Устройство резервного электропитания



Устройство резервного электропитания
Устройство резервного электропитания

 


Владельцы патента RU 2474028:

Открытое акционерное общество "Концерн "Созвездие" (RU)

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение надежности устройства и упрощение его схемного решения. Устройство содержит первый и второй источники питания, отрицательные выводы которых объединены в общий вывод и соединены с соответствующим выводом нагрузки, первый (1) и второй (2) транзисторы р-n-р-типа, коллекторы которых подключены к другому выводу нагрузки, их эмиттеры - к положительным выводам соответственно первого и второго источников питания, базы первого и второго транзисторов соединены соответственно с первым (7) и вторым (8) резисторами, а между базой и эмиттером каждого транзистора включены соответственно третий (9) и четвертый (10) резисторы, отличающееся тем, что в него введен транзисторный оптрон (3), светодиод (3.1) которого включен между выводами первого резистора и общим выводом, а фототранзистор (3.2) шунтирует базо-эмиттерный переход второго транзистора р-n-р-типа, при этом другой вывод второго резистора соединен с общим выводом. 2 ил.

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах электропитания потребителей, не допускающих перерывов в работе.

Известны устройства для резервирования электропитания по а.с. 1065961, H02J 9/06 и а.с. 1501214, H02J 9/06, в которых переключение с основного источника на резервный осуществляется с помощью реле. Однако данные устройства недостаточно надежны и имеют повышенное потребление в режимах резервирования.

Известны также бесконтактные переключатели питания, выполненные на тиристоре по а.с. 775822, H02J 9/06 и на базе транзисторных ключей по а.с. 1336154, H02J 9/06, которые осуществляют автоматическое переключение нагрузки с основного на резервный источник питания. Основной недостаток этих устройств - сложность их схем управления.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для резервного энергоснабжения блока микропроцессорной памяти по а.с. 1056363, H02J 9/06, принятое за прототип.

Схема этого устройства резервного энергоснабжения приведена на фиг.1, где обозначено:

1, 2 - первый и второй транзисторы p-n-p-типа;

4 - нагрузка;

5, 6 - первый и второй источники питания;

7, 8, 11, 13 - с первого по четвертый ограничивающие резисторы;

9, 10, 14 - с первого по третий резисторы утечки;

15, 16 - первый и второй диоды;

17 - делитель напряжения;

18 - операционный усилитель.

19 - транзистор n-p-n-типа;

20 - стабилитрон.

Устройство-прототип содержит первый 5 и второй 6 источники питания, одноименные (отрицательные) выводы которых соединены с общей шиной. Положительный вывод первого источника 5 через эмиттерно-коллекторный переход первого транзистора p-n-p-типа 1 соединен с соответствующим выводом нагрузки 4 и через эмиттерно-коллекторный переход второго транзистора p-n-p-типа 2 с одноименным (положительным) выводом второго источника питания 6, при этом отрицательные выводы второго источника 6 и нагрузки 4 соединены с общей шиной. База первого транзистора 1 через четвертый ограничивающий резистор 7 соединена с коллектором транзистора 19, эмиттер которого соединен с общей шиной, а его база через последовательно соединенные второй резистор 13 и второй диод 16 соединена с выходом операционного усилителя 18 и через последовательно соединенные первый диод 15 и третий резистор 11 - с базой второго транзистора 2. Положительный вывод первого источника питания 5 соединен с делителем напряжения 17, другой вывод которого подсоединен к общей шине, а средняя точка - к первому входу операционного усилителя 18, второй вход которого подключен к точке соединения катода стабилитрона 20 и вывода первого ограничивающего резистора 8, другой вывод которого соединен с положительным выводом второго источника питания 6, причем анод стабилитрона 20 соединен с общей шиной. Кроме того, между базой и эмиттером каждого из транзисторов 1, 2, 19 подключены соответственно первый - третий резисторы утечки 9, 10, 14.

Устройство-прототип работает следующим образом.

