккумуляторной батареи 5 и вторым входом элемента ИЛИ 12. Первый и второй выводы обмотки 7 реле соединены соответственно с вторым выводом второго' замыкающего контакта 6 реле и первой клеммой аккумуляторной батареи 5.

Третья нелинейная цепь .15 и накопительный конденсатор 16 соединены последовательно, включены между общим выводом второго ключа 10 и второй нелинейной цепи 11 и вторым выводом обмотки 7 реле, а общий вывод третьего ключа 14 и второго входа элемента ИЛИ 12 соединен с входом дистанционного включения зарядного устройства 4.

Система содержит, также резистивный делитель 17, источник 18 опорного напряжения, четвертый ключ 19 и операционный усилитель 20. При этом первый вывод резистивного делителя 17 соединен с второй выходной клеммой сетевого регулируемого преобразователя 1 напряжения и через последовательно соединенные источник 18 опорного напряжения и четвертый ключ 19 с вторым выводом резистивного делителя 17, средний вывод которого соединен с неинвертирующим входом операционного усилителя 20, выход которого соединен с инвертирующим входом и вторым измерительным выводом сетевого регулируемого преобразователя 1 напряжения, первый измерительный вывод которого соединен с его первой выходной клеммой, а управляющий вход четвертого ключа 19 соединен с общим выводом третьего ключа 14 и вторым входом элемента ИЛИ 12.

Система резервированного электропитания постоянным током работает следующим образом.

В нормальном режиме работы (при наличии напряжения сети'переменного тока) напряжение на выходе системы равно выходному напряжению сетевого регулируемого преобразователя 1 напряжения. При этом величина выходного напряжения равна номинальному значению, поскольку, как будет показано ниже, между вторым измерительным выводом и второй выходной клеммой сетевого регулируемого преобразователя 1 напряжения падение напряжения отсутствует. В нормальном режиме сетевой регулируемый преобразователь 1 напряжения вырабатывает также сигнал индикации исправности, который поступает на управляющий вход второго ключа 10 и через элемент ИЛИ 12 - на управляющий вход первого ключа 8 и удерживает эти ключи в запертом состоянии. При этом тиристорный ключ 2 заперт, обмотка 7 реле обесточена, первый 3 и второй 6 замыкающие контакты разомкнуты. Падение напряжения на второй нелинейной цепи 11 отсутствует, следовательно, ток на выходе преобразователя 13 напряжения в ток ра вен нулю, третий ключ 14 заперт, При этом четвертый ключ 19 также заперт. Падение напряжения на резисторе F?2 резистивного делителя 17 отсутствует, Напряжение на входе и выходе операционного усилителя 20 равно напряжению второй выходной клеммы сетевого регулируемого преобразователя 1. Цепь второго измерительного вывода сетевого регулируемого преобразователя 1 замыкается через, выход операционного усилителя 20. Таким образом, в нормальном режиме работы аккумуляторная батарея 5 оказывается отключенной от выхода. Зарядное устройство 4 обеспечивает полную зарядку аккумуляторной батареи 5 и режим содержания, при котором обеспечивается компенсация токов утечки, т.е. сохранение полной емкости аккумуляторной батареи 5.

При пропадании напряжения сети переменного тока пропадает сигнал индикации исправности сетевого регулируемого преобразователя 1 напряжения. При этом первый и второй ключи 8 и 10 безынерционно отпираются. Через отпертый первый ключ 8 напряжение аккумуляторной батареи 5 поступает на вход управления тиристорного ключа 2 и отпирает его. Тиристорный ключ 2 осуществляет быстродействующее без перерыва выходного напряжения подключение аккумуляторной батареи 5 к выходным клеммам системы. Одновременно напряжение аккумуляторной батареи 5 поступает через отпертый первый ключ 8 на последовательно соединенные первую нелинейную цепь 9 и обмотку 7 реле и через отпертый второй ключ 10 - на последовательно соединенные третью нелинейную цепь 15 и накопительный конденсатор 16. Накопительный конденсатор'16 заряжается практически до напряжения аккумуляторной батареи 5 через токоограничивающий резистор третьей нелинейной цепи 15. Под действием тока, протекающего через обмотку 7, контакты 3 и 6 реле замыкаются. При этом тиристорный ключ 2 шунтируется замкнутым контактом 3 реле, в результате исключается падение напряжения между аккумуляторной батареей 5 и выходными клеммами системы и обеспечивается запирание тиристорного ключа 2. При замыкании контакта 6 реле начинает протекать ток черзз последовательно соединенные замкнутый второй ключ 10. вторую нелинейную цепь 11 и обмотку 7 реле, а первая нелинейная цепь 9 оказывается запертой и обесточенной, поскольку при протекании тока падение напряжения на второй нелинейной цепи 11 меньше, чем падение напряжения на первой нелинейной цепи 9. Блок 13 преобразует падение напря жения на второй нелинейной цепи 11 в ток, которым отпирается третий ключ 14.

