SU1229858A1 - Power supply system - Google Patents

Abstract

Изобретение может быть использовано дл  контрол  буферного режима работы аккумул торной батареи (АБ) на импульсную периодически повтор ющуюс  нагрузку . Цель изобретени  - повышение надежности работы системы электропитани . С момента времени to до момента t АБ разр жаетс  на нагрузку 3. При отключении последней по заданной программе в момент времени i АБ начинает зар жатьс  от источника 1 питани  и на измерительном резисторе 10 возникает бросок напр жени , запускающий формирователь 11, выходной импульс которого запускает генератор 12 счетных импульсов (ГСИ). В момент времени tz на входе порогового устройства 13 напр жение достигает величины, при которой на выходе возникает импульс, отключающий ГСИ 12. В пам ти сумматора 14 фиксируетс  количество импульсов, генерируемых за врем  Д/ . В следующем цикле в сумматоре 14 фиксируетс  количество импульсов, соответствующее времени Д / . Одновременно осуществл етс  сравнение интервалов времени зар да АБ, т.е. А/-А/ . Отрицательной разности интервалов соответствует состо ние разр да АБ и сигнал с сумматора 14 подаетс  на индикатор 16 и пороговое устройство (ПУ) 8, при положительной разности - на индикатор 15 и ПУ 7. ПУ 7 реагирует на предельно допустимое значение напр жени  на АБ в момент времени t. ПУ 8 настроено на предельно низкое значение напр жени  АБ. Если от цикла к циклу батаре  зар жаетс , то число кмпульсов сумматора 14 уменьщаетс  до i (О 1чЭ N3 СО 00 СП ооThe invention can be used to control the buffer mode of a battery (AB) for a pulsed, periodically repeated load. The purpose of the invention is to increase the reliability of the power supply system. From the moment of time to the moment t, the battery is discharged to the load 3. When the last programmed one is disconnected at time i, the battery starts charging from the power supply 1 and a voltage surge occurs on the measuring resistor 10, which triggers the driver 11, the output pulse of which starts generator 12 counting pulses (GSI). At the time tz at the input of the threshold device 13, the voltage reaches the value at which a pulse occurs at the output that turns off the GPS. 12. In the memory of the adder 14, the number of pulses generated during time D / is recorded. In the next cycle, the number of pulses corresponding to the time D / is recorded in the adder 14. At the same time, the comparison of the time intervals for the charge of AB, i.e. A / -A /. Negative difference of intervals corresponds to the state of discharge of the battery and the signal from the adder 14 is supplied to the indicator 16 and the threshold device (PU) 8, with a positive difference to the indicator 15 and the PU 7. PU 7 responds to the maximum allowable value of the voltage on the battery at the moment time t. PU 8 is set to an extremely low voltage of the battery. If the battery is charged from cycle to cycle, then the number of cm-pulses of adder 14 decreases to i (O 1CHE N3 CO 00 SP oo

Description

предельного значени , ПУ 7 срабатывает и выдает сигнал на реле 17. К АБ подключаетс  дополнительна  нагрузка 6. Батаре  начинает разр жатьс  и при предельно низком значении ее напр жени  ПУ 8 выдаетlimit value, PU 7 triggers and issues a signal to relay 17. An additional load 6 is connected to the AB. The battery begins to discharge and at the extremely low value of its voltage, PU 8 issues

1one

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано при контроле буферного режима работы аккумул торной батареи совместно с источником посто нного тока ограниченной мощности на импульсную строго периодически повтор ющуюс  нагрузку, при этом мощность в импульсе может значительно превыщать мощность источника электропитани , например в световых и радиома чных навигационных устройствах , питающихс  от радиоизотопных источников энергии.The invention relates to electrical engineering and can be used in monitoring the buffer mode of a battery together with a direct current source of limited power to a pulsed, periodically repetitive load, while the power per pulse can significantly exceed the power of the power supply, for example, in light and beams navigation devices powered by radioisotope energy sources.

Цель изобретени  - повышение надежности работы системы электропитани  и нагрузки путем автоматического поддержани  баланса энергий в небходимых пределах при импульсной нагрузке и буферном режиме аккумул торной батареи.The purpose of the invention is to increase the reliability of the power supply system and the load by automatically maintaining the energy balance within the required limits during a pulse load and battery backup mode.

На фиг. 1 изображена структурна  схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - временна  диаграмма.FIG. 1 shows a block diagram of the proposed device; in fig. 2 - time diagram.

