SU1124399A1 - Устройство дл резервировани питани нагрузки посто нным током - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕЗЕРВИРОВАНИЯ ПИТАНИЯ НАГРУЗКИ ПОСТОЯННЫМ ТОКОМ , содержащее основной источник переменного тока, подключенный через первый трансформатор к группе первых выпр мителей, резервный источник посто нного тока, выход которого через последовательно соединенные преобразователь посто нного тока в переменный и второй трансформатор подклк)чен к группе вторых выпр мителей , св занных с соответствующим выходом устройства и соответствующим первым выпр мителем группы, и блок запуска, состо щий из первого транзисторного ключа и св занный управл ющим входом через третий выпр митель с первым трансформатором , отличающеес  тем, что, с целью повышени  надежности устройства, в блок запуска введены источник посто нного опорного напр жени , первый операционный усилитель , второй транзисторный ключ, врем задающий конденсатор, ограничивающий диод, второй операционный усилитель ,, шесть масштабирующих резисторов , три токоограничивающих резистора и два резистора обратной св зи, каждый из которых одним выводом подключен к выходу соответствующего операционного усилител , а другим выводом - к пр мому входу данного операционного усилител , пр мые вхо ды первого и второго операционных усилителей соответственно через первый и второй масштабирующие резисторы св заны с общей шиной, подключенной к первому выводу врем задающего конденсатора, эмиттеру второго транзисторного ключа, катоду ограничивающего диода, общей точке источника посто нного опорного напр жени  и. отрицательному выводу третьего выпр мител  , управл ющий вход блока запуска через третий масштабирующий резистор подключен к инвертирующему входу первого операционного усилител  и через четвертый масштабирующий резистор к отрицательному выво (Л ду источника посто нного опорного напр жени , выход первого операцион--j ного усилител  подключен через первый токоограничивающий резистор к аноду ограничивающего диода и базе второго транзисторного ключа, коллектор которого подклю ен к второму выводу врем задающего конденсатора и через второй токоограничивающий ю резистор к отрицательному выводу ис4 точника посто нного опорного напр жени , а через п тый масштабирую: ,о ;о щий резистор - к инвертирующему входу второго операционного усилител  , подсоединенного к положи:о тельному выводу источника посто нного опорного напр жени , выход второго операционного усилител  через третий токоограничивающий резистор подключен к базе первого транзисторного ключа, к коллектору которого подсоединен управл ющий вход преобразовател  посто нного тока в переменный , а к эмиттеру - отрицательный вывод резервного источника посто нного тока.

Description

Изобретение относитс - к электротехнике и может быть использовано дл  обеспечени  надежного энергоснабжени  автоматических и контрольно-измерительных приборов, Тперерывы питани  которых недопустимы.

Известно устройство дл  питани  нагрузки посто нньлм током, содержащее основной источник переменного тока и резервный источник посто нного тока, подключенные к нагрузке через выпр мительные элементы, причем между резервным источником посто нного тока и выпр мительными элементами включен преобразователь, выходной трансформатор которого содержит вторичные обмотки по числу питаемых нагрузок ij .

Однако преобразователь работает непрерывно, в том числе и в то врем , когда нагрузка питаетс  от основного источника, в результате снижаетс  КПД всего устройства и бесполезно расходуетс  энерги  резервного источника (аккумул тора.

Известно также устройство, содержащее основной источник переменного тока, подключенный через первый трансформатор, к группе первых выпр мителей , резервный источник посто нного тока, выход которого через последовательно соединенные преобразователь посто нного тока в переменный и второй трансформатор подключен к группе вторых выпр мителей, св занных с соответствующим выходом устройства и соответствующим первым выпр мителем, и блок запуска, состо щий из последовательно включенного резистора, трансформаторной обмотки преобразовател  и транзисторного ключа, вход которого через дополнительный выпр митель подключен к отдельной обмотке первого трансформатора . При отключении основного источника переменного тока преобразователь запускаетс  и нагрузка начинает питатьс  от резервного источника . Если же основной источник работает нормально, то преобразователь выключен, чем повышаетс  его надежность и КПД 2 .

Однако при снижении напр жени  ос HQBHoro источника до границы допустимого уровн  -Запуск преобразовател  точно не фиксируетс  и происходит с большим разбросом по величине отклонени  напр жени  основного источника, а в точке отпирани  за-, пускающего транзисторного ключа возможно хаотичное включение и отключение резервного источника, что вызывает большие пульсации напр жени  на нагрузке и может привести к ее ненормальной работе.

