Устройство резервного электропитания



Устройство резервного электропитания
Устройство резервного электропитания

 


Владельцы патента RU 2472271:

Открытое акционерное общество "Концерн "Созвездие" (RU)

Использование: в области электротехники. Технический результат - уменьшение потребления в режиме резервного питания, повышение надежности устройства, а также упрощение схемного решения. Устройство содержит основной (1) и резервный (4) источники питания, отрицательными выводами подключенные к одному выводу нагрузки (2), а к ее другому выводу через первый диод подключен положительный полюс основного источника питания, а также транзистор p-n-p типа (5), база которого соединена через резистор с отрицательными полюсами источников и через второй диод - с анодом первого диода, отличающееся тем, что положительный полюс резервного источника питания через эмиттерно-коллекторный переход транзистора соединен с катодом первого диода. 2 ил.

 

Предлагаемое устройство относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах электропитания средств связи.

Известны устройства для включения резервного источника питания по а.с. 826501, H02J 9/06 и а.с. 1065961, H02J 9/06, обеспечивающие переключение питания нагрузки с основного на резервный источник питания и обратно. В этих устройствах в качестве исполнительного элемента применяется реле.

Недостатком известных устройств является их невысокая надежность из-за наличия электромеханических контактов реле, т.к. момент коммутации сопровождается импульсными помехами и возможностью их подгорания.

Известны также устройства для резервного электроснабжения по а.с. 1056363, H02J 9/06 и а.с. 775822, H02J 9/06, обеспечивающие переключение нагрузки с основного источника питания на резервный источник и обратно.

Недостатком этих устройств является относительная сложность схемного решения, а также потребление питания от резервного источника при его подключении к нагрузке.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство резервного электропитания по а.с. 1501214, H02J 9/06, принятое за прототип.

Схема устройства-прототипа представлена на фиг.1, где обозначено:

1 - основной источник питания;

2 - нагрузка;

3 - диод;

4 - резервный источник питания;

5 - транзистор р-n-р типа;

6, 14 - диоды;

7 - резистор;

8 - стабилитрон датчика напряжения;

9 - транзисторный ключ;

10 - резистор датчика напряжения;

11 - транзистор n-p-n типа;

13 - датчик напряжения;

15 - контакты реле;

16 - реле.

Устройство-прототип содержит основной источник питания 1, положительный полюс которого через диод 3 подключен к нагрузке 2, резервный источник питания 4, подключенный положительным полюсом через коллекторно-эмиттерный переход транзистора 11 к нагрузке 2, база которого подключена к выводу датчика напряжения 6, выполненного в виде параметрического стабилизатора на резисторе 10 и стабилитроне 8. Вход датчика напряжения 13 подключен к коллектору транзистора 11. Транзисторный ключ 9 выполнен на транзисторе 5, эмиттер которого подключен к катоду диода 3, а коллектором - к обмотке реле 16, зашунтированной диодом 14. База транзистора 5 подключена к точке соединения катода диода 6 и резистора 7. Анод диода 6 соединен с анодом диода 3. Замыкающий контакт 15 реле 16 подключен параллельно переходу коллектор-эмиттер транзистора 11. При этом отрицательные полюса обоих источников питания, другой вывод нагрузки 2, анод стабилитрона 8 и соответствующий вывод обмотки реле 16 соединены с общим выводом.

Устройство-прототип работает следующим образом.

В исходном состоянии напряжение на базе транзистора 11 стабилизировано на уровне минимально допустимого на нагрузке 2 с помощью датчика напряжения 13. При этом устройство потребляет ток по цепи: резервный источник питания 4, резистор 10, стабилитрон 8. При любом допустимом значении напряжения на нагрузке 2 транзистор 11 закрыт, т.к. его переход эмиттер-база смещен в обратном направлении, и электропитание нагрузки 2 осуществляется от основного источника питания 1 через диод 3.

Кроме того, устройство также потребляет ток по цепи: основной источник питания 1, диод 6, резистор 10. Прямое падение напряжения на диодах 3 и 6 обеспечивает надежное запирание транзистора 5, при этом обмотка реле 16 обесточена, а его замыкающий контакт 15 разомкнут.

