SU1607046A1 - Redundancy d.c. power supply system - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнической промышленности, в частности может быть использовано в системах гарантированного электропитани , где аккумул торные батареи выполн ют функцию аварийных источников питани  на врем  отключени  основного источника. Цель изобретени  - повышение надежности безобрывного электропитани  независимо от продолжительности аварийных отключений. Это обеспечиваетс  за счет согласованной работы тиристорного и релейного ключей при введении в состав системы блока запрета, триггера и интегратора. 1 ил.The invention relates to the electrical industry, in particular, can be used in uninterrupted power supply systems, where the batteries perform the function of emergency power sources for the duration of the shutdown of the main source. The purpose of the invention is to improve the reliability of uninterrupted power supply regardless of the duration of emergency shutdowns. This is ensured by the coordinated operation of the thyristor and relay keys when a prohibition block, a trigger and an integrator are introduced into the system. 1 il.

Description

Изобретение относитс  к электротехни Кб и может быть использовано в системах гарантированного электропитани  аппаратуры , в которых аккумул торные батареи примен ютс  в качестве аварийных источников на врем  пропадани  напр жени  сети .The invention relates to electrical engineering KB and can be used in systems of guaranteed power supply of equipment in which batteries are used as emergency sources for the time of loss of mains voltage.

Целью изобретени   вл етс  повышение надежности безобрывного электропитани .The aim of the invention is to improve the reliability of uninterrupted power supply.

На чертеже приведена структурна  схема системы согласно изобретению.The drawing shows a block diagram of a system according to the invention.

Система резервированного электропитани  посто нным током содержит сетевой преобразователь 1 напр жени , перва  выходна  клемма которого через параллельно соединенные тиристорный ключ 2 и первый замыкающий контакт 3 реле соединена с первой выходной клеммой зар дного устройства 4 и первой клеммой аккумул торной батареи 5. втора  клемма которой соединена с вторыми выходными клеммами зар дного устройства и сетевого преобразовател  1 напр жени , первый усилитель 6, выход которого соединен с входом управлени  тиристорного ключа 2. второй усилитель 7. обмотку 8 реле, -первый вывод которой подключен к первой клемме аккумул торной батареи 5, второй замыкающий контакт 9 реле, элемент ИЛИ 10, первый вход которого соединен с выходом устройства 11 индикации неисправности входной сети, блок 12 запрета, триггер 13 с раздельными входами и интегратор 14. При этом выход устройства 11 индикации неисправности входной сети соединен с сигнальным входом блока 12 запрета и первым входом триггера 13. выход которого подключен к второму входу элемента ИЛИ 10. выход которого через второй усилитель 7 подключен к второму выводу обмотки 8 реле, первый и второй вь1воды второго замыкающего контакта 9 реле соединены соответственно с второй клеммой аккумул торной батареи 5 и входом интегратора 14. выход которого подключен к второму входу триггера 13 иThe DC backup power system contains a mains voltage converter 1, the first output terminal of which through a parallel connected thyristor switch 2 and the first closing contact 3 of the relay is connected to the first output terminal of the charging device 4 and the first terminal of the battery 5. the second terminal of which is connected with the second output terminals of the charger and the mains voltage converter 1, the first amplifier 6, the output of which is connected to the control input of the thyristor switch 2. the second Itel 7. relay coil 8, the first output of which is connected to the first terminal of the battery 5, the second closing contact 9 of the relay, the OR element 10, the first input of which is connected to the output of the input network fault indication device 11, prohibition block 12, trigger 13 separate inputs and an integrator 14. At the same time, the output of the input network fault indication device 11 is connected to the signal input of the prohibition unit 12 and the first input of the trigger 13. whose output is connected to the second input of the element OR 10. whose output is through the second amplifier 7 It is connected to the second terminal of the winding 8 of the relay, the first and second leads of the second closing contact 9 of the relay are connected respectively to the second terminal of the battery 5 and the integrator input 14. the output of which is connected to the second input of the trigger 13 and

слcl

сwith

о о oh oh

OsOs

управл ющему входу блока 12 запрета, выход которого соединен с входом первого усилител  6.the control input of the block 12 prohibition, the output of which is connected to the input of the first amplifier 6.

