SU922700A1

SU922700A1 - Rebundancy dc supply system

Info

Publication number: SU922700A1
Application number: SU802962283A
Authority: SU
Inventors: Гарольд Александрович Винник; Элиэзер-Яков Лейбович Каган
Original assignee: Предприятие П/Я А-1736
Priority date: 1980-07-23
Filing date: 1980-07-23
Publication date: 1982-04-23

Description

Изобретение относитс к электротехнике , а именно к системам электропитани средств автоматики, вычислительной техники и св зи. .The invention relates to electrical engineering, in particular, to power supply systems for automation equipment, computer technology and communications. .

Известна система резервированного электропитани , содержаща основной источник посто нного напр жени в виде выпр мител и резервный источник в виде аккумул торной батареи, а также вольтодобавочный зар дный выпр митель и стабилизатор напр жени в составе измерительноусилительного блока, регулирующего TI согласующего транзисторов, при этом регулирующий транзистор включен между аккумул торной батареей и нагрузкой, вход вольтодобавочного зар дного выпр мител подключен к сети переменного тока, а его вход параллельно регулирующему транзистору- .A backup power supply system is known, containing a main source of DC voltage in the form of a rectifier and a backup source in the form of a battery, as well as a booster voltage rectifier and voltage regulator as part of the measuring amplifier unit regulating the TI matching transistors, and the control transistor is connected between the battery and the load, the input of the booster charge rectifier is connected to the AC network, and its input is parallel to the control mu tranzistoru-.

Эта система осуществл ет питание потребителей посто нного тока от сети переменного тока через выпр митель , а при отсутствии напр жени сети - от аккумул торной батареи через стабилизатор. При наличии напр жени сети регулирующий транзистор стабилизатора удерживаетс в закрытом состо нии выходным напр жениемThis system supplies the DC consumers from the AC network through a rectifier, and in the absence of the network voltage, from the battery through the stabilizer. In the presence of a network voltage, the regulator regulator transistor is kept in the closed state by the output voltage.

выпр мител , при этом обеспечивает-, с зар д аккумул торной батареи с помощью вольтодобавочного зар дного выпр мител И rectifier, while providing-, with the charge of the battery with the help of booster charge rectifier And

Наиболее близким техническим решением к изобретению вл етс система резервированного электропитани посто нным током, содержаща управл емый трансформаторно-выпр митель10 ный блок, выход которого подключен к входу стабилизатора напр жени , состо щего из регулирующего и согласующего транзисторов, токоограничивающего трехполюсника коллекторного пи15 тани согласующего транзистора и измерительно-усилительного блока;, подключенного к выходу стабилизатора, аккумул торную батарею, вольтсщобавочный зар дный выпр митель и выход20 ные предохранители в цепи регулирующего транзистора стабилизатора tfl .The closest technical solution to the invention is a DC backup power system comprising a controllable transformer rectifier 10 unit, the output of which is connected to the input of a voltage stabilizer consisting of a regulating and matching transistors, a current limiting three-pole collector section of a matching transistor and measuring and amplifying unit ;, connected to the output of the stabilizer, a battery, a voltage boost rectifier and output 20 fuses in the regulator regulator transistor tfl circuit.

Недостатком известной системы вл етс наличие динамической нестабильности выходного напр жени , харак25 теризующейс крутыми перепадами напр жени .A disadvantage of the known system is the presence of dynamic instability of the output voltage, characterized by steep voltage drops.

Цель изобретени - упрощение, повышение стабильности и надежности The purpose of the invention is to simplify, increase stability and reliability.

