Автономный источник питания шахтной аппаратуры

ЕСНИ 1254177 1 Р 17/04 Н 02 3 7/ОО ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Научно-производственноеи нение но созданию и выпуску в автоматизации горных машин А гормаш(56) Аппаратура и средства шахтной связи. Обзор. Механизация и автоматизация производственных процессов. И.: ЦНИЭИУголь, 1971, с. 40-42.Авторское свидетельство СССР В 1003246, кл. Н 02 7 7/00, 1981. (54)(57) АВТОНОМНЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАН ШАХТНОЙ АППАРАТУРЫ, содержащий аккумуляторную батарею, подключенную отрицательным выводом к отрицательной шине источника постоянного напряжения, а положительным выводом через ограничительный резистор и ключевой элемент к положительной ши источника напряжения, исполнителы ключевой элемент, счетчик импульсов выход которого соединен с входом элемента ИЛИ-НЕ, выход которого под ключен к управляющему входу исполни тельного ключевого элемента, и блок защиты от глубокого разряда, соединенный с аккумуляторной батарей, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности в рабо . те, он снабжен вторыми аккумуляторной батареей, ключевым элементом, исполнительным ключевым элементом, ограничительным резистором, счетчиком импульсов и элементом ИЛИ-НЕ, а также эмиттерным повторителем, так объед средст втомат ков, вхравляющими ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ товым генератором, двумя элементами И и двумя развязывающими диодами, а блок защиты от глубокого разряда состоит из узла опорного напряжения и двух компараторов, причем вторая аккумуляторная батарея отрицательным выводом соединена с одноименной шиной источника напряжения, а положительным выводом через вторые ключевой элемент и ограничительный резистор - с положительной шиной источн.- ка напряжения, оба диода анодами подключены соответственно к положительным выводам аккумуляторных батарей, а их катоды соединены вместе и подключены к входу узла опорного Ия напряжения и полозятельным выводампитания логических элементов И и КЛИНЕ, генератор тактовых импульсов подключен к положительной и отрицательной шинам источника напряжения, а выход генератора соединен с входами элементов И, другие входы которыхне соединены с инверсными выходами счетцдй чи одами элементов ИЛИ-НЕ иуп входами ключевых элементов, выход каждого элемента ИЛИНЕ подключен к второму входу другого элемента КПИ-НЕ и к управляк им ,входам исполнительных ключевых элементов, выход узла опорного напряжения соединен с одноименными входами3компараторов,другой входкаждого из которых соединен с соответствующей аккумуляторной батареей, выходы компараторов соединены с входами установки нуля счетчиков импульсов, вы,ходы элементов И подключены к информационньв входам счетчик импульсов, положительный вывод кажд аккумуля торной батареи через соответ-,ствующий исполнительный ключевойэлемент соединен с базой транзистораэмиттерного повторителя, эмиттер которого подключен к одному из выводов 177нагрузки, другой вывод которой соединен с отрицательной шиной источниканапряжения,а коллектор транзистора эмиттерного повторителя соединен с по-, ложительной шинойисточника напряженияИзобретение относится к горной электротехнике и автоматике и может быть применено для электропитания аппаратуры забойной автоматики, а также в других областях, где необходимо использовать аккумуляторные батареи для питания нагрузки при временном отсутствии напряжения питающей сети.Цель изобретения - повьпиение надежности в работе.На чертеже изображена функциональ ная схема устройства.Устройство питается от источника постоянного напряжения и состоит из генератора 1 тактовых импульсов, ключевых элементов 2 и 3, исполнительных ключевых элементов 4 и 5, ог" раничительных резисторов 6 и 7, эмиттерного повторителя 8, диодов 9 и 10, устройства 11 защиты от глубокого разряда, нагрузки 12, аккумуляторных батарей 13 и 14, устройства 15 управления, состоящего из двух логических элементов И 16 и 17, счетчиков 18 и 19 импульсов и двух логических элементов ИЛИ-НЕ 20 и 21. Устройство 11 защиты от глубокого разряда состоит из узла 22 опорного напряжения и компараторов 23 и 24, Змиттерный повторитель 8 содержит транзистор 25 и резистор 26.Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии аккумуляторные батареи 13 и 14 заряжены, счетчики 18 и 19 импульсов заполнены. Напряжение питания на устройство 15 управления поступает с аккумуляторных батарей 13 и 14 через диоды 9 и 10. Так как счетчики 18 и 19 импульсов заполнены, то на их инверсном выходе присутствует сигнал логического нуля, который с выхода счетчика 18 импульсов поступает на один из входов логического элемента И 16 и на управляющий вход ключевого элемента 2, который закрыт этим сигналом, а импульсы с генератора 1 импульсов не поступают через логический элемент И 16 на вход счетчика 18 импульсов.Таким же образом сигнал логического нуля с инверсного выхода счетчика 1910,импульсов подступает на вход ключевого элемента 3 (он закрыт) и не входлогического элемента И 17, на второйвход которого поступает сигнал сгенератора 1 тактовых импульсов, Наинформационном входе счетчика 19 . импульсов импульсы отсутствуют, Сигнал логического нуля с выхода счетчика 18 импульсов также поступает на вход логического элемента ИЛИ-НЕ 20,а с выхода счетчика 19 импульсов на вход логического элемента БЛИНЕ 21. Элементы 20 и 21 образуют триггер, причем при наличии на его входах единичных сигналов на выходах существуют сигналы логического нуля. В описываемом состоянии на входы элементов ИЛИ-НЕ 20 и 21 поступают со счетчиков сигналы логического нуля, следовательно, на выходе одного иэ элементов ИЛИ-НЕ 20 и 21 должен присутствовать сигнал логической единицы. Допустим, что на выходе ло-. гического элемента ИЛИ-НЕ 20 присутствует сигнал логической единицы, а на выходе элемента ИЛИ-НЕ 21 - логического нуля, Следовательно, выходной сигнал с элемента ИЛИ-НЕ 20 вклю" чает испспнительный ключевой элемент 4.Напряжение с аккумуляторной батареи 13 поступает через исполнительный ключевой элемент 4 на базу тран зистора 25 эмиттерного повторителя 8, При наличии напряжения 0ток3 12541 потребляемый от аккумуляторной батареи, равен ак фф5где ф - коэФфициент усиления транзистора 25 по току,1 . - ток нагрузки.НТок, протекающий через резистор 26,можно не учитывать, так как сопротив"Юление данного резистора выбираетсяна порядок выпе входного сопротивления транзистора в данной схеме включения. Следовательно, при наличиинапряжения питания потребляемый нагрузкой ток от аккумуляторной батареинезначителен, так как р в современныхтранзисторах может достигать величины 100-1000При отсутствии 0 токв нагрузку 12 поступает через базоэмиттерный переход транзистора 25 отаккумуляторной батареи 13, следовательно, 1 = 1нНапряжение на аккумуляторной бата рее 13 контролируется компаратором 23, на второй вход которого поступаетсигнал узла 22 опорного напряжения.Когда уровень напряжения на аккумуляторной батарее 13 станет виже допусти"30 мого уровня разряда, на выходе компаратора 23 появляется сигнал уровня логической единицы, поступающий на вход установки нуля счетчика 18 импульсов. После сброса на инверсном выходе счетчика 18 импульсов появляется сигнал логической единицы, который включает ключевой элемент 2 и поступает на входы логических элемен:тов И 16 и ИЛИ-НЕ 20. Триггер. на эле р ментах 20 и 21 переключается. Сигнал логической единицы появляется на выхо 77де элемента ИЛИ-НЕ 21 и поступает на вход исполнительного ключевого элемента 5, а на выходе элемента БЛИНЕ 20 исчезает. Исполнительный ключевой элемент 4 отключается, а исполнительный элемент 5 включается. Аккумуляторная батарея 13 заряжается через резистор 6 стабильным током, равным номинальному току заряда аккумулятора, Одновременно импульсы с генератора 1, тактовых импульсов через логический элемент И 16 чоступают на информационный вход счетчика 18 импульсов. Импульсы счета отсутствуют, когда нет напряжения питания, следовательно, отсутствует ток заряда аккумуляторной батареи 13, Длительность заряда номинальным током определяется частотой генератора и разрядностью счетчика и равна поспортному значению в зависимости от типа аккумуляторов.После заряда аккумуляторной батареи 13 происходит отключениеее цепи заряда и она подключается к нагрузке только при разряде аккумуляторной батареи 14, которая подключается к зарядной цепи. При длительном отсутствии напряжения питания аккумуляторные батареи 13 и 14 могут оказаться разряженными, тогда сигналы логической единицы с выходов счетчиков 18 и 19 импульсов поступают одновременно на логические элементы ИЛИ-НЕ 20 и 21, следовательно, на входе этих элементов сигналы логической единицы отсутствуют и исполнительные ключевые элементы 4 и 5 не подключают аккумуляторные батареи к нагрузке,. и только после того, как одна из них зарядится (один из счетчиков импульсов заполнится), она будет подключена к разрядной цепи.-Редактор Е.Копча Тираж 436 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раущская наб д. 4/5.