Устройство питания постоянным током

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Соцмапмстмчесммя

Респубпнм 970566 (6I ) Дополнительное к авт. свмд-ву

° (22) Заявлено 28.04.81 (21) 3284g2g 24 7 с присоединением заявки М (28) П риормтет (5I )M. Кл.

Н 02 J 9/00

3Ьеударстмииьй комитет

СССР ио делам изобретеиий и открытий (5З Уд 621.316..925 (088.8) Опубликовано 30.10.82 Бюллетень И 40

Дата опубликования опмсанмя 30.10.82 j .Ф

I !

О

> (72) Авторы изобретения

Ю. П. Хохлов и В. А. Дубинин

Всесоюзный научно — исследовательский институт противопожапной обороны

Ъ (7I ) Заявмтель (54) УСТРОЙСТВО ПИТАНИЯ ПОСТОЯННЫМ ТОКОМ

Изобретение относится к электротехнике и может использоваться для электропитания устройств охранно — пожарной сигнализации, автоЪитики, телемеханики и вычислительной техники, т. е. в устройствах, не допускающих перебоя

5 в электропитании.

Известно устройство питания нагрузки по-. стоянным током, которое содержит основной источник переменного тока, подключенный к нагрузкам через последовательно соединенные трансформатор, соответствующий мостовой выпрямитель и стабилизатор напряжения, преобразователь, подключенный через мостовые выпрямители к стабилизаторам напряжения, и резервный источник постоянного тока.

Устройство обеспечивает питание нагрузки постоянным током от основного источника

1 переменного тока, а при выключении источника переменного тока или понижении его напряжения ниже допустимого значения питание эп нагрузок осуществляется от резервного источника постоянного тока (т1.

Недостатком данного устройства является то, что при питании нагрузок от основного источника переменного тока постоянно включен преобразователь, который потребляет энергию от резервного источника постоянного тока.

Кроме того, отсутствует контроль перехода питания нагрузок с основного источника переменного тока на питание от резервного источника постоянного тока.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство питания нагрузки постоянным током, содержащее силовой трансформатор, выходные обмотки которого подключены соответственно к первому и второму мостовым выпрямителям, первый и второй выходы первого мостового выпрямителя соединены с входами стабилизатора, резервный источник постоянного тока, элемент управления, соединенный выходом с управляющим входом преобразователя, выход которого через третий мостовой выпрямитель подключен к входу стабилизатора. Устройство обеспечивает питание нагрузки постоянным током от основного источника переменного тока, а при выключении источника переменного тока или понижении

его напряжения ниже допустимого значения

970566 питание нагрузок осуществляется от резервного источника постоянного тока (аккумуляторной батареи) (2).

Однако в известном устройстве необходимо постоянно производить контроль заряда резервного источника питания, так как он непрерывно разряжается через первый транзисторный ключ элемента управления, периодически отключать его от устройства для заряда и подключать заряженный с целью обеспечения 16 бесперебойного питания нагрузки постоянным, 1 I током, что увеличивает затраты на обслуживание и снижает надежность устройства.

Цель изобретения — повышение надежности устройства путем обеспечения автоматического заряда резервного источника при питании нагрузки от источника переменного тока.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее силовой трансформатор, выходные обмотки которого подключены соответственно к первому и второму выпрямителям, первый и второй выходы первого мостового выпрямителя соединены с входами стабилизатора, резервный историк постоянного тока, элемент управления, соединенный выходом с управляющим входом преобразователя, выход которого через третий мостовой выпрямитель

° подключен к входу стабилизатора, введены элемент сравнения. и <Ьормирователь тока, вхо* и ды которых подключены к первому входу второго мостового выпрямителя, а выход элемента сравнения соединен с входом элемента управления,. выход формирователя тока подключен к плюсовой шине резервного источника питания и преобразователю., второй выход .первого выпрямителя соединен со вторыми вы- З ходами второго и третьего выпрямителей, а также с общими шинами элемента сравнения, преобразователя и элемента управления и минусовой шиной резервного источника постоян. ного тока, плюсовой выход стабилизатора подключен к плюсовой шине элемента сравнения . и элемента управления.