При снижении выходного напряжения основного источника питания 1, с учетом прямого падения напряжения на диоде 3, ниже минимально допустимого уровня на нагрузке 2, переход эмиттер-база транзистора 11 получает прямое смещение, и транзистор 11 открывается, стабилизируя напряжение на нагрузке 2. При этом электропитание осуществляется уже от резервного источника питания 4, т.к. напряжение на катоде диода 3 становится больше напряжения на его аноде, и диод 3 закрывается. Закрытый диод 3 обеспечивает прямое смещение перехода эмиттер-база транзистора 5, а резистор 7 - режим его насыщения. Реле 16 срабатывает, и его замыкающий контакт 15 шунтирует транзистор 11 и повышает напряжение на нагрузке 2 до величины выходного напряжения резервного источника питания 4. При повышении выходного напряжения на основном источнике питания 1 до уровня выходного напряжения резервного источника 4 и выше диод 3 открывается, транзисторный ключ 9 закрывается, обмотка реле 16 обесточивается, контакт 15 размыкается, транзистор 11 закрывается, и электропитание осуществляется опять от основного источника 1 через диод 3.

Недостатками устройства-прототипа являются сложность схемного решения и невысокая надежность из-за наличия электромеханических контактов реле, обеспечивающих переключение нагрузки с основного источника на резервный и обратно, т.к. из-за слабого контактного давления и вследствие высокого переходного сопротивления контакты выгорают и деформируются. Кроме того, устройство имеет повышенное потребление от резервного источника при его подключении к нагрузке, т.к. все элементы управления реле и само реле питаются от резервного источника.

Задача предлагаемого устройства - уменьшение потребления в режиме резервного питания, повышение надежности устройства, а также упрощение схемного решения.

Для решения поставленной задачи в устройство резервного электропитания, содержащее основной и резервный источники питания, отрицательными выводами подключенные к одному выводу нагрузки, а к ее другому выводу через первый диод подключен положительный полюс основного источника питания, а также транзистор р-n-р типа, база которого соединена через резистор с отрицательными полюсами источников и через второй диод - с анодом первого диода, согласно изобретению, положительный полюс резервного источника питания через эмиттерно-коллекторный переход транзистора соединен с катодом первого диода.

Схема предлагаемого устройства резервного электропитания приведена на фиг.2, где обозначено:

1 - основной источник питания;

2 - нагрузка;

3, 6 - первый и второй диоды;

4 - резервный источник питания;

5 - транзистор р-n-р типа;

7 - резистор.

Предлагаемое устройство резервного электропитания содержит основной 1 и резервный 4 источники питания, подключенные к нагрузке 2 отрицательными полюсами, а положительными полюсами соответственно через диод 3 и эмиттерно-коллекторный переход транзистора р-n-р типа 5, база которого соединена с катодом второго диода 6 и через - резистор 7 с отрицательными полюсами источников питания, анод второго диода 6 соединен с анодом первого диода 3.

Предлагаемое устройство резервного электропитания работает следующим образом.

При наличие напряжений основного 1 и резервного 4 источников питания, электропитание нагрузки 2 осуществляется от основного источника питания 1 через первый диод 3. При этом транзистор 5 закрыт, так как его переход эмиттер - база смещен в обратном направлении (величина напряжения основного источника больше величины напряжения резервного источника на величину прямого падения напряжения на втором диоде 6).

При пропадании или снижении напряжения основного источника питания 1, с учетом прямого падения напряжения на втором диоде 6, ниже минимально допустимого уровня на нагрузке 2 переход эмиттер - база транзистора 5 получает прямое смещение и транзистор 5 открывается, а резистор 7 обеспечивает режим его насыщения. При этом электропитание осуществляется уже от резервного источника питания 4.

При восстановлении напряжения основного источника питания 1 до уровня напряжения резервного источника питания 4 и выше, транзистор 5 закрывается и электропитание осуществляется опять от основного источника 1 через диод 3.

Преимуществом предлагаемого устройства является простота схемного решения, повышение надежности устройства и малое потребление от резервного источника питания.

Устройство резервного электропитания, содержащее основной и резервный источники питания, отрицательными выводами подключенные к одному выводу нагрузки, а к ее другому выводу через первый диод подключен положительный полюс основного источника питания, а также транзистор p-n-p-типа, база которого соединена через резистор с отрицательными полюсами источников и через второй диод - с анодом первого диода, отличающееся тем, что положительный полюс резервного источника питания через эмиттерно-коллекторный переход транзистора соединен с катодом первого диода.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электроснабжению потребителей, в частности средств железнодорожной автоматики, телемеханики и связи, и может быть использовано в устройствах электропитания электрической централизации в качестве устройства автоматического включения резерва.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в качестве источника бесперебойного питания на основе двухагрегатной станции в системах электроснабжения ответственных потребителей подвижных и стационарных объектов.