Система резервированного алектропи- тани  посто нным током работает следую- щим образом.The DC backup system works as follows.

В нормальном режиме работы (при наличии напр жени  сети переменного тока) напр жение на выходе системы равно выходному напр жению сетевого регулируе- мого преобразовател  1 напр жени . При этом на выходе устройства 11 индикации неисправности входной сети отсутствует сигнал неисправности. В результате сигнал неисправности отсутствует на входе перво- го усилител  6, на первом входе элемента ИЛИ 10, а также на первом входе триггера 13, который находитс  в исходном состо нии , Поэтому тиристорный ключ 2 заперт, обмотка 8 реле обесточена, первый 3 и вто- рой 9 замыкающие контакты разомкнуты. Таким образом, при наличии/напр жени  сети переменного тока аккумул торна  батаре  5 отключена от выхода. Зар дное устройство 4 обеспечивает полную зар дку аккумул торной батареи 5 и режим содержани , при котором обеспечиваетс  компенсаци  тока утечки, т.е. сохранение полной емкости аккумул торной батареи.In normal operation (in the presence of AC mains), the voltage at the output of the system is equal to the output voltage of the network regulated voltage converter 1. At the same time at the output of the device 11 indications of a fault in the input network there is no fault signal. As a result, a malfunction signal is absent at the input of the first amplifier 6, at the first input of the element OR 10, and also at the first input of the trigger 13, which is in the initial state. Therefore, the thyristor switch 2 is locked, the winding 8 of the relay is de-energized, the first 3 and second - swarm 9 make contacts open. Thus, in the presence / voltage of the AC mains, the battery 5 is disconnected from the output. Charger 4 provides a full charge of the battery 5 and the maintenance mode, in which the leakage current is compensated, i.e. Maintain full battery capacity.

При пропадании напр жени  сети пе- ременного тока на выходе устройства 14 индикации неисправности входной сети по вл етс  сигнал неисправности, например, в виде логического уровн , который поступает через нормально отпертый блок 12 за- прета на вход первого усилител  6, через элемент ИЛИ 10- на вход второго усилител  7 и непосредственно на первый вход триггера 13. Первый усилитель 6 усиливает сигнал неисправности (логический уровень) по мощности и по уровню до величины, необходимой дл  отпирани  тиристорного ключа 2. Тиристорный ключ 2 отпираетс , осуществл етс  быстродействующее без перерыва .выходного напр жени  подключение аккумул торной батареи 5 к выходным клеммам системы. Триггер 13 под действием сигнала неисправности, поступающего на его первый вход, измен ет свое состо ние на обратное. Выходной сигнал тригге- ра 13 так же, как и сигнал неисправности, через элемент ИЛИ 10 поступает на вход второго усилител  7. Второй усилитель 7 усиливает выходной сигнал элемента ИЛИ 10 по мощности и по уровню до величины, необходимой дл  питани  обмотки 8 реле. При протекании тока через обмотку 8 реле контакты 3 и 9 замыкаютс . При этом тиристорный ключ 2 шунтируетс  замкнутым контактом 3 реле, в результате исключаетс When the AC mains voltage fails, a malfunction signal appears at the output of the malfunction indication device 14 of the input mains, for example, in the form of a logic level, which is fed through the normally unlocked block 12 to the input of the first amplifier 6, through the element OR 10 - to the input of the second amplifier 7 and directly to the first input of the trigger 13. The first amplifier 6 amplifies the malfunction signal (logic level) in terms of power and level up to the value necessary for unlocking the thyristor switch 2. Thyristor switch 2 unlocking The tc is a fast-acting, without interruption. the output voltage of the connection of the battery 5 to the output terminals of the system. The trigger 13 under the action of a fault signal arriving at its first input changes its state to the opposite. The output signal of the trigger 13, as well as the fault signal, through the OR 10 element is fed to the input of the second amplifier 7. The second amplifier 7 amplifies the output signal of the OR 10 element in terms of power and level to the value needed to power the winding 8 of the relay. When current flows through the winding 8 of the relay, contacts 3 and 9 are closed. In this case, the thyristor switch 2 is shunted by the closed contact 3 of the relay, as a result,