На фиг. 1 представлена структурная схемаустройства; на фиг. 2 — принципиальная электрическая схема устройства.

Устройство включает силовой трансформа;тор 1, мостовые выпрямители 2 — 4, стабилизатор 5 напряжения, резервный источник 6 постоянного тока, элемент 7 управления, преобразователь 8, элемент 9 сравнения и формирователь 10 тока. Выходные обмотки силового трансформатора подключены соответственно к мостовым выпрямителям 2 и 3. Выход мостогового выпрямителя 2 соединен с входом стабилизатора 5, а выход выпрямителя 3 подключен к входу элемента 9 сравнения, собранному на транзисторах 11 и 12, и формирователю.l0 тока, собранному на транзис4 торах 13 и 14. Выход элемента 9 сравнения соединен с входом элемента 7 управления, который построен на транзисторных ключах

15 — 18. Коллекторы транзисторных ключей

17 и 18 элемента 7 управления подключены к базам транзисторов 19 и 20 преобразователя

8. Выходная обмотка трансформатора 21 преобразователя 8 соединена с мостовым выпрямителем 4, выход которого подключен к входу стабилизатора 5 параллельно мостовому выпрямителю 2. При подключении к клеммам 22, и 23 основного источника переменного тока со вторичных обмоток трансформатора 1 снимаются напряжения необходимых номинальных величин, которые поступают на входы мостовых выпрямителей 2 и 3. С выхода мостового выпрямителя 2 напряжение поступает па вход стабилизатора 5 и далее в нагрузку, подключенную к клеммам 24 и 25. Таким образом, нагрузка питается от основного источника переменного тока стабилизированным напряжением. С выхода стабилизатора 5 напряжение поступает на элемент 7 и 9.

Если напряжение основного источника переменного тока находится в заданных пределах, с выхода мостового выпрямителя 3 на вход элемента 9 сравнения поступает напряжение необходимой величины, при которой транзистор 11 открыт, а транзистор 12 закрыт, В этом случае с элемента 9 сравнения на вход элемента 7 управления сигнал не поступает и

его транзисторный ключ 15 закрыт, а транзисторные ключи 16 — 18 открыты. Так как коллекторы транзисторных ключей 17 и 18 подключены соответственно к базам транзисторов

19 и 20 преобразователя 8, то в данный момент эти транзисторы закрыты и преобразователь 8 выключен. Светодиод 26, включенный в коллекторную цепь транзисторного ключа 16 горит и сигнализирует о том, что питание нагрузки осуществляется от источника переменного тока, подключенного к клеммам 22 и 23. " выхода выпрямителя 3 напряжение поступает также на формирователь 10 тока, транзисторы 13 и

14 которого находятся в таком режиме работы, при котором через формирователь 10 тока протекает ток заданной величины. Последовательно с формирователем 10 тока включены, соединенные в параллель, резервный источник 6 постоянного тока и преобразователь 8. Внутреннее сопротивление преобразователя, когда его транзисторы 19 и 20 выключены, в основном определяется величиной сопротивления резистора 27 смещения, так как ток смещения протекает через резистор 27, обмотки 28 и транзисторные ключи 17 и 18. Резистор 27 образует с формирователем 10 тока делитель напряжения, поступающего с выпрямителя 3.

Этот делитель делит напряжение таким образом, напряжения резервного источника постоянного

I тока. В результате этого-часть тока, протекающего через формирователь 10 тока, поступает на резервный источник 6, производя его заряд.

Минимально допустимое значение напряжения источника переменного тока, при котором происходит переключение нагрузки на питание от резервного источника постоянного тока, задается резистором 31 элемента 9 сравнения.