30 работы системы. Поставленна цель достигаетс тем что выход вольтодобавочного зар дног вйпр мител включен между первым полюсом аккумул торной батареи и точко соединени управл емой группы вентилей трансформаторно-выпр мительного блока с эмиттером регулирующего тран зистора, точка соединени коллектора регулирующего транзистора и выходных предохранителей соединена через диод со средним выводом вторичной обмот ,ки трансформаторно-выпр мительного блока, причем неуправл ема группа вентилей и второй полюс аккумул тор ной батареи подключены к противоположной выходной шине системы, а токо ограничивающий трехполюсник подключе между этой шиной и эмиттером регулирующего транзистора, при этом в систему введен блок автоматического пер ключени режимов аккумул торной батареи , первый вход которого подключен к сети переменного тока; второй вход - к аккумул торной батарее, его первый выход состоит из замыкающих контактов, включенных последовательно с входом вольтодобавочного зар дного выпр мител , а его второй выход состоит из параллельно соединенных тиристора и размыкающих контактов подключейных параллельно выходу вольтодобавочного зар дного выпр ми тел . На чертеже приведена принципиальна электрическа схема системы резервированного электропитани посто . нным током. Система содержит управл емый тран , сформаторно-выпр мительный блок 1, аккумул торную батарею 2, стабилизатор 3 в составе регулирующего 4 и сосласующего 5 транзисторов, токоограничивающего трехполюсника 6 коллекторного питани согласующего транзистора 5 и измерительно-усилительного блока 7, а между полюсом аккумул торной батареи 2 и точкой соединени управл емой группы вентилей 8 с трехполюсником 6 и эмиттером регулирующего транзистора 4 вклю чен выход вольтодобавочного зар дного выпр мител 9. Точка соединени коллектора регулирующего транзистора 4 и выходных предохранителей 10 и 11 соединена через диод 12 со сред ним (нулевым) выводом ЬЗ вторичной обмотки управл емого трансформаторно-выпр мительного блока 1, при этом неуправл ема группа вентилей 14 под ключена к общей противоположной выходной шине Г5 системы. Введенный в систему блок 16 автом тического переключател режимов аккумул торной батареи содержит замыкающие контакты 17- на входе выпр мител 9, а также размыкающие контакты 18 и тиристор 19 на выходе указанного выпр мител . К разъему 20 подключаетс сеть переменного тока, а между шиной 15 и предохранител ми 10 и 11 нагрузки 21 и 22 (потребители посто нного тока). Вход 23 блока 16 подключен к разъему 20 переменного тока , а вход 24 - к аккумул торной батарее . Система работает следующим образом . В нормальном режиме работы (при наличии напр жени сети переменного тока) нагрузки 21 и 22 получают питание от сети через трансформаторновыпр мительный блок 1, регулирующий транзистор 4 стабилизатора 3 и предохранители 10 и 11. При этом напр жение между средним (нулевым) выводом 13 вторичной обмотки и шиной 15 меньше выходного напр жени системы (диод 12 заперт и на работу системы не вли ет). При возникновении токовой перегрузки или коротком замыкании на выходе системы (через предохранитель 10 или 11) трехполюсник б, ограничива ТОК коллектора согласующего транзистора 5 и базы регулирующего транзистора 4, осуществл ет ограничение тока регулирующего транзистора 4. Во врем уменьшени выходного напр жени , вызванного процессом токовой перегрузки, вступает в работу диод 12, который создает цепь тока через неуправл емую группу вентилей 14 к среднему (нулевому) выводу 13 вторичной обмотки, чем обеспечиваетс ускорение срабатывани предохранител 10 или 11 и уменьшение времени токовой перегрузки регулирующего транзистора 4. При этом трехполюсник б не подвергаетс изменени м выходного напр жени , что повышает стабильность его работы и стабилизатора 3 в целом. Это улучшает стабильность выходного напр жени при работе на импульсную нагрузку. При наличии напр жени сети на входе 23 блок 16 автоматического переключени режимов, замыка контакты 17 и размыка контакты 18, создает режим зар да аккумул торной батарей 2 суммарным напр жением последовательно включенных выходов блока 1 и выпр мител 9. Таким образом, осуществл етс одновременно питание потребителей через эегулирующий транзистор стабилизатора и зар д аккумул гор ,ной батареи мину регулирующий транзистор. При заданном уровне напр жени аккумул торной батареи, поступающего на вход 24, блок 16 переводит контакты 17 и 18 в исходное состо ние, осуществл автоматический перевод аккумул торной батареи 2 из режима зар да в режим буферной работы с блоком 1. При этом аккумул торна 30 system operation. The goal is achieved by the fact that the output of the booster charge charge viper is connected between the first pole of the battery and the point of connection of the controlled group of transformer-rectifying valve gates with the emitter of the control transistor, the junction point of the control transistor collector and the output fuses are connected via a diode to the middle terminal secondary winding, transformer-rectifier unit ki, and the uncontrolled valve group and the second pole of the battery are connected to the from the opposite output bus of the system, and the current limiting three-terminal network is connected between this bus and the emitter of the regulating transistor, and the automatic transfer mode of the battery, the first input of which is connected to the AC network, is inserted into the system; The second input is to the battery, its first output consists of make contacts connected in series with the booster rectifier charge rectifier input, and its second output consists of parallel connected thyristor and breaker contacts parallel with the booster charge rectifier output of the ph. The drawing is a schematic electrical diagram of a permanent power backup system. by current. The system contains a controlled trans, a format-rectifying unit 1, a battery 2, a stabilizer 3 consisting of a regulating 4 and a co-directing 5 transistors, a current-limiting three-terminal 6 collector supply of the matching transistor 5 and the measuring-amplifying unit 7, and between the battery pole 2 and the connection point of the controlled group of valves 8 with the three-port 6 and the emitter of the control transistor 4 included the output of the booster charge rectifier 9. The connection point of the collector transistor 4 and output fuses 10 and 11 are connected via a diode 12 to the middle (zero) output B of the secondary winding of the controlled transformer-rectifying unit 1, while the uncontrolled group of valves 14 is connected to the common opposite output bus G5 of the system. The block 16 of the automatic mode switch of the battery inserted into the system contains the closing contacts 17- at the input of the rectifier 9, as well as the opening contacts 18 and the thyristor 19 at the output of the indicated rectifier. The AC network is connected to the connector 20, and between the bus 15 and the fuses 10 and 11 of the load 21 and 22 (DC consumers). Input 23 of unit 16 is connected to AC connector 20, and input 24 is connected to a battery. The system works as follows. In normal operation (in the presence of an AC mains voltage), loads 21 and 22 are powered from the mains through a transformer-transformer unit 1 regulating transistor 4 of stabilizer 3 and fuses 10 and 11. The voltage between the secondary (zero) terminal 13 of the secondary winding and bus 15 are less than the output voltage of the system (diode 12 is locked and does not affect the operation of the system). In the event of a current overload or a short circuit at the system output (through a fuse 10 or 11), a three-port b, limiting the current to the collector of the matching transistor 5 and the base of the regulating transistor 4, limits the current of the regulating transistor 4. During a decrease in the output voltage caused by the current process overload, diode 12 comes into operation, which creates a current circuit through an uncontrolled group of valves 14 to the middle (zero) terminal 13 of the secondary winding, which ensures acceleration of operation fuse 10 or 11 and reducing the regulating time overcurrent transistor 4. In this three-point b does not undergo variations in output voltage, which increases the stability of its operation and the fin 3 as a whole. This improves the stability of the output voltage when operating at a pulse load. When there is mains voltage at the input 23, the unit 16 automatically switches the modes, closes the contacts 17 and opens the contacts 18, creates a charge mode for the battery 2, the total voltage of the series-connected outputs of the unit 1 and the rectifier 9. Thus, the power is simultaneously supplied of consumers through the stabilizing transistor of the stabilizer and the charge of the battery of the mountains, the battery of the mine control transistor. At a given voltage level of the battery entering input 24, unit 16 converts contacts 17 and 18 to its initial state, automatically switching the battery 2 from charging mode to buffer operation mode with unit 1. At the same time, the battery