Изобретение относится к области электроэнергетики и может быть использовано для гарантированного электроснабжения ответственных потребителей. .

Изобретение относится к электроснабжению потребителей первой категории, в частности средств железнодорожной автоматики и телемеханики. .

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для питания переменным напряжением компьютеров и систем на их основе, особенностью которых является необходимость защиты от утечки конфиденциальной информации.

Изобретение относится к области электроэнергетики и электротехники, а именно к устройствам для подвода и распределения электрической энергии линейным потребителям, и может быть использовано для электроснабжения управления и защиты линейных потребителей.

Изобретение относится к автономным системам электроснабжения. .

Изобретение относится к области электроники и может быть использовано для питания компьютеров и систем на их основе, особенностью которых является использование в блоках питания на входе бестрансформаторных выпрямителей.

Изобретение относится к области энергообеспечения и электроэнергетики и может быть использовано для гарантированного электроснабжения ответственных потребителей как при наличии, так и отсутствии централизованной системы электроснабжения

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для питания ответственных потребителей постоянного тока особой группы первой категории надежности электроснабжения, не допускающих перерыва питания

Изобретение относится к области электротехники, к управлению преобразователем, связанным, по меньшей мере, с одним из источников бесперебойного питания. Техническим результатом является устранение искажений из сигнала управления, улучшение работы преобразователя, снижение гармонических искажений и субгармонических колебаний из сигнала управления. В преобразователе частоты и стабилизации напряжения источника бесперебойного питания (ИБП) контролируют и управляют входным сигналом в преобразователе в одном или более из ИБП. Искажение, обусловленное, по меньшей мере, частично напряжением пульсации, может быть удалено из сигнала управления, который управляет входным током в преобразователь. Системы и способы, описанные в материалах настоящей заявки, обеспечивают простой эффективный способ для снижения или устранения одного или более из субгармонического колебания и суммарного гармонического искажения из входного тока преобразователя во время синхронного и асинхронного режимов работы. Преобразователь может включать в себя один или более из выпрямителя и инвертора. 4 н. и 29 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится, в основном, к зарядке аккумуляторных батарей источников бесперебойного питания. Технический результат заключается в обеспечении улучшенного распределения энергии в аккумуляторной батарее. Для этого заявленные системы и способы реализации источника бесперебойного питания, имеющего положительную шину постоянного тока, нейтральную шину постоянного тока и отрицательную шину постоянного тока, в одном варианте осуществления включают в себя как источник бесперебойного питания схему зарядного устройства аккумуляторной батареи, имеющую катушку индуктивности, первый выход зарядного устройства и второй выход зарядного устройства. Первый переключатель, соединенный с первым выводом катушки индуктивности, сконфигурирован с возможностью соединения положительной шины постоянного тока с первым выходом зарядного устройства. Второй переключатель, соединенный со вторым выводом катушки индуктивности, сконфигурирован с возможностью соединения отрицательной шины постоянного тока с катушкой индуктивности. Нейтральная шина постоянного тока может быть соединена со вторым выходом зарядного устройства. Схема зарядного устройства для аккумуляторной батареи может быть сконфигурирована с возможностью получения энергии, по меньшей мере, от одной из положительной шины постоянного тока и отрицательной шины постоянного тока для зарядки аккумуляторной батареи, соединенной с первым выходом зарядного устройства и вторым выходом зарядного устройства. 3 н. и 21 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к источникам бесперебойного питания. Предложен способ управления выходными сигналами источника бесперебойного питания (ИБП), согласно которому формируют через ИБП выходные сигналы с формой различных типов, обеспечивая пользователям возможность переключения на требуемую форму сигнала мощности на выходе после перехода ИБП в режим питания от аккумулятора. Сигналы на выходе могут иметь прямоугольную или синусоидальную форму. Пользователям предоставлена возможность выбора сигнала мощности на выходе прямоугольной или синусоидальной формы, в зависимости от характеристик нагрузки. Технический результат - один ИБП обеспечивает высокий КПД и более длительное время разрядки, или лучшие выходные характеристики и низкий уровень шума, в зависимости от различных режимов нагрузки. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к электроэнергетике, в частности к области электроснабжения ответственных потребителей электроэнергии. К ответственным потребителям можно отнести потребителей, не допускающих разрыва синусоиды в момент включения резервного источника. Технический результат - расширение функциональных возможностей и обеспечение коммутации нагрузки в аварийном режиме без разрыва синусоиды, достигается тем, что система состоит из аккумуляторной батареи, электродвигателя постоянного тока, соединенного с валом генератора, трехфазного выпрямителя, имеет асинхронный генератор с ротором и специальные статорные обмотки с выводами для подключения нагрузки взятыми от середины этих обмоток, основные и дополнительные конденсаторы возбуждения, регулятор-стабилизатор напряжения, устройство контроля и регулирования частоты, регулирующий элемент, реле направления активной мощности, быстродействующий автоматический выключатель, питающую сеть. 1 ил.

Изобретение относится к электрической системе запуска двигателя (18, 20, 22), содержащей выпрямитель (12) переменного тока в постоянный ток переменного напряжения в постоянное, питаемый от силовой сети (14) переменного тока, для получения первого постоянного напряжения Vdc, модуль (16) преобразования постоянного тока в переменный ток для получения переменного напряжения запуска двигателя при помощи первого постоянного напряжения Vdc, содержащий k параллельно установленных n-фазных инверторов (k>1), выдающих мощность, по меньшей мере, в два раза меньше максимальной мощности Pmax, требуемой для запуска двигателя, и две линии питания каждого из инверторов соединены с электронным защитным устройством, получающим первое постоянное напряжение Vdc, и n выходов каждого из инверторов выдают переменное напряжение запуска двигателя через n последовательно соединенных катушек индуктивности. Технический результат - сведение к минимуму массы оборудования, необходимого для обеспечения запуска двигателя. 9 з.п. ф-лы, 13 ил.

Изобретение относится к области электроэнергетики и электротехники, а именно к системам электроснабжения постоянным и переменным напряжением потребителей. Технический результат заключается в том, что во всем проектном диапазоне изменения параметров напряжения, которое питает систему и напряжение силового питания ОР СУЗ, обеспечивалось бы непрерывное снабжение потребителей электроэнергией. Система электроснабжения потребителей содержит основной и резервный каналы электроснабжения переменным напряжением, канал электроснабжения постоянным напряжением. Каждый канал электроснабжения переменным напряжением содержит источник питания переменным напряжением, выключатель автоматический ввода, устройство контроля сопротивления изоляции, устройства коммутации, параллельно подключенные, устройства управления устройствами коммутации, соединенные с устройствами коммутации, автоматический выключатель выходных цепей, соединенный с каждым из устройств коммутации данного канала. Система содержит устройство автоматического включения резерва, соединенное с каждым из устройств управления устройствами коммутации каждого канала. Система содержит субблок сигнализации, соединенный с каждым из каналов электроснабжения переменным напряжением и соединенный с устройством автоматического включения резерва. Субблок диагностики соединен с субблоком сигнализации. Система содержит электроприводы потребителей. Система спроектирована таким образом, чтобы в любых проектных режимах работы, а также в режимах проектных и вне проектных аварий, обеспечивалось бы надежное прекращение электроснабжения потребителей при одновременном получении инициативного сигнала по двум из двух имеющихся каналов ввода аварийного сигнала. 1 ил.

Изобретение относится к области электротехники. Система питания и способ предусматривают источник питания; одну или более нагрузок, которые получают питание от источника питания; цепь с добавочным напряжением для повышения напряжения на входе от первичного источника питания; конденсатор для накапливания повышенного напряжения от цепи с добавочным напряжением; и понижающую цепь для понижения напряжения от конденсатора и подачи пониженного напряжения на одну или более нагрузок, когда источник питания отсутствует. Технический результат - возможность уменьшить необходимую ёмкость накопительного конденсатора. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение раскрывает способ и систему для быстрого переключения между множеством резервных источников питания. Способ содержит формирование, на основе изменяющихся характеристик разности амплитуд и разности углов фаз напряжения шины, модели ускорения для их скорости изменения; выбор оптимального резервного источника питания из множества резервных источников питания путем прогнозирования их измененных значений и подключение нагрузки на шине к оптимальному резервному источнику питания. Система содержит модуль детектирования, модуль вычисления, модуль сравнения, модуль определения резервного источника питания и модуль переключения. Способ и система согласно изобретению обеспечивают технический результат - способны гарантировать надежное и оптимизированное быстрое подключение нагрузки в шине. 2н. и 12 з.п. ф-лы, 7ил.
Наверх