Таким образом, введение в устрЬйство элемента сравнения и формирователя тока позволяет автоматически производить заряд резервного источника и держать его постоянно в за. ряженном состоянии, повышая тем самым работу устройства.

Устройство питания постоянным током, содержащее силовой трансформатор, выходные обмотки которого подключены соответственно к первому и второму мостовым выпрямителям, первый и второй выходы первого мостового выпрямителя соединены с входами стабилизатора, резервный источник постоянного тока, элемент управления, выход которого соединен с управляющим входом преобразователя, выход которого через третий мостовой выпрямитель подключен к входу стабилизатора, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повьппения надежности устройства, в него введены элемент сравнения и формирователь тока, входы которых подключены к первому выходу второго мостового выпрямителя, а выход элемента сравнения соединен с входом элемента управления, выход формирователя тока подключен к плюсовой шине резервного источника питания и преобразователю, второй выход первого выпрямителя соединен с вторыми выходами второго и третьего выпрямителей, элементом сравнения, выходом преобразователя, входом элемента управления и минусовой шиной резервного источника постоянного тока, плюсовой выход стабилизатора подключен к плюсовой шине элемента сравнения и,элемента управленияя.

Источники информации, .принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР N 406248, кл. Н 02 1 9/ОО, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР М 753104, кл. 6 05 F 1 56, 1978.

5 970566 что в точке 29 (при отключенном резервном источнике) оно на определенную величину больше, чем номинальное напряжение резервного источника постоянного тока. 6. В результате этого при подключении резервного источника часть тока, протекающего через формирователь

10 тока поступает на резервный источник 6, производя его заряд. Следовательно, при питании нагрузки от источника переменного тока резервный источник 6 постоянного тока находит40 ся всегда в заряженном состоянии, При пропадании напряжения источника переменного тока или понижении его ниже минимально допустимого значения на вход транзистора 11 элемента сравнения поступает напря- 15 жение ниже заданного уровня и транзистор 11 закрывается, а транзистор 12 открывается. Свыхода транзистора 12 сигнал поступает на вход транзисторного ключа 15 элемента 7 управления, Транзисторный ключ 15 открывается и закрывается транзисторный ключ 16, который, в свою очередь, выключает светодиод 26 и закрывает транзисторные ключи 17 и 18.

В результате этого.в базовые цепи транзисторов 19 и 20 преобразователя 8 поступает тск э5 смещения. Транзисторы 19 и 20 открываются и внутреннее сопротивление преобразователя= резко уменьшается. В этом случае носледовательно с формирователем 10 тока включено меньшее эквивалентное сопротивление. Напряжение в точке 29 понижается, преобразователь включается и потребляет энергию от резервного источника постоянного тока. На выходной обмотке трансформатора 21 преобразователя 8, подключенной к мостовому выпрямителю 4, по35 является напряжение, которое с мостового выпрямителя 4 поступает на вход стабилиза- тора 5. Светодиод 30, подключенный к выходной обмотке трансформатора 21 преобразователя, включается и сигнализирует о том„

40 что питание нагрузки осуществляется от резервного источника постоянного тока.

Когда в сети появляется напряжение переменного тока нормальной величины, на вход транзистора 11 элемента 9 сравнения поступает нормальный уровень напряжения, при котором

45 транзистор 11 открывается, а транзистор 12 и транзисторный ключ 15 закрываются. Транзисторные ключи 16 — 18 при этом открываются, а транзисторы 19 и 20 закрьяваются и преобразователь 8 выключается. Его эквивалентное сопротивление примерно равно сопротивлению 27 смещения и в точке 29 напряжение — выше

Формул а изобретения

970566

Составитель Г. Дамская

Техред Ж. Кастелевич

Корректор Л. Бокшан

Редактор Л. Пчелинская

Заказ 8414/70

Нодпнсное:

I

Тираж 669

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская иаб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4