При номинальных напряжениях первого 5 и второго 6 источников питания напряжение на первом входе операционного усилителя 18 превышает напряжение на втором его входе. Транзистор 2 оказывается закрытым, поскольку напряжение на выходе операционного усилителя 18 равно напряжению питания источника 6, а также благодаря пороговым свойствам диода 15 и перехода база-эмиттер транзистора 2. При этом проводящей окажется цепь, состоящая из следующих элементов: выход операционного усилителя 18, диод 16, резистор 13, переход база-эмиттер транзистора 19. Транзистор 19 открыт и своим коллекторным током через резистор 9 поддерживает открытым и насыщенным транзистор 1. В результате первый источник питания 5 оказывается подключенным к нагрузке 4 через транзистор 1.

При отказе первого источника питания 5 или при постепенном уменьшении его напряжения, на первом входе операционного усилителя 18 напряжение становится меньше, чем на его втором входе. Вследствие этого напряжение на выходе операционного усилителя 18 скачкообразно уменьшается до нуля. При этом выключаются транзисторы 19 и 1. Диод 16 выполняет функцию порогового элемента и способствует удерживанию транзистора 19 в области отсечки коллекторного тока. Одновременно открывается транзистор 2, поскольку появляется ток в цепи, состоящей из элементов: переход эмиттер-база транзистора 2, резистор 11, диод 15, выход операционного усилителя 18. В результате второй источник питания 6 оказывается подключенным к нагрузке через транзистор 2. При восстановлении первого источника 5 происходит отключение второго источника 6 и подключение нагрузки к первому источнику 5.

Недостатками устройства-прототипа являются относительная сложность, связанная с функциональной избыточностью при построении схемы управления транзисторами p-n-p-типа.

Задача предлагаемого технического решения - повышение надежности устройства путем упрощения его схемного решения.

Для решения поставленной задачи в устройство резервного электропитания, содержащее первый и второй источники питания, отрицательные выводы которых объединены в общий вывод и соединены с соответствующим выводом нагрузки, первый и второй транзисторы p-n-p-типа, коллекторы которых подключены к другому выводу нагрузки, их эмиттеры - к положительным выводам соответственно первого и второго источников питания, базы первого и второго транзисторов соединены соответственно с первым и вторым резисторами, а между базой и эмиттером каждого транзистора включены соответственно третий и четвертый резисторы, согласно изобретению, введен транзисторный оптрон, светодиод которого включен между выводами первого резистора и общим выводом, а фототранзистор шунтирует базо-эмиттерный переход второго транзистора p-n-p-типа, при этом другой вывод второго резистора соединен с общим выводом.

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

1, 2 - первый и второй транзисторы p-n-p-типа;

3 - транзисторный оптрон;

3.1 - светодиод оптрона;

3.2 - фототранзистор оптрона;

4 - нагрузка;

5, 6 - первый и второй источники питания;

7 - 10 - с первого по четвертый резисторы.

Предлагаемое устройство содержит первый 5 и второй 6 источники питания, отрицательные выводы которых объединены в общий вывод и соединены с соответствующим выводом нагрузки 4, а также первый 1 и второй 2 транзисторы p-n-p-типа, коллекторы которых подключены к нагрузке 4, эмиттеры - к положительным выводам соответственно первого 5 и второго 6 источников питания. База первого транзистора 1 через последовательно соединенные первый резистор 7 и светодиод 3.1 оптрона 3 соединена с общим выводом, а база транзистора 2 через второй резистор 8 соединена с общим выводом. При этом базо-эмиттерный переход транзистора 2 шунтирован фототранзистором 3.2 оптрона 3, а между базой и эмиттером каждого из транзисторов 1 и 2 включены соответственно третий 9 и четвертый 10 резисторы.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

При наличии напряжения первого источника питания 5 током, протекающим через первый резистор 7 и светодиод 3.1 оптрона 3, открывается транзистор 1. В результате первый источник питания 5 оказывается подключенным к нагрузке 4. Одновременно током, протекающим через светодиод 3.1 оптрона 3, включается фототранзистор 3.2 оптрона 3, который шунтирует базо-эмиттерный переход второго транзистора p-n-p-типа 2 и закрывает его. В результате второй источник питания 6 отключается от нагрузки 4. При пропадании по каким-либо причинам напряжения первого источника 5 выключается транзистор 1. При этом ток через светодиод 3.1 оптрона 3 не протекает, фототранзистор 3.2 выключается, и в цепи базы второго транзистора 2 появляется ток, транзистор 2 открывается, и второй источник питания 6 оказывается подключенным к нагрузке 4.