Цель изобретени  повышение надежности устройства.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройстве дл  резервировани  питани  нагрузки посто нным током, содержащем основной источник переменного тока, подключенный через первый трансформатор к группе первых выпё1Ямителей, резервный источник посто нного тока, выход которого через, последовательно соединенные преобразователь посто н .ного тока в переменный и второй трансформатор подключен к труппе вторых выпр мителей, св занных с соответствующим выходом устройства и соответствующим первым выпр мителем группы, и блок запуска, состо щий из первого транзисторного ключа и св занный управл ющим входом через третий выпр митель с первым трансформатором, в блок запуска введены источник посто нного опорного напр жени , первый операционный усилитель , второй транзисторный ключ, врем задающий конденсатор, ограничивающий диод, второй операционный усилитель, щесть масштабирующих резисторов ., три токоограничивающих резистора и два резистора обратной св зи, каждый из которых одним выводом подключен к выходу соответствующего операционного усилител , а другим выводом - к пр мому входу данного операционного усилител , пр мые входы первого и второго операционных усилителей соответственно через первый и второй масштабирующие резисторы св заны с общей шиной подключённой к первому выводу врем задающего конденсатора, эмиттеру второго транзисторного ключа, катоду ограничивающего диода, общей точке источника посто нного опорног напр жени  и отрицательному выводу третьего выпр мител , управл ющий, вход блока запуска через третий . масштабирующий резистор подключен к инвертирующему входу первого операционного усилител  и через четверты масштабирующий резистор к отрицательному выводу источника посто нного опорного напр жени , выход первого операционного усилител  подключен первый токоограничивающий резистор к аноду ограничивающего диода и базе второго транзисторного ключа, коллектор которого подключен к второму выводу врем задающего конденсатора и через второй токоограничивающий резистор к отрицательному выводу источника посто нного опорно го напр жени , а через п тый масштабирующий резистор - к инвертирующему второго операционного усилител , подсоединенного к положительному выводу источника посто нного опорного напр жени , выход вто-. рого операционного усилител  чере третий токоограничивающий резистор

подключен к базе первого транзисторного ключа, к коллектору которого подсоединен управл ющий вход преобразовател  посто нного тока в переменный , а к эмиттеру - отрицательный вывод резервного источника посто нного тока.

На фиг.1 приведена схема предлагаемого устройства; на фиг.2 временна  диаграмма работы отдельных его элементов.

Устройство дл  резервировани  питани  нагрузки посто нным током содержит основной источник 1 переменного тока, первый трансформатор 2, первые выпр мители 3, резервный источник 4 посто нного тока, преобразователь 5, второй трансформатор 6, вторые выпр мители 7, выходы 8 устройства, блок 9 запуска, первый транзисторный ключ 10, третий выпр митель 11, источник 12 посто нного опорного напр жени , первый операционный усилитель 13, второй транзисторный ключ 14, врем задающий конденсатор 15, ограничивающий диод 16 второй операционный усилитель 17, масштабирующие резисторы 18, токоограничивающие резисторы 19, резисторы 20 обратной св зи, стабилитрон 21 резисторы 22, трансформатор 23 св зи и транзисторы 24.

На фиг.2 обозначено U „j - напр жение основного источника переменного тока, подводимое после выпр мител  11 к масштабирующему резистору 18, UQ - напр жение источника 12 посто нного опорного напр жени , подводимое к масштабирующему резистору IS; U( - суммарное напр жение, на инвертирующем входе первого операционного усилител  13, и2 - напр жение на выходе первого операционного усилител  13; DC - напр жение на врем  задающем конденсаторе 15; У напр жение на инвертирующем аходе второго операционного усилител  17; управл ющее напр жение, подаваемое на первый транзисторный ключ 10; io - начальный момент времени ,i - начало снижени  напр жени  основного источника с выходом за допуск; i2 запуск преобразовател ; ij - врем  восстановлени  напр жени  основного источника;i4 врем  отключени  преобразовател .

Устройство работает следующим образом .

«

В случае, если действующее значение напр жени  в сети переменного тока находитс  в допустимых пределах , например, не ниже 187 В, амплитуда выпр мленного синусоидального напр жени , поступающего на вход блока 9 управлени  запуском пробразовател , превышает уровень посто нного напр жени , поступающего

от опорного источника 12, при этом на выходе блока 9 отсутствует сигнал запуска преобразовател  5, преобразователь выключен, к в общую магистраль 8 питани  устройства поступают напр жени  с выходов выпр мителей 3, питающихс  от сети 1 переменного тока.

При кратновременном или длительном снижении напр жени  питающей се0 ти переменного тока за установленную норму, амплитуда напр жени , поступающего на вход блока 9 от источника 1, становитс  меньше уровн  напр жени , поступающего от опорного источника 12,при этом на выходе

5 блока 9 по вл етс  сигнал запуска преобразовател , преобразователь 5 начинает работать и в магистраль питани  поступают преобразованные напр жени  от резервной сети 4 посто нного тока (например, аккумул торной батареи). В блоке 9 запуска преобразовател  на первом и втором операционных усилител х 13 и 17 собраны соответственно первый и вто5 рой нуль-органы, сигнал первого нуль-органа подаетс  на управл ющий вход транзисторного ключа 14, управл ющего зар дом и разр дом врем задающего конденсатора 15, сигнал с

0 которого подаетс  на второй нуль-орган (второй операционный усилитель 17), управл ющий первым транзисторным ключом 10, осуществл ющим запуск или останов преобразовател  5.