падение напр жени  между аккумул торной батареей 5 и выходными клеммами системы и обеспечиваетс  запирание тиристорного ключа 2. При переходе контакта 9 из разомкнутого состо ни  в замкнутое имеет место механический дребезг контакта . Дл  исключени  воздействи  переходного процесса контакта 9 на второй вход триггера 13 и управл ющий вход блока 12 запрета служит интегратор 14, на выходе которого во врем  дребезга контакта 9 напр жение еще отсутствует. Напр жение с замкнутого контакта 9 через интегратор 14 поступает одновременно на второй вход триггера 13 и на управл ющий вход блока 12 запрета. Блок 12 запрета запираетс . При этом, если на входе блока 12 запрета продолжает иметь место сигнал неисправности входной сети, сигнал управлени  включением тиристорного ключа 2 будет сн т. Триггер 13 устанавливаетс  в исходное состо ние. При этом на его выходе исчезает напр жение, которое через элемент ИЛИ 10 и второй усилитель 7 задавало ток в обмотке 8 реле. Если на выходе устройства 11 индикации неисправности входной сети продолжает присутствовать сигнал неисправности , то ток через обмотку 8 реле продолжает поддерживатьс  сигналом неисправности и аккумул торна  батаре  остаетс  подключенной к выходу системы через замкнутый контакт 3 реле.the voltage drops between the battery 5 and the output terminals of the system and the thyristor switch 2 is locked. When contact 9 goes from an open to a closed state, a mechanical contact bounce takes place. To eliminate the effect of the transition process of the contact 9 to the second input of the trigger 13 and the control input of the prohibition unit 12 serves as an integrator 14, the output of which is during the bounce of the contact 9 is no voltage. The voltage from the closed contact 9 through the integrator 14 is supplied simultaneously to the second input of the trigger 13 and to the control input of the prohibition unit 12. Block 12 of the ban is locked. In this case, if the input network fault signal continues to occur at the input of the prohibition unit 12, the turn-on control signal of the thyristor switch 2 will be cleared. The trigger 13 is reset. In this case, the voltage disappears at its output, which through the element OR 10 and the second amplifier 7 set the current in the winding 8 of the relay. If the output of the input network fault indication device 11 continues to be a malfunction signal, then the current through the coil 8 of the relay continues to be maintained by the malfunction signal and the battery remains connected to the system output through the closed contact 3 of the relay.

При восстановлении напр жени  сети ток в нагрузку (на выход системы) начинает поступать от сетевого преобразовател  1 напр жени . Одновременно на выходе устройства 11 индикации неисправности входной сети пропадает сигнал неисправности. При этом на входе второго усилител  7 напр жение также пропадает и обмотка 8 реле обесточиваетс . Через врем , равное времени возврата реле, контакты 3 и 9 размыкаютс . При этом аккумул торна  батаре  5 отключаетс  от выходных клемм системы и остаетс  соединенной только с зар дным устройством 4, которое обеспечивает доза- р дку аккумул торной батареи 5.When the mains voltage is restored, the current to the load (at the system output) begins to flow from the mains voltage converter 1. At the same time at the output of the device 11 indication of the input network failure, the malfunction signal disappears. At the same time, at the input of the second amplifier 7, the voltage also disappears and the coil 8 of the relay is de-energized. After a time equal to the return time of the relay, pins 3 and 9 open. In this case, the battery 5 is disconnected from the output terminals of the system and remains connected only to the charging device 4, which ensures the charging of the battery 5.

Если пропадание напр жени  сети будет кратковременным (на врем , меньшее времени включени  реле), то при наличии кратковременного сигнала неисправности сети тиристорный ключ 2 переключаетс  в замкнутое состо ние. Таким образом обеспечиваетс  безобрывное электропитание нагрузки от аккумул торной батареи 5. Одновременно с этим кратковременный сигнал неисправности сети поступает на первый вход триггера 13 и переключает его в состо ние, обеспечивающее протекание тока через обмотку 8 реле. Хот  сигнал неIf the loss of the mains voltage is short-lived (for a time shorter than the relay turn-on time), then in the presence of a short-time network fault signal, the thyristor key 2 switches to the closed state. Thus, uninterrupted power supply from the battery 5 is provided. Simultaneously, the short-time network fault signal arrives at the first input of the trigger 13 and switches it to a state that allows current to flow through the winding 8 of the relay. Although no signal

