TR201912300A1 - Süper kapasi̇tör destekli̇ kesi̇nti̇si̇z güç ci̇hazi - Google Patents

Abstract

Buluş, araçlardaki yangın söndürme sistemleri başta olmak üzere kesintisiz güce ihtiyaç duyan sistemlerin, gerilim düşme ve dalgalanmalarından etkilenmeden sürekli olarak çalışmasını sağlayan bir kesintisiz güç cihazı ile ilgilidir. Cihaz içerisinde yer alan mikroişlemci kontrollü akıllı kontrol devresi (9), bahsedilen sistemlerin aktif güç kaynağının gerilimini sürekli olarak takip ve kontrol eder. Aktif güç kaynağı geriliminin üst eşik değerin yukarısında olması durumunda veya alt eşik değerinin aşağısında olması durumunda, cihaz devreye girerek sistemi içerdiği süper kapasitörler (8) üzerinden besler. Bu devreye alma işlemi kontrol devresi (9) tarafından otomatik olarak yapılır. Gerilimin üst eşik seviyesinin altına düşmesi veya alt eşik seviyesinin üstüne çıkması durumunda ise sistemin güç kaynağı hemen devreye alınmayıp, bu değişimin gerilim dalgalanmalarından kaynaklanıp kaynaklanmadığı belirli bir süre için kontrol edilir. Geçen süre dahilinde değişim stabil ise ve normal gerilim sevilerindeyse güç kaynağı yeniden devreye alınır.

Description

TARIFNAME SUPER KAPASITOR DESTEKLI KESINTISIZ GÜÇ CIHAZI Teknik Alan Bulus, araç yangin söndürme sistemleri basta olmak üzere kesintisiz güce ihtiyaç duyan sistemlerin, sagliksiz güç kaynaklarinin neden oldugu düsük/yüksek gerilim ve dalgalanmalarindan korunmasini ve güç kesintilerinden etkilenmeden sürekli olarak çalismasini saglayan bir kesintisiz güç cihazi ile ilgilidir.

Teknigin Bilinen Durumu Elektrokimyasal çift tabakali kapasitörler olarak da bilinen süper kapasitörler, pillere göre her ne kadar düsük enerji kapasitesine sahip olsalar da pillere oranla enerjiyi daha hizli bir sekilde alip aktarabilmektedir. Mevcut süper kapasiteli kesintisiz güç Sistemleri belirli bir gerilim seviyesinde devreye girmek üzere tasarlanmistir. Belirlenen esik gerilim seviyesinin altinda, kapasiteler devreye girerek beslenecek Sisteme enerji verir, üstünde ise sisteme kapasiteler üzerinden giden enerji kesilir. Ancak bu durum, olusabilecek gerilim dalgalanmalarinda gerilimin sürekli olarak azalip artmasi nedeni ile beslenen sistemlerin açilip kapanmasina neden olur ve sistemleri kararsizliga götürerek saglikli çalismasini engeller. yönelik Süper kapasitör düzenegi ve bunun çalistirilmasina Iliskin yöntem konu edilmistir. Bu kapsamda en azindan bir Süper kapasitör düzenegi ihtiva eden ana devre kartini Içeren bir mahfaza ihtiva eden tasinabilir elektronik cihaz saglanmaktadir. Ayrica çikarilabilir ve yeniden sarj edilebilir pil ve bir GPS alici gibi bir pozisyon saptama modülü ve bir hücresel telefon alici-vericisi gibi bir radyo 20 frekansi telekomünikasyon modülünü de içeren bu tür bir tasinabilir elektronik cihazin çalistirilmasina Iliskin bir yöntemi saglanmaktadir. Bu nedenle pil cihazdan çikarilsa veya bitse bile, süper kapasitör tarafindan saglanan elektrik gücü kullanilarak cihazin konumunu bulmak ve aktarmak üzere kullanilabilmektedir. Görüldügü üzere Süper kapasitörün devreye alinmasinin sadece pilin bitmesinde veya çikarilmasina bagli oldugu böyle bir düzenegin gerilim düsmelerinde veya dalgalanmalarinda bagli bulundugu sisteme kesintisiz güç saglama anlaminda bir fayda saglamasi mümkün gözükmemektedir.

Sonuç olarak yukarida anlatilan olumsuzluklardan dolayi ve mevcut çözümlerin konu hakkindaki yetersizligi nedeniyle ilgili teknik alanda bir gelistirme yapilmasi gerekli görülmüstü r.