Предлагаемое устройство состоит из источника 1 посто нного тока, подключенного к аккумул торной батареи 2 и основной нагрузке 3, а также через контакт 4 дистанционного реле 5 - к дополнительной нагрузке 6, двух пороговых цифровых устройств 7 и 8, включенных между общей щи- ной и неподвижными контактами 9 дистанционного переключател  5, подвижным контактом подключенные к аккумул торной батарее 2. В общий провод аккумул торной батареи включен измерительный резистор 10, выход которого подключен через формирователь 11 импульсов на вход генератора 12 счетных импульсов (ГСИ). Второй вход ГСИ 12 через пороговое устройство 13 подключен к аккумул торной батарее. Выход ГСИ подключен к сумматору 14, первый выход которого подключен к входу цифрового порогового устройства 7 и индикатору 15, а второй - к входу цифрового порогового устройства 8 и индикатору 16. Параллельно выходам пороговых устройств 7 и 8 включены обмотки реле 17 и 18, подвижные контакты которых подсоединены к общей щине, а неподвижные - к управл ющим обмоткам дистанционного переключател  (ДП) 5. Вторыми концами ДП подключен к аккумул торной батареи 2. Параллельно обмоткам реле 17 и 18 включены конденсаторы 19 и 20.The proposed device consists of a direct current source 1 connected to the battery 2 and the main load 3, as well as through the contact 4 of the remote relay 5 to the additional load 6, two threshold digital devices 7 and 8 connected between the common shield and fixed contacts 9 remote switch 5, a movable contact connected to the battery 2. The common wire of the battery includes a measuring resistor 10, the output of which is connected through the driver 11 pulses to the input of the generator ra 12 count pulses (ICG). The second input of GSI 12 through the threshold device 13 is connected to a battery. The GSI output is connected to the adder 14, the first output of which is connected to the input of the digital threshold device 7 and the indicator 15, and the second to the input of the digital threshold device 8 and the indicator 16. Parallel to the outputs of the threshold devices 7 and 8, the windings of the relay 17 and 18 are connected, moving contacts which are connected to a common busbar, and fixed - to the control windings of the remote switch (DP) 5. The second ends of the DP are connected to the battery 2. Parallel to the windings of the relay 17 and 18 are connected capacitors 19 and 20.

сигнал на срабатывание реле 18, которое отключает нагрузку 6. Система обеспечивает автоматический контроль и управление состо-  нием зар женности АБ и непрерывность электропитани  основной нагрузки 3. 2 ил.a signal to activate the relay 18, which disconnects the load 6. The system provides automatic monitoring and control of the state of the battery charge AB and the continuity of the power supply of the main load 3. 2 Il.

Устройство работает следующим образом. С момента времени to до времени ti (фиг. 2) аккумул тор разр жаетс  на нагрузку 3. При автоматическом выключении на- 5 грузки 3 (по заданной программе работы радиома ка или светового ма ка) в момент времени t аккумул торна  батаре  2 начинает зар жатьс  от источника 1 питани  и на измерительном резисторе 10 возникает бросок напр жени , который запускает формирователь импульсов 11, выходной импульс с которого запускает генератор 12 счетных импульсов.The device works as follows. From the time point to the time ti (Fig. 2), the battery is discharged to the load 3. When the load 3 is automatically switched off (according to the set program of the beacon or light beam), at the time t, the battery 2 starts charging press from the power source 1 and a voltage surge occurs on the measuring resistor 10, which triggers the pulse shaper 11, the output pulse from which triggers the generator 12 counting pulses.

В момент времени i на входе порогового устройства 13 напр жение достигает такойAt time i at the input of the threshold device 13, the voltage reaches such

5 величины, при которой на выходе возникает импульс, отключающий генератор счетных импульсов, В пам ти сумматора 14 фиксируетс  количество импульсов, генерируемых за врем  Л , соответствующее некоторому условному значению в первой по0 ловине интервала зар да аккумул торной батареи. В следующем цикле в сумматоре фиксируетс  количество импульсов, соответствующее времени /i -/2 .5 of the value at which a pulse is generated at the output, switching off the generator of counting pulses, the memory of adder 14 records the number of pulses generated during time L, corresponding to a certain conventional value in the first half of the battery charge interval. In the next cycle, the number of pulses corresponding to the time i = - 2 is recorded in the adder.

Сравнение интервалов времени зар да батареи в предыдущем цикле Ai () с текущим (/1-/2) проводитс  в сумматоре 14 путем вычитани  из числа импульсов , генерируемых в предыдущем цикле (интервал А/) числа импульсов, генерируемых в текущем цикле (интервал A/i).Comparison of battery charging time intervals in the previous cycle Ai () with the current (/ 1- / 2) is carried out in the adder 14 by subtracting from the number of pulses generated in the previous cycle (interval A /) the number of pulses generated in the current cycle (interval A / i).

