Устройство бесперебойного электропитания

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз. СоветскихСоциалистическихРеспублик н 907698(22) Заявлено 090680 (21) 2937536/24-07с присоединением заявки Мо(23) ПриоритетОпубликовано 230282. Бюллетень МоДата опубликования описания 23 т 02 . 82 . с 11 М К з Н 02 Т 7/34 Н 02 Х 9/00 Государственный комитет СССР по лелам изобретений и открытий(54) УСТРОЙСТВО БЕСПЕРЕБОЙНОГО ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ Изобретение относится к электротехнике и может быть применено для электропитания различной радиоэлектронной аппаратуры, для которой важна непрерывность работы.Известны устройства резервированного электропитания потребителей, содержащие основной источник питания постоянного напряжения, например,выпрямитель, резервный источник, например, аккумуляторную батарею,а также блок заряда аккумулятора, которые обеспечивают бесперебойную подачу напряжения к нагрузке при пропадании или снижении величины напряжения основного источника ниже допустимого уровня и автоматический заряд батареи при появлении напряжения основного источника.Известно устройство, состоящее иэ источника постоянного напряжения, в качестве которого используется понижающий тиристорный преобразователь напряжения постоянного тока с широтно-импульсной модуляцией, резервного источника, в качестве которого используется аккумуляторная батарея зарядного блока, включенного в цепь заряда аккумуляторной батареи, кототорая также представляет собой широтно-импульсный преобразователь напряжения, на входе и выходе которогостоят сглаживающие дроссели, трехблок-контактов, включенных соответственно между источником постоянного напряжения и нагрузкой, источником постоянного напряжения и зарядным блоком, между аккумуляторной ба тареей и нагрузкой, а также ключа,обеспечивающего подключение к первичной сети источника постоянного напряжения. Зарядный блок может работать как в режиме стабилизации напряжения, так и тока 11).Однако в устройстве не обеспечивается беэобрывное переключение нагрузки на работу от аккумуляторнойбатареи при размыкании ключа, не обеспечивается бесперебойность питанияпри снижении сетевого напряжения,так как блок-контакты на это явлениене реагируют, при эксплуатации акку,муляторной батареи в случае переэаряда и перераэряда будет происходитьгазовыделения, что снижает надежностьее работы, требует размещения ее вспециальном помещении.Наиболее близким к предлагаемомуявляется устройство, состоящее иэ ЗО источника постоянного напряжения,вкачестве которого используется выпрямитель с фильтром, резервного источника, которым является аккумуляторная батарея, блока заряда аккумуляторной батареи, представляющего собой вольтодобавочный регулятор напряжения, стабилизатора напряжения, регулирующий транзистор которого включен между аккумуляторной батареей и нагрузкой, подключенной к выходу источника постоянного напряжения, сигнализатора разряда, входная цепь которого подключена к стабилизатору напряжения, и блока контроля эа понижением напряжения аккумуляторной батареи, входом подключенного к ней через исполнительный контакт сигна- лизатора разряда, а выходом включенного параллельно регулирующему. транзистору стабилизатора напряжения 23.Однако заряд аккумуляторной батареи при постоянном напряженки приводит к тому, что в начальный период возникают весьма значительные зарядные токи, на которые должны быть рассчитанны источник постоянного напряжения к блок заряда аккумуляторной батареи. Кроме того, при этом возникает бурное гаэовыделение в аккумуляторной батарее, что требует установки ее в специальном, хорошо нентилируемом помещении, и приводит к снижению надежности ее работы.Аналогичное явление происходит и при перераэряде аккумуляторной батареи, который в рассматриваемом устройстве неизбежен, так как в нем не предусмотрено ее отключение от нагрузки.