5 Дл  создани  ключевого режима работы усилители 13 и 17 охвачены положительной обратной св зью через резисторы 20.Стабилитроны 21 и резистор 22 образуют источник 12 посто нного опорного напр жени . Диод 16 фикси0 рует положительное напр жение на входе ключа 14. В интервале t - (фиг.2) действующее значение-напр жени  питающей сети переменного тока превЕдиает нижний допустис ый предел,

5 например 187 В, при этом амплитуда выпр мленного синусоидального напр жени  и„(, выпр мител  11 превышает уровень опорного напр жени  Чд, в каждый полупериод происходит пере0 ключение нуль-органа 13. При отрицательных значени х Uo ключ 14 открыт, напр жениеУС на конденсаторе 15 равно 0. В интервале 1 -ij напр жение и на входе нуль-органа 17 ос5 таетс  положительным, а на его выходе - отрицательным, при этом ключ 10 и соотиетственно цепь запуска преобразовател  посто нного напр жени  5 разомкнуты. Начина  с

0 полупериода, следующего за моментом времени i , действующее значение напр жени  питающей сети переменного тока падает ниже установленнвго предела , при этом амплитуда напр жени  U с не достигает уровн QO f напр 5 жение Ut на входе нуль-органа 13 остаетс  отрицательным, а на его выходе положительным, ключ 14 закрываетс , конденсатор 15 зар жаетс , напр жение Up на нем возрастает и стре митс  к максимальному отрицательному значению. Соответственно напр жение U) на входе нуль-органа 17 умень шаетс , в момент 12 достигаетс  нулевое значение и далее становитс  отрицательным. В момент tj напр жение на выходе нуль-органа 17 измен етс  на положительное, ключ 10 открываетс  и запускаетс  преобразователь 5. Начина  6 полупериода, следующего за моментом ij, действующее значение сетевого напр жени  повышаетс  до установленной нормы и в момент i происходит размыкание ключа 10,.преобразователь выключаетс  и далее все процессы происход т так жеу как в интервале (-to -i-i) . Предлагаема  схема обладав повышенным быстродействием. При соответствующем выборе посто нных времени зар да и разр да конденсатора 15, врем  включени  и выключени  преобразовател  послг. выхода за допуск или возвращени  к норме напр жени  питающей сети переменного тока не превышает длительности одного полупериода . Таким образом,преобразователь н« дежно запускаетс  не только при полном выключении основного источника, но и при снижении его напр жени  с выходом за допустимый предел, а после восстановлени  нормального пи- тани  от основного источника отключаетс , чем повышаетс  его надежность и экономитс  электроэнерги  резервного источника .

ffuc, Uo

Uuc

Vi

Vr

.М.,

- I

Фиг. 2

t

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕЗЕРВИРОВАНИЯ ПИТАНИЯ НАГРУЗКИ ПОСТОЯННЫМ ТОКОМ, содержащее основной источник переменного тока, подключенный через первый трансформатор к группе первых выпрямителей, резервный источник постоянного тока, выход которого через последовательно соединенные преобразователь постоянного тока в переменный и второй трансформатор подключен к группе вторых выпрямителей, связанных с соответствующим выходом устройства и соответствующим первым выпрямителем группы, и блок запуска, состоящий из первого транзисторного ключа и связанный управляющим входом через третий выпрямитель с первым трансформатором, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности устройства, в блок запуска введены источник постоянного опорного напряжения, первый операционный усилитель, второй транзисторный ключ, времязадающий конденсатор, ограничивающий диод, второй операционный усилитель, шесть масштабирующих резисторов, три токоограничивающих резистора и два резистора обратной связи, каждый из которых одним выводом подключен к выходу соответствующего операционного усилителя, а другим выводом - к прямому входу данного операционного усилителя, прямые вхо^ ды первого и второго операционных усилителей соответственно через пер- . вый и второй масштабирующие резисторы связаны с общей шиной, подключенной к первому выводу времязадающего конденсатора, эмиттеру второго транзисторного ключа, катоду ограничивающего диода, общей точке источника постоянного опорного напряжения и. отрицательному выводу третьего выпрямителя, управляющий вход блока запуска через третий масштабирующий резистор подключен к инвертирующему входу первого операционного усилителя и через четвертый масштабирующий резистор к отрицательному выводу источника постоянного опорного напряжения, выход первого операцион- ного усилителя подключен через первый токоограничивающий резистор к аноду ограничивающего диода и базе второго транзисторного ключа, коллектор которого подключен к второму выводу времязадающего конденсатора и через второй токоограничивающий резистор к отрицательному выводу источника постоянного опорного напряжения, а через пятый масштабирующий резистор - к инвертирующему входу второго операционного усилителя , подсоединенного к положительному выводу источника постоянного опорного напряжения, выход второго операционного усилителя через третий токоограничивающий резистор подключен к базе первого транзисторного ключа, к коллектору которого подсоединен управляющий вход преобразователя постоянного тока в переменный, а к эмиттеру - отрицательный вывод резервного источника постоянного тока.