0 Если напр жение на батарее в момент t начала текущего цикла подзар да в сравнении с таким же моментом /i предыдущего цикла подзар да растет, батаре  идет на зар д, а если это напр жение уменьшаетс  батаре  идет на разр д.0 If the voltage on the battery at the time t of the beginning of the current charge cycle increases in comparison with the same time point i i, the battery goes to charge, and if this voltage decreases, the battery goes to discharge.

При этом отрицательной разности интервалов Л и соответствует состо ние разр да батареи, положительной - зар да . Сигнал зар да с сумматора 14 подаетс  на индикатор 15 и пороговое устройство 7, сигнал разр да - на индикаторIn this case, the negative difference of the intervals L and corresponds to the state of the battery discharge, positive - charge. The charge signal from the adder 14 is supplied to the indicator 15 and the threshold device 7, the discharge signal to the indicator

16 и пороговое устройство 8.16 and threshold device 8.

Пороговое устройство 7 реагирует на предельно высокое значение напр жени  на батарее и срабатывает, когда в интервале от t до /2 на него поступает от сумматораThe threshold device 7 responds to an extremely high voltage value on the battery and is triggered when, in the interval from t to / 2, it comes from the adder

5 14 импульсов, меньше заданного (порогового ) числа. При этом напр жение на батарее в момент /i (фиг. 2) достигает предельно допустимого значени .5 14 pulses, less than a given (threshold) number. In this case, the voltage across the battery at time i (Fig. 2) reaches the maximum permissible value.

Пороговое устройство 8 реагирует на предельно низкое значение напр жени  на батарее в момент ti (фиг. 2) и срабатывает, когда в интервале зар да от t до t на него от сумматора 14 поступает импульсов больше заданного (порогового) числа. При этом напр жение на батарее в момент t (фиг. 2) достигает предельно низкого значени .The threshold device 8 responds to the extremely low voltage value on the battery at time ti (Fig. 2) and is triggered when, in the charge interval from t to t, the pulses above the specified (threshold) number arrive at it from the adder 14. In this case, the voltage across the battery at time t (Fig. 2) reaches an extremely low value.

Если от цикла к циклу батаре  зар жаетс , то начальное напр жение на ней в точке /1 (фиг. 2) повышаетс , в результате чего интервал времени от t до 2 сокращаетс , и, следовательно, уменьшаетс  число импульсов, выдаваемых сумматором 14 в пороговое устройство 7. Когда число этих импульсов уменьшитс  до предельного значени , устройство 7 выдаст сигнал на срабатывание реле 17, которое с помощью дистанционного переключател  (ДП) 5 контактами 4 подключит к батарее 2 дополнительную нагрузку 6. При этом дальнейший рост напр жени  на батарее прекратитс , чем предотвращаетс  ее перезар д.If the battery is charged from cycle to cycle, the initial voltage across it at point / 1 (Fig. 2) increases, as a result of which the time interval from t to 2 decreases, and, consequently, the number of pulses emitted by adder 14 into the threshold device 7. When the number of these pulses decreases to the limit value, device 7 will generate a signal for relay 17 to function, which by means of a remote switch (DP) 5 contacts 4 will connect an additional load to battery 2 6. At the same time, the further voltage rise on the battery will stop, h m d prevented its recharging.

При включенной дополнительной нагрузке 6 и ограниченной мощности первичного источника 1 питаии  батаре  2 от цикла к циклу разр жаетс , в результате чего от сумматора 14 на пороговое устройство 8 поступает увеличивающеес  от цикла к циклу число импульсов.When the additional load 6 is turned on and the power of the primary power supply 1 of the battery 2 is reduced from cycle to cycle, as a result, the number of pulses from cycle to cycle enters from adder 14 to threshold device 8.

Когда батаре  разр дитс  до предельно низкого значени  напр жени , от сумматора 14 на пороговое устройство 8 поступает предельно больщое число импульсо1в, в результате чего устройство 8 выдаст сигнал на срабатывание реле 18, которое с помощью (ДП) 5 контактами 4 отключит дополнительную нагрузку 6, после чего процессы зар да и разр да батареи повтор тс .When the battery is discharged to an extremely low voltage, the adder 14 receives an extremely large number of pulses from the threshold device 8, as a result of which the device 8 will generate a signal for the relay 18 to switch off the additional load 6, whereupon the charge and discharge processes of the battery are repeated.