батаре 2 переходит в режим непрерывного подзар да, а потребители 21 и 22 продолжают получать питание через регулирующий транзистор 4. Этот режим вл етс основным и наиболее продолжительным по времени. Наличие аккумул торной батареи 2 на входе стабилизатора 3 улучша ет качество выходного напр жени в установившемс и переходном процессе работы сиетемы .The battery 2 goes into continuous charge mode, and consumers 21 and 22 continue to receive power through the control transistor 4. This mode is the main and longest in time. The presence of the battery 2 at the input of the stabilizer 3 improves the quality of the output voltage in the steady state and transient operation of the power supply.

При пропадании напр жени сети переменного тока возможны два случа : аккумул торна батаре находитс в режиме зар да или в режиме буферной работы. Если аккумул торна батаре находитс в режиме зар дау то блок 16, реа:гиру на пропадание сигнала на входе 23, включает тиристор 19, а затем размыкает контакт 17 и замыкает контакт 18. Тиристор 19 осуществл ет быстродействующее, без перерыва питани ,, подключение аккул торной батареи 2 к входу .стабилизатора 3, а контакты 17 и 18 соответственно выключают выпр митель 9 и тиристор 19. Повышенное напр жение находившейс в зар де аккумул торной батареи ограничиваетс регулирующим транзистором 4 на заданном уровне стабилизации выходного напр жени . Если аккумул торна батаре находитс в режиме буферной работы, то она переходит в режим зар да без дополнительной коммутации. Напр жение на нагрузках 21 и 22 в процессе разр да снижаетс плавно, по мере разр да аккумул торной батареи 2.When the AC mains voltage fails, two cases are possible: the battery is in charge mode or in buffer operation mode. If the battery is in charge mode, then block 16, turn on the loss of signal at input 23, turns on the thyristor 19, and then opens contact 17 and closes contact 18. The thyristor 19 performs fast, without interruption The battery 2 to the input of the stabilizer 3 and the contacts 17 and 18 respectively turn off the rectifier 9 and the thyristor 19. The increased voltage of the battery in charge is limited by the control transistor 4 at a given level of output voltage stabilization. If the battery is in the buffer operation mode, it goes into charge mode without additional switching. The voltage on loads 21 and 22 during the discharge process decreases smoothly as the battery 2 is discharged.

При восстановлении напр жени сети ток в нагрузки 21 и 22 начинает поступать от трансформаторно-выпр мительного блока 1, а по вление сигнала на входе 23 приводит к. включени режима зар да аккумул торной батареи как было описано, с последующим автоматическим переходом врежим буферной работы.When network voltage is restored, the current to loads 21 and 22 begins to flow from transformer-rectifying unit 1, and the appearance of a signal at input 23 leads to the activation of battery charging as described above, followed by automatic switching over to the buffer operation mode.

Claims

1. USSR author's certificate 445036, cl. G 05 F, 1974.

2 Block BPA-D. Technical Description and Instructions for the operation of XN 2.106.465 TH, sheet 9-13, 1976.