Устройство для питания нагрузки с кратковременным резервированием

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ пщ652652

Союз Советских

Социалистических

Республик

« ° (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено18.10.76 (21) 2412759/24-07 (51) М. Кл.

Н 02 3 9/00 с присоединением заявки №

Государственный квинтет ссса по делам нзооретеннй и открытнй (23) Приоритет

Опубликовано15.03.79.Бюллетень № 10 (53) УДК621.311 .68 (088.8) Дата опубликования описания 18.03.79 (72) Автор изобретения

Ю. А. Мордвинов и С. И. Королев

Научно-исследовательский институт автоматики и электромеханики при Томском институте автоматиэированных систем управления и радиоэлектроники (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПИТАНИЯ НАГРУЗКИ

С KPATKOBPEMEHHbIN РЕЗЕРВИРОВАНИЕМ

Изобретение относится к области гарантированных источников электропитания и, в частности, к источникам постоянного тока с кратковременным резервированием. Известны источники питания, которые применяются для наиболее ответственных потребителей„ использующих резервные источники для питания нагрузки в аварийных режимах.

Известен источник питания, содержащий несколько работающих, на общие шины нагрузки, параллельно включенных стабилизаторов, каждый из которых включен на нагрузку через развязывающий вентиль (1).

Недостатком указанного решения являет-. ся ограниченное время резервирования и невозможность получения в аварийном режиме напряжения на нагрузке, превышающего напряжения источника, питания.

Известно устройство для питания нагрузки с кратковременным резервированием, содержащее силовой трансформатор, к выводам вторичной обмотки которого подключены два выпрямителя, однополупериодный— к одному из выводов, двухполупериодный— к другому выводу и к выводу отпайки вторичной обмотки силового трансформатора, к выходу однополупериодного выпрямителя и к катодному выходу двухполупериодного выпрямителя подключена конденсаторная батарея из нескольких секций, к выходам двухполупериодного выпрямителя подключены параллельно реле контроля входного напряжения и через разделительный диод-конденсаторный фильтр и реле контроля выходного напряжения, между анодными выходами выпрямителей включен размыкающий контакт реле контроля входного напряжения, причем выходы двухполупериодного выпрямителя предназначены для подключения нагрузки (2).

Недостатком указанного решения является низкий коэффициент полезного действия и малое время резервирования. Эти недостатки определяются тем, что при подключении резервного источника питания в силовую цепь вводится дополнительный резистор, на котором рассеивается часть запасенной энергии.

Целью изобретения является повышение надежности путем повышения времени резервирования.

652652

Цель достигается тем, что в устройство для -питания нагрузки с кратковременным резервированием дополнительно введены два управляемых тиристора, ограничительный.резистор, конденсатор, дополнительный трансформатор, накопительные конденсаторы и диоды, причем аноды управляемых тиристоров подсоединены к размыкающему контакту реле контроля входного напряженйя, катод первого тиристора подключен к аноду однополупериодного выпрямителя, а катод второго — через первичную омботку дополнительного трансформатора — к выводу одной из секций конденсаторной батареи, управляющий электрод первого тиристора через размыкающий контакт реле контроля выходного „напряжения, через соединенные последовательно вторичную обмотку дополнительного трансформатора й" диод, шунтированные замыкающим кбйтактом ре ле контроля входного напряжения и накопительным конденсатором, подключен к вы :- ходу однополупериодного выпрямителя, а управляющий электрод второго тиристора через диод, накопительный конденсатор, шунтированный замыкающим контактом реле контроля входного напряжения, и огранйчительный резистор подключен к замыкающему контакту реле контроля входного напря-. жения.

На чертеже представлена принципиальная схема устройства для питания нагрузки с кратковременным резервированием.

Рассматриваемый источник содержит силовой трансформатор 1, два выпрямителя на диодах 2 — 6, реле контроля входного напряжения 7 (контакты 7, 7", 7 ), разделительный диод 8, фильтр на конденсаторе 9, реле контроля выходного напряжения 10 (контакт 10 ), нагрузку 11, дополнительно введенные тиристоры 12 и 13, кбнденсаторную батарею с секциями последовательно включенных конденсаторов 14 и 15, ограничительный резистор 16, диод 17, накопительный конденсатор 18, дополнительный трансформатор 19, диод 20 и накопительный конденсатор 21.

Выходная обмотка силового трансформатора 1 подключена к двум выпрямителям на диодах 2 — 6. К выходам двухполупериодного выпрямителя подключено реле контроля входного напряжения 7 и через разделительный диод 8, фильтр 9, реле хонтроля входного напряжения 10 и нагрузку 11, Второй выходной зажим через размыкающий контакт 7 реле контроля входного напряжения соединен с объединенными силовыми электродами дополнительно .введенных тиристоров 12, 13, другие электроды которых подключены к последовательно" соединенным конденсаторам 14 и 15 конденсаторной батареи, и через ограничительный резистор 16, диод 17, конденсатор 18, защунтированный замыкающий контактом 7"реле контроля входного напряжения, к управляющему электроду тиристора 12. Причем вторичная обмотка дополнительного трансформатора

19, включенного последовательно с тиристором 12, подключена через диод 20 к на5 копительному конденсатору 21, зашунтированному замыкающим контактом 7 " реле контроля входного напряжения, и через размыкающий контакт 10 реле контроля выходного напряжения — к цепи управления тиристором 13.