При восстановлении напряжения первого источника питания 5 вновь включается транзистор 1 и светодиод 3.1 оптрона 3, при этом транзистор 2 закрывается, отключая второй источник питания 6 от нагрузки 4.

Таким образом, предлагаемое устройство по сравнению с прототипом имеет более простую схему управления транзисторами, что повышает ее надежность.

Кроме того, номиналы напряжений первого 5 и второго 6 источников питания могут быть выбраны произвольно или же могут изменяться в процессе работы устройства, что расширяет его функциональные возможности.

Устройство резервного электропитания, содержащее первый и второй источники питания, отрицательные выводы которых объединены в общий вывод и соединены с соответствующим выводом нагрузки, первый и второй транзисторы р-n-р-типа, коллекторы которых подключены к другому выводу нагрузки, их эмиттеры - к положительным выводам соответственно первого и второго источников питания, базы первого и второго транзисторов соединены соответственно с первым и вторым резисторами, а между базой и эмиттером каждого транзистора включены соответственно третий и четвертый резисторы, отличающееся тем, что в него введен транзисторный оптрон, светодиод которого включен между выводами первого резистора и общим выводом, а фототранзистор шунтирует базо-эмиттерный переход второго транзистора р-n-р-типа, при этом другой вывод второго резистора соединен с общим выводом.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к схемам аварийного энергоснабжения электропрйемников противоаварийных (в первую очередь противопожарных); систем опасного промышленного объекта, а именно к способам аварийного электроснабжения электроприемников автоматических установок пожаротушения, систем оповещения и управления эвакуацией персонала с аппаратурой аварийного видеоконтроля и других систем опасного промышленного объекта, необходимых для активной (с потреблением энергии) борьбы с такими пожарами и взрывами, к которым может привести полное аварийное нарушение электроснабжения объекта.
Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано в электрических сетях любого уровня. .

Изобретение относится к электротехнике, а именно к технике релейной защиты и автоматики. .

Изобретение относится к электротехнике, а именно к технике релейной защиты. .

Изобретение относится к электротехнике, а именно к технике релейной защиты. .

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в автономных системах электроснабжения в качестве устройств бесперебойного электроснабжения ответственных потребителей переменного и постоянного тока.

Изобретение относится к силовой электронике, в частности к системам вторичного энергоснабжения

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при построении ресурсосберегающих систем электроснабжения общепромышленных объектов

Изобретение может быть использовано в технике релейной защиты и автоматики. Технический результат заключается в повышении устойчивости технологических систем за счет ускорения действия защиты и снижения времени простоя технологических агрегатов. Для этого заявленное устройство содержит блок контроля направления мощности, пусковой блок минимальной частоты, первый логический блок, первый таймер, первый исполнительный блок, блок контроля минимального напряжения, второй таймер, второй исполнительный блок, третий таймер, второй логический блок, первый и второй блоки контроля состояния выключателей электродвигателей, третий логический блок и третий исполнительный блок. Первый исполнительный блок является выходом первой ступени защиты от потери питания и действует на отключение выключателя ввода потерявшей питание секции шин распределительного устройства напряжением 6(10) кВ и на гашение поля синхронных электродвигателей. Второй исполнительный блок является выходом второй ступени защиты и действует на отключение синхронных электродвигателей на секции шин, потерявшей питание. Третий исполнительный блок действует на отключение одного электродвигателя в случае, когда на одной секции шин распределительного устройства подстанции работают два электродвигателя. 1 ил.