Цель изобретения - повышение надежности устройства бесперебойного электропитания эа счет исключения газовыделения аккумуляторной батареи в процессе ее эксплуатации,Поставленная цель достигается тем, что в устройство бесперебойного электропитания, содержащее источник постоянного напряжения в ниде выпрямителя, резервный источник, в качестве которого используется аккумуляторная батарея, блок заряда аккумуляторной батареи, стабилизатор напряжения, регулирующий транзисторкоторого включен между аккумуляторнойбатареей и нагрузкой, подключенной к выходу источника постоянного напряжения, и блок контроля разряда аккумуляторной батареи, дополнительно введены блок контроля наличия напряжения источника постоянного нанапряжения, вход которого соединен с выходом последнего, блок контроля заряда аккумуляторной батареи, вход которого соединен с аккумуляторной батареей, блок коммутации, например поляризованное реле, входы которого подсоединены соответственно к выходам блока контроля наличия напряжения источника постоянного напряжнк-.и блока контроля заряда, а такжепоследонательно соединенные токозадающие резисторы подзаряда и зардца 5и развязывающий диод другой выводкоторого подсоединен к аккумуляторной батарее, причем блок зарядааккумуляторной батареи выполнен в виде зарядно-подзарядного стабилизатора тока, выход которого сов динвн с ныводом токозадающего резистора подзаряда, вход обратной свяэис точкой соединения токозадающегорезистора заряда и развязынающегодиода, выходы блока коммутации - па 15 раллельно токозадающему резистору подзаряда, а блок контроля разряда аккумуляторной батареи входом подключен к аккумуляторной батарее, а выходом - к управляющему входу стабилизатора напряжения.На чертеже приведена схема предлагаемого устройства.Устройство содержит источник 1 постоянного напряжения н виде выпрямителя, резервный источник, в качестве которого используется аккумуляторная батарея 2, блок 3 заряда аккумуляторной батареи 2, стабилизатор 4напряжения, регулирующий транзистор5 которого включен между аккумуляторной батареей 2 и нагрузкой б, подключенной к выходу источника постоянного найряжения 1, блок 7 контроля разряда аккумуляторной батареи2, блок 8 контроля наличия напряже ния источника постоянног напряжения1, вход которого соединен с выходомпоследнего, блок 9 контроля зарядааккумуляторной батареи 2, вход которого соединен с аккумуляторной бата О реей 2, блок 10 коммутации, входыкоторого подсоединены соответственно к выходам блока 8 контроля наличия напряжения источника постоянногонапряжения 1 и блока 9 контроля эа ряда, последовательно соединенныетокозадающие резисторы подзаряда 11,заряда 12 и развязынающий диод 13,другой вывод которого подсоединен каккумуляторной батарее 2, причем 5 О блок 3 заряда выполнен н виде зарядно - подзарядного стабилизатора тока, выход которого соединен с выводом токоэадающего резистора подзаряда11, вход обратной связи с точкой соединения токоэадающего резистора заряда 12 и раэвязывающего диода 13,выходы блока коммутации 10 - параллельно. токозадающему резистору подзаряда 11, а блок 7 контроля разрядавходом подключен каккумуляторнойбатарее 2, а выходом - к управляющему входу стабилизатора 4 напояжения.Устройство бесперебойного электро,питания работает следующим образом.При подаче напряжения первичной 65 сети на ныходе источника 1 постоянного напряжения появляется напряжение, минимально допустимое значение которого несколько выше выходного напряжения стабилизатора 4. В связи с этим транзистор 5 стабилизатора 4 заперт, и питание нагрузки е осуществляется от источника 1 постоянного напряжения. Появление напряжения на выходе последнего Фиксируется блоком 8 контроля наличия напряжения, кото- рый выдает команду на блок 10 коммутации. Последний шунтирует токозадающий резистор 11 подзаряда, в результате чего блок 3 заряда переходит в режим работы, при котором в аккумуляторную батарею 2 через разделительный диод 13 поступает ток 15 заряда, величина которого определя ется номиналом резистора 12 и является постоянной в течение всего времени заряда, что гарантирует отсутствие газовыделения иэ аккумулятор- Щ ной батареи и повышает надежность ее работы. По мере заряда напряжения на аккумуляторной батарее 2 возрастает и, когда оно достигает максимально допустимой для нее величины, блок 9 контроля заряда выдает на блок 10 коммутации команду, по которой он Расшунтирует токозадающий резистор 11 подзаряда. Зарядный блок 3 пере.