Bulusun Amaci Bulusun ana amaci, kesintisiz güce ihtiyaç duyan sistemlerin, sagliksiz güç kaynaklarinin neden oldugu gerilim düsme ve dalgalanmalarindan etkilenmeden sürekli olarak çalismasini saglayan bir cihaz ortaya koymaktir. Bulus, sistemleri gerilim dalgalanmalarina karsi koruyarak kararsiz çalismalarini engellemis olacaktir. Sagliksiz güç kaynaklarinin etkilerinin yani sira askeri araç ile yapilan operasyon sirasinda aracin aküsünün bitmesi gibi durumlarda da bulus ile sisteme enerji verilerek koruma saglanacaktir.

Mevcut süper kapasitörlü karar mekanizmalarinda kullanilan Op-Amp karsilastirma devreleri yerine mikroislemci kullanilarak belirli tolerans araliklarinda sistem olusabilecek gerilim dalgalanmalarindan yazilimsal olarak korunacaktir.

Yangin söndürme ve infilak bastirma sistemleri, araçlara yönelik RPG saldirilarina ve diger infilak olusturabilecek durum ve tehditlere karsi araçlari korumak için tasarlanmislardir. Böyle bir sistem, 3ms içinde RPG saldirisi sonucu olusan infilaki algilar, sistemleri öms içerisinde devreye alir ve toplamda 250ms gibi bir süre içinde infilaki bastirarak araçtaki personellerin yanmasini engeller. Bu nedenle sistemin kesintisiz olarak çalismasi, operasyon sirasinda personelin hayatta kalma sansini artirir. Bu ve bu türde kesintisiz çalismanin hayati önem arz ettigi sistemlerde söz konusu bulusun kullanimi elzemdir.

Bulusun yapisal ve karakteristik özellikleri ve tüm avantajlari asagida verilen sekiller ve bu sekillere atiflar yapilmak suretiyle yazilan detayli açiklama sayesinde daha net olarak anlasilacaktir. Bu nedenle degerlendirmenin de bu sekiller ve detayli açiklama göz Önüne alinarak yapilmasi gerekmektedir.

Sekillerin Açiklamasi Sekil 1, bulus konusu kesintisiz güç cihazinin patlatilmis haldeki perspektif görünümüdür. Çizimlerin mutlaka ölçeklendirilmesi gerekmemektedir ve mevcut bulusu anlamak için gerekli olmayan detaylar Ihmal edilmis olabilmektedir. Bundan baska, en azindan büyük ölçüde özdes olan veya en azindan büyük ölçüde özdes islevleri olan elemanlar, ayni numara ile gösterilmektedir.

Parça Referanslarinin Açiklamasi Koruma kapagi Güç çikisi Güç girisi Cihaz gövdesi Anahtar Durum isigi Süper kapasitör Kontrol devresi . Sizdirmaz conta 11. Arka kapak Bulusun Detayli Açiklamasi Bu detayli açiklamada, bulusun tercih edilen yapilanmalari, sadece konunun daha iyi anlasilmasina yönelik olarak ve hiçbir sinirlayici etki olusturmayacak sekilde açiklanmaktadir.

Bulus konusu cihaz, basta yangin söndürme sistemleri olmak üzere kesintisiz güce ihtiyaç duyan sistemlerin güç kesintilerinden etkilenmeden çalismasini saglamaktadir.

Cihaz içerisinde yer alan mikroislemci kontrollü akilli kontrol devresi (9), bahsedilen sistemlerin aktif güç kaynaginin gerilimini sürekli olarak takip ve kontrol eder. Bulus kapsaminda iki esik gerilim seviyesi gözetilir. Ust esik ve alt esik seviyesi olarak belirlenen bu iki gerilim seviyesinin arasi ise normal çalisma gerilimi olarak adlandirilir.

Aktif güç kaynagi geriliminin üst esik degerin yukarisinda olmasi durumunda veya alt esik degerinin asagisinda olmasi durumunda; 1ms ve daha kisa sürede cihaz devreye girerek sistemi içerdigi süper kapasitörler (8) üzerinden besler. Bu devreye alma islemi kontrol devresi (9) tarafindan otomatik olarak yapilir. Gerilimin üst esik seviyesinin altina düsmesi veya alt esik seviyesinin üstüne çikmasi durumunda ise sistemin güç kaynagi hemen devreye alinmayip, bu degisimin gerilim dalgalanmalarindan kaynaklanip kaynaklanmadigi belirli bir süre için kontrol edilir. Geçen süre dahilinde degisim stabil ise ve normal gerilim seviyelerindeyse güç kaynagi 1ms ve daha kisa sürede yeniden devreye alinir. Cihazin sürekli olarak kontrol yapmasi sistemin personele ihtiyaç duymadan çalismasini saglar.