Изобретение относится к электроснабжению электропотрсбителей, в частности средств железнодорожной автоматики и телемеханики, оснащенных системами дистанционного отключения источников электропитания, в которых используются автономные резервные источники бесперебойного электропитания на напряжение, опасное для жизни человека. Техническим результатом предлагаемого изобретения является снижение электрической опасности резервного источника питания при его техническом обслуживании и при возникновении чрезвычайных пожарных ситуаций. Устройство содержит установленную на посту аккумуляторную батарею, разделенную на секции с безопасным напряжением для жизни человека, на посту электрической централизации установлены многоконтактный элемент, рабочие контакты которого включены между секциями аккумуляторной батареи, ручной разъединитель и датчик пожарной сигнализации, соединенный каналом связи с сигнальным прибором оповещения, установленным на пульте управления дежурного по станции, на котором размещен прибор управления дистанционным отключением многоконтактного элемента, нормально замкнутый выходной контакт которого последовательно с нормально замкнутым выходным контактом ручного разъединителя включен в цепь питания электромагнита многоконтактного элемента. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение надежности. Система (50) источника бесперебойного питания включает в себя схему (52) преобразователя питания, сконфигурированную с возможностью преобразования входного питания переменного тока в первое питание постоянного тока и второго питания постоянного тока в первое питание постоянного тока, комплект (56) аккумуляторных батарей, сконфигурированный с возможностью обеспечения второго питания постоянного тока, механизм (54) переключения питания, соединенный со схемой (52) преобразователя питания и с комплектом (56) аккумуляторных батарей, который избирательно перемещается между разомкнутым положением и замкнутым положением, причем механизм (54) переключения питания соединяет комплект (56) аккумуляторных батарей со схемой (52) преобразователя питания в замкнутом положении и изолирует комплект (56) аккумуляторных батарей от схемы (52) преобразователя питания в разомкнутом положении, и схему (62) управления, сконфигурированную с возможностью обеспечения сигнала управления, при этом механизм (54) переключения питания включает в себя электропривод (60), соединенный со схемой (62) управления, причем электропривод (60) реагирует на сигнал управления изменением положения механизма (54) переключения питания из разомкнутого положения в замкнутое. 6 н. и 15 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к силовой электронике, в частности к системам вторичного электропитания. Технический результат заключается в повышении стабильности выходного напряжения постоянного тока и надежности функционирования предлагаемого интеллектуального преобразователя напряжения при эксплуатации в широком диапазоне температур окружающей среды, включая минусовые. Для этого заявленное устройство содержит основную и резервную сеть переменного тока 3~50 Гц, 380 В, первый, второй и третий коммутатор, первый, второй и третий фильтр, первый и второй выпрямитель, первый и второй датчик тока, инвертор, трансформатор, группу потребителей стабилизированного напряжения постоянного тока, блок питания, блок драйверов силовых ключей, датчик температуры, датчик напряжения, микроконтроллер, пульт управления и индикации, блок вентиляторов и внешнюю систему дистанционного контроля и управления, в устройство введен ограничитель пускового тока, а микроконтроллер выполнен с возможностью контроля значения напряжения первой и второй сети переменного тока 3~50 Гц, 380 В, контроля значения тока на входе инвертора, контроля срабатывания в блоке защиты и блоке драйверов силовых ключей по превышению тока в открытых тиристорах инвертора, контроля значения напряжения и тока потребления группой потребителей стабилизированного напряжения постоянного тока и с возможностью для управления первым, вторым и третьим коммутатором, управления блоком драйверов силовых ключей. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам противоаварийной автоматики системы электроснабжения, и может быть использовано в схемах для питания потребителей постоянного и переменного тока группы А-1 первой категории надежности электроснабжения, не допускающих перерыва питания. Технический результат заключается в повышении надежности устройства, а также в обеспечении качества напряжения на шинах потребителей постоянного и переменного тока при переключении электроснабжения с рабочего источника на резервный и при кратковременных нарушениях на вводах сети. Для этого заявленное устройство содержит два трехфазных трансформаторно-выпрямительных устройства, выполненных по многомостовой схеме выпрямления (выпрямительные мосты), при этом многомостовая схема выпрямления содержит трехобмоточный трансформатор с двумя вторичными обмотками, соединенными по схемам «звезда» и «треугольник», которые своими входами подключены к двум вводам основной и резервной трехфазной сети постоянно, молекулярный накопитель энергии, трехфазный инвертор и трехфазные тиристорные ключи, а благодаря тиристорным ключам обеспечивается синхронизация трехфазных инверторов при включении (отключении) неисправного трехфазного инвертора от шин переменного тока. 2 ил.
Наверх