При этом на управляющий вход первого ключа 8 через элемент ИЛИ 12, а на вход дистанционного включения зарядного устройства 4 и на управляющий вход четвертого ключа 19 непосредственно подается напряжение с выхода третьего ключа 14, запирающее первый ключ 8, удерживающее в выключенном состоянии зарядное устройство 4 и отпирающее четвертый ключ 19.

При восстановлении напряжения сети появляется сигнал индикации исправности сетевого регулируемого преобразователя 1 напряжения, под воздействием которого второй ключ 10 запирается, а первый ключ 8 продолжает удерживаться запертым через элемент ИЛИ 12. Однако при этом еще некоторое время продолжает протекать ток через последовательно соединенную вторую нелинейную цепь 11, замкнутый контакт 6 и обмотку 7 реле из заряженного накопительного конденсатора 16 через диод третьей нелинейной цепи 15. В результате аккумуляторная батарея 5 остается подключенной к выходным контактам системы еще некоторое время после восстановления напряжения -сети, в течение которого заканчиваются переходные процессы, связанные с установлением выходного напряжения сетевого регулируемого преобразователя 1.

Пока третий ключ 14 отперт, величина выходного напряжения сетевого регулируемого преобразователя 1 устанавливается больше номинального значения. Действительно, напряжение отпертого третьего ключа 14 удерживает четвертый ключ 19 замкнутым. При этом через резистивный делитель 17 протекает ток, задаваемый источником 18 опорного напряжения. Напряжение на резисторе (¾ резистивного делителя 17 прикладывается между второй выходной клеммой сетевого преобразователя 1 напряжения и неинвертирующим входом операционного усилителя 20, напряжение на выходе которого равно напряжению неинвертирующего входа. Таким образом, между вторым измерительным выводом и второй выходной клеммой сетевого преобразователя 1 имеется напряжение, равное падению напряжения на резисторе F?2 резистивного делителя 17. Этим напряжением и определяется величина превышения выходного напряжения сетевого преобразователя 1 над номинальным значением при отпертом третьем ключе 14. Падение напряжения на резисторе F?2 выбирается таким, чтобы при восстановлении напряжения сети выходное напряжение сетевого преобразователя 1 превышало напряжение аккумуляторной батареи 5, т.е. в системе некоторое время аккумуляторная батарея 5 оказывается в буфере с сетевым преобразователем 1 на- 5 п ряжения, у которого выходное напряжение несколько выше, чем у аккумуляторной батареи 5. В результате, пока сетевой преобразователь 1 находится в буфере с аккумуляторной батареей 5, его выходной 10 ток успевает увеличиться от нуля до необходимой величины для питания нагрузки. Поэтому с момента отключения аккумуляторной батареи 5 на выходе сетевого преобразователя 1 напряжения уже имеется ток 15 необходимой величины для обеспечения безобрывного электропитания нагрузки. Отключение аккумуляторной батареи 5 от выходных клемм происходит, когда в результате прекращения тока через последо- 20 вательно соединенные вторую нелинейную цепь 11, замкнутый контакт 6 и обмотку 7 реле вследствие разряда накопительного конденсатора 16 размыкаются контакты 3 и 6. При прекращении тока через вторую 25 нелинейную цепь 11 ток на выходе преобразователя 13 напряжения в ток ставится равным нулю, и третий ключ 14 запирается. При этом первый ключ 8 остается запертым за счет наличия сигнала 30 индикации исправности сетевого регулируемого преобразователя 1, четвертый ключ 19 запирается, а зарядное устройство 4 включается. Протекание тока через резистивный делитель 17 прекращается, падение 35 напряжения на резисторе R2 становится равным нулю, поэтому выходное напряжение сетевого регулируемого преобразователя 1 вновь устанавливается равным номинальному значению. Аккумуляторная 40 батарея 5 остается соединенной только с зарядным устройством 4, которое обеспечивает ^озарядку аккумуляторной батареи 5 и компенсацию ее тока утечки.

Технико-экономическая эффективность системы резервированного электропитания 5 постоянным током согласно изобретению заключается в повышении качества электропитания аппаратуры, реагирующей на провалы выходного напряжения в моменты отключения аккумуляторной батареи при вос10 становлении напряжения сети, если напряжение аккумуляторной батареи в момент отключения оказывается выше номинального выходного напряжения.

Claims (1)

15 Формула изобретения

Система резервированного электропитания постоянным током по авт. св. № 1524129, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества выходного на20 пряжения, дополнительно введены резистивный делитель, источник опорного напряжения, четвертый ключ и операционный усилитель, а сетевой регулируемый преобразователь напряжения выполнен с 25 внешними измерительными выводами, при этом первый вывод резистивного делителя соединен с второй выходной клеммой сетевого регулируемого преобразователя напряжения и через последовательно соеди30 ненные источник опорного напряжения и четвертый ключ - с вторым выводом резистивного делителя, средний вывод которого соединен с неинвертируюЩим входом операционного усилителя, выход которо35 го соединен с инвертирующим входом и вторым измерительным выводом сетевого регулируемого преобразователя напряжения, первый измерительный вывод которого . соединен с его первой выходной клеммой, а 40 управляющий вход четвертого ключа соединен с общим выводом третьего ключа и второго входа элемента ИЛИ.