Güç kaynagi ve süper kapasitörler (8) arasindaki geçis, kontrol devresindeki (9) yazilimsal karar mekanizmalari tarafindan saglanir. Süper kapasitörlerin (8) bosalmasi durumunda veya belirli bir esik gerilim seviyesinin altina düsüldügünde kontrol devresi (9) süper kapasitörleri (8) güç kaynagi üzerinden sarj eder. Süper kapasitörler (8) tamamen doldugunda kontrol devresi (9) otomatik olarak sarj islemini durdurmaktadir.

Cihaz gövdesi (5) üzerinde bulunan unsurlar su sekildedir: 0 Anahtar (6): Sistemdeki gücü kontrol (açma/kapama) etmektedir. Böylece sistemin bulundugu birimde (araç vb.) yapilacak bakimlarin güvenli bir sekilde ve sistemin istenmeyen aktivasyonlarina neden olmayacak sekilde yapilmasi saglanir. 0 Koruma kapagi (1): Anahtar (6) çevresinde bulunur ve anahtara (6) istenmeden yapilabilecek müdahaleleri engelleme amaci tasir. 0 Durum isiklari (7): Sistemin güç kaynagi mi yoksa süper kapasitörlerden (8) mi beslendigini gösteren, tercihen LED olan isik kaynaklaridir. o Sizdirmaz conta (10): Cihaz gövdesi (5) ve arka kapak (11) arasina yerlestirilerek, süper kapasitörler (8) ve kontrol devresini (9) ortamdaki maddelerden korur. Ayni zamanda elektromanyetik dalgalarin cihaz gövdesi (5) içerisine girmesini ve cihaz gövdesi (5) içerisinden çikmasini engeller. o Flans (4): Cihaz gövdesinin (5) sistemin yer aldigi alana monte edilebilmesini 0 Güç çikisi (2) ve güç girisi (3): Kablo baglantilarinin yapildigi soketlerdir.

Claims (1)

1. ISTEMLER Yangin söndürme sistemlerinin kesintisiz olarak çalismasini saglayan bir kesintisiz güç cihazi olup özelligi; o sistemin aktif güç kaynaginin gerilimini sürekli olarak takip eden, - güç kaynagi geriliminin önceden belirlenen üst esik degerin yukarisinda olmasi veya alt esik degerinin asagisinda olmasi durumunda sistemi beslemek üzere içerdigi süper kapasitörleri (8) devreye alan, 0 gerilim dalgalanmasindan kaynakli yanilgilari önlemek üzere belirli bir süre için bahsedilen gerilimin esik degerler arasinda oldugunu kontrol edip teyit ederek sistemi güç kaynagi üzerinden besleyen, . süper kapasitörleri (8) güç kaynagi üzerinden sarj edebilen mikroislemci kontrollü bir kontrol devresi (9) içermesidir. Istem 1'e uygun bir kesintisiz güç cihazi olup özelligi; cihaz gövdesi (5) üzerinde yer alan ve cihazin açilip kapatilabildigi bir anahtar (6) içermesidir. Istem 2'ye uygun bir kesintisiz güç cihazi olup özelligi; istenmeyen müdahaleleri önlemek üzere anahtar (6) çevresinde konumlandirilan koruma kapagi (1) içermesidir. Istem 1ie uygun bir kesintisiz güç cihazi olup özelligi; sistemin, güç kaynagi veya süper kapasitörlerden (8) hangisi ile beslendigini gösteren en az bir durum isigi (7) içermesidir. Istem lie uygun bir kesintisiz güç cihazi olup özelligi; cihaz gövdesi (5) ve arka kapak (11) arasina yerlestirilen, süper kapasitörler (8) ve kontrol devresini (9) ortamdaki maddelerden koruyan, elektromanyetik dalgalarin cihaz gövdesi (5) içerisine girmesini ve cihaz gövdesi (5) içerisinden çikmasini engelleyen sizdirmaz conta (1 O) içermesidir.