Динамика работы предлагаемого устройства показывает, что буферна  аккумул торна  батаре  в процессе эксплуатации не доводитс  ни до переразр да, ни до перезар да , чем обеспечиваетс  повышенна  долговечность ее работы, а поскольку основна  нагрузка 3 посто нно подключена к источнику 1 питани  и батарее 2, электропитание этой нагрузки не прерываетс , чем обеспечиваетс  повышение надежности работы нагрузки (радиома ка) и достигаетс  независимость программы работы радиома ка от состо ни  зар женности батареи.The dynamics of the proposed device shows that the buffer battery during operation is not brought up either to overdischarge or overcharging, which ensures increased durability of its operation, and since the main load 3 is permanently connected to power supply 1 and battery 2, the power supply this load is not interrupted, thereby increasing the reliability of the load (beacon), and the radio beacon's work program is independent of the state of charge of the battery.

Дополнительна  нагрузка, представл юща  собой подогреватель при пониженной температуре окружающей среды или вентил тор при повышенной температуре окружающей среды, улучшает температурные услови  работы батареи, в результатеThe additional load, which is a heater at a lower ambient temperature or a fan at elevated ambient temperatures, improves the temperature conditions of the battery, resulting in

чего повышаетс  дополнительно надежность ее работы.which further increases the reliability of its work.

Предлагаемое устройство обеспечивает автоматический контроль состо ни  зар женности аккумул торной батареи, динамику этого состо ни  и визуальный контроль этой динамики, а также автоматическое управление степенью зар женности aккyJvlyл тo- ров путем автоматического подключени  i,.;n отключени  дополнительной нагрузки и акку- мул торной батарее.The proposed device provides automatic monitoring of the state of charge of the battery, the dynamics of this state and visual control of this dynamics, as well as automatic control of the charge level of the battery by automatically connecting i,.; N off the additional load and battery cell. battery

Дополнительна  нагрузка  вл етс  полезной , так как она улучшаетс  тепловой режим аккумул торов.The additional load is beneficial as it improves the thermal condition of the batteries.

Все это позвол ет стабилизировать заданное состо ние зар женности аккумул тор- ной батареи, обеспечить непрерывность электропитани  основной нагрузки,и, следовательно , повысить надежность работы всей системы источник питани  - аппаратура.All this makes it possible to stabilize a given state of charge of the battery, to ensure the continuity of the power supply of the main load, and, consequently, to increase the reliability of the operation of the entire system — the power source — the apparatus.

2020

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula 00 5five Система питани , содержаща  зар дны: источник, параллельно ему подключенные буферную аккумул торную батарею и основную нагрузку, два пороговых элемента с незави5 симыми уставками уровней срабатывани  с двум  электромагнитными реле, обмотки которых включены кажда  в выходную цепь своего порогового элемента, и дистанционный переключатель с двум  обмотками управлени , причем два одноименных вывода питани  пороговых элементов подключены к одной щине зар дного источника, два других - к неподвижным контактам дистанционного переключател , подвижный контакт которого подключен к другой шине зар дного источника, а обмотки управлени  дистанционного переключател  одними своими выводами через замыкающие контакты соответствующих реле пороговых элементов подключены к одной шине зар дного источника , а другими своими выводами - к дру0 гой его шине, отличающа с  тем, что, с целью повышени  надежности работы системы , в нее введены дополнительна  нагрузка и пороговое устройство, а в цепь аккумул торной батареи включен измерительный резистор , выход которого подключен через фор5 мирователь импульсов к генератору счетных импульсов, второй вход которого подключен к выходу порогового устройства, соединенного с выходом аккумул торной батареи, выход генератора счетных импульсов подключен к сумматору, два выхода которого соответственно подключены к пороговым элементам и индикаторам, а дополнительна  нагрузка подключена параллельно основной нагрузке через контакт дистанционного переключател .The power supply system contains charges: a source, parallel to it a buffer battery connected to the main load, two threshold elements with independent settings of response levels with two electromagnetic relays, windings of which are included each in the output circuit of their threshold element, and a remote switch with two control windings, two of the same power supply terminals of the threshold elements are connected to the same board of the charging source, the other two - to the fixed contacts of the remote switch The moving contact of which is connected to another bus of the charging source, and the control windings of the remote switch, through one of the terminals of the corresponding relay of the threshold elements, are connected to the same bus of the charging source, and its other terminals to its other bus, which that, in order to increase the reliability of the system, an additional load and a threshold device are introduced into it, and a measuring resistor is connected to the battery circuit, the output of which is connected through 5 worlds of pulses to the generator of counting pulses, the second input of which is connected to the output of a threshold device connected to the output of a battery, the output of the generator of counting pulses is connected to an adder, two outputs of which are respectively connected to threshold elements and indicators, and an additional load is connected in parallel to the main load through the contact of the remote switch. фиг.гfig.g