исправности кратковременный, меньше времени включени  реле, однако под действием выходного напр жени  триггера 13 ток через обмотку 8 реле протекает до тех пор, пока на второй вход триггера 13 не поступит сигнал с выхода интегратора 14, свидетельствующий о том, что тиристорный ключ шунтирован замкнутым контактом 3 реле и, следовательно, заперт. Только при поступлении такого сигнала на второй вход триггера 13, устанавливающего его в исходное состо ние, прекращаетс  ток через обмотку в реле.short-term operability, less than the relay activation time, however, under the action of the output voltage of the trigger 13, the current through the winding 8 of the relay flows until the second input of the trigger 13 does not receive a signal from the output of the integrator 14, indicating that the thyristor key is bypassed with a closed contact 3 relays and therefore locked. Only when such a signal arrives at the second input of the trigger 13, which sets it to its original state, does the current through the winding in the relay stop.

Таким образом, в системе согласно изобретению обеспечиваетс  одинаковый алго- ритм работы при пропадании напр жени  сети на врем , меньшее или большее времени включени  реле,Thus, in the system according to the invention, the same operation algorithm is provided when the mains voltage is lost for a time shorter or longer than the switching time of the relay

При возникновении очередного пропадани  напр жени  сети к выходным клем- мам предлагаемой системы подключаетс  каждый раз полностью зар женна  аккумул торна , батаре  5, котора  обеспечивает электропитание нагрузки на максимальное врем In the event of the next failure of the mains voltage, a fully charged battery is connected to the output terminals of the proposed system, the battery 5, which provides the load for the maximum time

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Система резервированного электропитани  посто нным током, содержаща  сете- вой преобразователь напр жени , перва  выходна  клемма которого через параллельно соединенные тиристорный ключ иA DC backup power system containing a network voltage converter, the first output terminal of which is connected through a thyristor switch connected in parallel and 10ten 5 five 15 15 20 20 5five 0 0 первый замыкающий контакт реле соединены с первой выходной клеммой зар дного устройства и первой клеммой аккумул торной батареи, втора  клемма которой соединена с вторыми выходными клеммами зар дного устройства и сетевого преобразовател  напр жени , первый усилитель, выход которого соединен с входом управлени  тиристорного-ключа, второй усилитель, обмотку реле, первый вывод которой подключен к первой клемме аккумул торной батареи , второй замыкающий контакт реле, элемент ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом устройства индикации неисправности входной сети, отличающа - с   тем, что, с целью повышени  надежности безобрывного электропитани , введены блок запрета, триггер с раздельными входами и интегратор, при этом выход устройства индикации неисправности входной сети соединен с сигнальным входом блока запрета и с первым входом триггера, который выходом подключен к вторбму входу элемента ИЛИ, выход которого через второй усилитель подключен к второму выводу обмотки реле, первый и второй выводы второго замыкающего контакта реле соединены соответственно с второй клеммой аккумул торной батареи и входом интегратора, который выходом подключен к второму входу триггера и управл ющему входу блока запрета , выход которого соединен с входом первого усилител .The first closing contact of the relay is connected to the first output terminal of the charger and the first terminal of the battery, the second terminal of which is connected to the second output terminals of the charger and the mains voltage converter, the first amplifier whose output is connected to the control input of the thyristor-key, the second amplifier, relay coil, the first output of which is connected to the first terminal of the battery, second closing contact of the relay, OR element, the first input of which is connected to the output of the device ind Fault input network, characterized in that, in order to improve the reliability of uninterrupted power supply, a prohibition block, a trigger with separate inputs and an integrator are introduced, and the output of the input network fault indication device is connected to the signal input of the prohibition block and to the first trigger input, which output is connected to the input of the element OR, whose output through the second amplifier is connected to the second output of the relay coil, the first and second outputs of the second relay contact are connected respectively to Torah battery terminal and the input of the integrator, whose output is connected to the second input and the trigger control input prohibition unit, whose output is connected to the input of the first amplifier.