Рассмотрим работу схемы с двумя ступенями подключения резервного источника.

В нормальном режиме работы нагрузка 11 получает питание от двухполупериодного выпрямителя на диодах 2 — 5. Конденсаторная .. батарея (14 и 15) заряжается выходным напряжением второго выпрямителя, причем напряжение на конденсаторе 15 равно макси мально допустимому значению на нагрузке, а напряжение на конденсаторе 14 равно разности максимального и минимального значения на нагрузке. В принципе, указанная батарея может состоять из II — последовательно соединенных секций конденсаторов и такого же количества дополнительно введенных тиристоров и осуществлять много25 ступенчатое подключение. резервного источника. На реле контроля входного напряжения 7 подается выпрямленное напряжение, реле контроля выходного напряжения 10 включено параллельно нагрузке. Соответственно их контакты: 7 — отключает резерIj

30 вный источник в нормальном режиме, 7 шунтирует конденсатор 18 и служит для разряда последнего в нормальном режиме, 7" — шунтирует накопительный конденсатор 21 и служит для того, чтобы конденсатор был разряжен до момента включения тиристора 12. 10 разрывает цепь управления тиристора 13. При исчезновении напряжения питанйя или обрыва сети с реле контроля входного напряжения 7 снимается напряжение и его контакт 7 замыкается, а

7" и 7" размыкаются. На время переключения контактов реле 7 нагрузка получает питание от конденсатора 9. После замыкания контакта 7 импульс управления через ограничительный резистор 16, диод 17, кон.денсатор 18 поступает на тиристор 12, и

45 предварительно заряженный конденсатор

15 подключается к нагрузке. При этом импульс напряжения на вторичной обмотке трансформатора 19 через диод 20 заряжает уже расшунтированный накопительный конденсатор 21. После снижения напряжения на нагрузке до минимально допустимого, якорь реле контроля выходного напряжения

10 отпускается и цепь управления тиристором 13. подключается через контакт 10 к заряженному накопительному конденсатору

21. Тиристор 13 включается, а тиристор 12 закрывается импульсом обратного тока, т. е. последовательно с конденсатором 1 5 подключился еще один конденсатор 14 и нак"

652652

Фориула изобретения го

Составитель Г. Дамская

Техред О. Луговая Корректор Е. Папп

Тираж 856 Подписное

ЫНИИПЙ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий! t 3035, Москва, Ж35, Раугиская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор Л. Баглай

Заказ !073/51 пряжение на нагрузке поднимается до максимально допустимого значения. Реле контроля выходного напряжения 10 опять притянуло свой якорь. При многоступенчатом подключении резервного источника, после снижения напряжения до минимальной величины, с помощью реле 10 можно подключать следующий последовательно соединенный конденсатор указанной батареи.

Таким образом, предлагаемый источник электропитания отличается более высоким коэффициентом полезного действия и большим временем резервирования при одной и той же запасенной энергии конденсаторной батареи. Причем, чем больше допустимый диапазон изменения напряжения питания в аварийном режиме, тем выгоднее отличается предлагаемое изобретение от известного.

Устройство для питания нагрузки с крат- . ковременным резервированием, содержащее силовой трансформатор, к выводам вторичной обмотки которого подключены два выпрямителя, однополупериодный — к одному из выводов,. двухполупериодный — к другому выводу и к выводу отпайки вторичной обмотки силового трансформатора, к выходу однополупериодного выпрямителя и к катодному выходу двухполупериодного выпрямителя подключена конденсаторная батарея из нескольких секций, к выходам двухполупериодного выпрямителя подключены параллельно реле контроля входного напряжения и через разделительный диод, конденсаторный фильтр и реле контроля вы35 ходного напряжения, между анодными вы1 b ходами выпрямителей включен размыкающий контакт реле контроля входного напряжения, причем выходы двухполупериодного выпрямителя предназначены для подключения нагрузки,- отличающееся тем, что, с целью повышения надежности путем повышения времени резервирования, в него дополнительно введены два управляемых тиристора, ограничительный резистор, конденсатор, дополнительный трансформатор, накопительные конденсаторы и диоды, причем аноды управляемых тиристоров подсоединены к размыкающему контакту реле контроля входного напряжения, катод первого тиристора подключен к аноду однополупериодного выпрямителя, а катод второго через первичную обмотку дополнительного трансформатора — к выводу одной из секций конденсаторной батареи, управляюц ий электрод первого тиристора через размыкающий контакт реле контроля выходного напряжения, через соединенные последовательно вторичную обмотку дополнительного трансформатора и диод, шунтированные замыка|ощим контактом реле контроля входного напряжения и накопительным конденсатором, подключен к выходу однополупериодного выпрямителя, а управляющий электрод второго тиристора через диод, накопительный конденсатор, шунтированный замыкающим контактом реле контроля входного напряжения, и ограничительный резистор подключен к замыкающему контакту реле контроля входного напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 399841, кл. Н 02 *3 9/00, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР № 363156, кл. Н 02 3 9/00, 1969.