ходит в режим работы подэаряда акку муляторной батареи 2, величина же подэарядного тока определяется суммой резисторов 11 и 12 и выбирается, . исходя из величины тока самораэряда аккумуляторной батареи в заданных условиях эксплуатации. Режим подэаряда обеспечивает поддержание аккумуляторной батареи 2 вполностью заряженном состоянии,При пропадании напряжения на выходе источника 1 постоянного напряжения или снижения его величины нижедопустимого уровня отпирается транзистор 5 стабилизатора 4 напряжения,,и питание нагрузки 6 осуществляется от аккумуляторной батареи 2. Придостижении напряжения на аккумуляторной батарее 2 минимально допустимойдля нее величины, блок 7 контроляразряда выдает команду на упраВляющий вход стабилизатора 4 напряжения.В результате транзистор 5 запираетсяи отключает нагрузку от аккумулятор,ной батареи 2, что исключает ее переразряд, а соответственно газовыделение и снижение надежности или да",же выход иэ строя, например, для герметичных никель кадмиевых батарей.Раэвязывающий диод 13 предотвращает разряд аккумуляторной батареина выходные цепи блока 3 заряда при 60пропадании напряжения его питания.При этом, для работы устройства безразлично, питается ли зарядный блок,от той же сети, что и источник 1 постоянного напряжения, или от другой. 45 Режим заряда аккумуляторной батареи предлагаемого устройства постоянным током позволяет повысить надежность ее работы эа счет исключения газовыделения в процессе заряда что особенно важно для герметичных батарей, для которых режим заряда постоянным током является единственно возможным; отсутствие газовыделения позволяет отказаться от использования специальных помещений; контроль напряжения по минимуму и отключение батареи от нагрузки при ее перераэряде также позволяет повысить надежность ее работы за счет исключения газовыделения при перераэряде режим заряда при постоянном токе позволяет избежать больших зарядных токов на начальных стадиях заряда,и, тем самым, снизить мощность зарядного устройства.Обеспечение режима подзаряда аккумуляторной батареи малыми токами ,позволяет компенсировать саморазряд и поддерживает ее в полностью заряженном состоянии заданное время.Формула изобретения Устройство бесперебойного электропитания, содержащее источник постоянного напряжения в виде выпрямителя, резервный источник, в качестве которого используется аккумуляторная батарея, блок заряда аккумуляторной батареи, стабилизатор напряжения, регулирующий транзистор которого включен между аккумуляторной батареей и нагрузкой, подключенной к выходу источника постоянного напряжения, и блок контроля разряда аккумуляторной батареио т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения нанадежности устройства эа счет исключения газовыделения аккумуляторной батареи в процессе ее эксплуатации, в него введены блок контроля наличия напряжения источника постоянного напряжения, вход которого соединен с выходом последнего, олок контроля заряда аккумуляторной батареи, вход которого соединен с аккумуляторной батареей, блок коммутации, например поляризованное реле, входы которого подсоединены соответственно к выходам блока контроля наличия напряжения источника постоянного напряжения и блока контроля заряда, а такжепоследовательно включенные в цепь эаряда токозадающие резисторы подэарядаи заряда и раэвяэывающий диод, другой вывод которого подсоединен к аккумуляторной батарее, причем блок заряда аккумуляторной батареи выполнен в виде зарядно-подзарядного стабилизатора тока, выход которого соединен с выводом токозадающего резистора подраэряда, вход обратной связи - с точкой соединения токозадающего резистора заряда и развяэывающего дио907698 да, выходы блока коммутации - параллельно токозадающему резистору подзаряда, а блок контроля разряда аккумуляторной батареи входом подключен к аккумуляторной батарее, выходом - к управляющему входу стабилизатора напряжения. Составитель И.Найдинедактор Л.Гратилло Техред М.рейвес Корректор А. Фе Тираж 670рственного комитета СС изобретений и открытий Ж,Раушакая наб,; дписное осу ела скв Филиал ППП Патент, ул. