Устройство для переключения электропитания

Союз Советских Социалистических РеспубликОП ИСАНИЕ зв 17 зеИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 20,03.75 (21) 2114568/07с присоединением заявки М, Кл,еН 02 Г 9/О асударстеенный намит Советв Министров ССС па делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретенияИ. Бейзман и Ю уздев 1) Заявит ЭЛЕКТРОПИТАНИ ДЛЯ ПЕРЕКЛЮЧ ТРО и на лючесостояктровом р щий и магии ключе мы как очнияжения пере ри ото испи ентов в таки ключ ен узлов основного источилк недопустимому искажего напряжения, а не к учезновению этого напряж тания приво тс ормы выходнс. шению или исднако налиованного авточи ен дно ния. О или зир чие дополнительного ст Изобретение относится к электротехник в частности к схемам аварийного или резервного энергоснабжения, и может быть исползовано для автоматического переключечия резервированных источников переменного ока,например статических преобразователей, сосновного канала на резервный при отказеосновного канала,Известные устройства для автоматического переключения электропитания потребителя 10на резервный источник питания содержат датчик напряжения, реагируюший на неисправность основного источника тока и выполнентранзисторах, работающих в к жиме, и исполнительный орган, ключевого транзистора или эле ного реле, и осуществляющего ие потребителя с основного ист ания на резервный Датчик напр х устройствах выдает сигнал на ие в исполнительный орган только ии выходного напряжения основног а или уменьшении среднего значения вью напряжения ниже заданного значения 111иболее близким к данному изобретению является устройство для переключения электропитания, содержащее исполнительное реле и датчик напряжения, выполненный на основе транзисторного ключевого элемента, на вхс- де которого последовательно-встречно включены два выпрямительных моста, один из которых подключен ко вторичной обмотке трансформатора, включенного в основную сеть, а другой - к выходу дополнительного автогенератора стабилизированного напряжения, вход которого подключен к другой вторичной обмотке трансформатора 21.В этом устройстве датчик напряжения срабатывает как при уменьшении среднего значения напряжения основной сети ниже заданного значения, так и при определенной степени искажения формы этого напрякения. Последнее является достоинством схе сравнению с другими схемами,ень часто отказы отдельных элетогенератора существенно усложняет схемудатчика напряжения, что обуславливает снижение надежности устройства и ограничиваетвозможность его применения в составе специальных автономных источников электропитания.Цель изобретения - повышение надежности устройства путем упрощения схемы датчика напряжения при сохранении его свойств:срабатывании как при уменьшении среднего щзначения выходного напряжения источникапеременного тока до заданного значения,таки при искажении его формы.Это достигается тем, что датчик напряжения, выполненный на базе ключевого элемента, состоящего из транзистора, мостового выпрямителя, подключенного через понижающий трансформатор к источнику переменного тока, и резисторного делителя, дополнительно снабжен стабилитронном причем к 20выходу мостового выпрямителя через резисторный делитель и стабилитрон подключенабазовая цепь транзистора, в коллекторнуюцепь которого включена обмотка исполнительного реле, защунтированная дополнительным 26конденсатором.На фиг, 1 изображена электрическая схема предложенного устройства; на фиг, 2 форма выпрямленного напряжения основногоканала, которое подается на вход ключевого 30элемента; на фиг. 3 - принцип работы усчройства для переключения электропитанияпри наличии искажения формы кривой выходного напряжения.Пунктиром. на фиг. 2 и 3 обозначен уро- ВЭвень срабатывания ключевого элемента, а чеРезГоткр обозначено вРемЯ, в течение которого открыт транзистор ключевого элементаи через обмотку реле протекает ток,Устройство для переключения электропитания содержит исполнительное реле 1, обмотка которого зашунтирована конденсатором 2 и которое управляется ключевымэлементом 3, состоящим из транзистора 4со стабилитроном 5 и резистором 6 45в цепи базы. Напряжение на резистор 6 поступает через резистор 7 от мостового выпрямителя 8, вход которого черезпонижающий трансформатор 9 подключен кВЫХОду СтатИЧЕСКОГО ПрЕООраЗОВатЕЛя 10, 50имеющего основной 11 и резервный 12 каналы, Первичная обмотка трансформатора 9подключена к выходу основного канала 11,источник постоянного тока 13 и нагрузка14 подключены к Основному и резервному Мканалам через контакты 1 5 реле 1,Устройство работает следующим Образом,Предположим, что выходное напряжениестатическогО преобразователя 10 имеет прямоугольную форму. В этом случае к резис 551759тору 6 будет приложена часть выпрямленнэго напряжения, имеющая формуизображеннуюна фиг, 2, причем это напряжение являетсязапирающим для транзистора 4 и противопложным по знаку по отношению к напряжениюна стабилитроне 5, Как видно из фиг. 2 выпрямленное напряжение имеет провалы, сщзанные с конечной длительностью фронтов вьходного йапряжения преобразователя, Приуменьшении мгновенного значения выпрямленного напряжения во время провалов доуровня срабатывания ключевого элемента,определяемого суммой напряжений на стбилитроне 5 и переходе эмиттер - база транзистора 4, последний будет открываться навремя С, и конденсатор 2 будет подзаряжаться импульсами длительностьюГ иоткрчастотой повторения, равной частоте пульсаций выпрямленного напряжения, Так как величинаГО.составляет единицы микросекунд,а ток заряда конденсатора 2 ограничен током базы транзистора 4, остаточное наприжение на конденсаторе 2 при соответствующем выборе величины его емкости в несколько раз меньше напряжения срабатывания реле1. В случае появления неисправносж в основном канале 11, приводящей к искажениюформы выходного напряжения (см. фиг,3),увеличивается длительностьГот , скважность импульсов тока коллектора транзистс- ра 4 при этом уменьшается, а напряжение наконденсаторе 2 увеличивается, При определенной степени искажения формы выходногонапряжения статического преобразователя напряжение на конденсаторе 2 достигает величины напряжения срабатывания реле 1, Релесрабатывает и своими контактами отключаетнагрузку 14 и источник постоянного тока13 от основного канала 11 и подключаетих к резервному каналу 12. Если амплитуда выходного напряжения основного канала11 по каким-либо причинам уменьшится довеличины порога срабатывания или выходноенапряжение будет отсутствовать, транзистор4 будет открыт постоянно, реле 1 сработает и переведет преобразователь 10 на резервный канал,Описанное устройство можно применятьтакже в трехфазных резервированных источниках переменного тока, имеющих форму ступенчатой синусоиды (биполярные импульсыс углом отсечки 60 ) и для сети с синусооидальной формой напряжения. В первом случаенапряжение необходимо выпрямить трехфаэным однополупериодным выпрямителем, приэтом форма выпрямленного напряжения, поступающего на вход ключевого элемента, аналогична форме, изображенной на фиг. 2. Вовтором случае величина е р даже при отсутствии искажений формй достаточно велика5517 иг.1 НИИПИ Заказ 134/31 Тираж 902 Подписи илиал ППП фПатентф, г. Ужгород, ул, Проектна и параллельно входу эмиттер - база транзистора необходимо подключить конденсатор такой величины, чтобы уменьшить величину до необходимого значения, Например, для синусоидального напряжения сети частотой 50 Гц 5 достаточно подключить к переходу эмиттер - база конденсатор емкостью 1-2 мкф, при этом быстродействие переключающего устройства практически не ухудшается.Ф ормула изобретения щ Устройство для переключения электропитания потребителя с основного канала источника переменного тока (например статического преобразователя) на резервный, содержащее исполнительное реле и датчик напря- ц жения на основе ключевого элемента, состоящего изтранзистора, мостового выпрямителя, подключенного через понижающий транс 596форматор к источнику переменного тока, ирезисторного делителя, о т л и ч а .ю щ е -е с я тем, что, с целью повышения надежности устройства путем его упрощения, датчик напряжения дополнительно снабжен стабилитроном, причем к выходу мостового выпрямителя через резисторный делитель истабилитрон подключена базовая цепь транзистора, в коллекторную цепь которого включена обмотка исполнительного реле, зашунтированная конденсатором.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Обмен опытом в радиопромышленности,вып, 6, М., 1974, стр. 58-60.2, Авторское свидетельство СССР353317, М. Кл, Н 02 Э 9/06,25,10.72 (прототип).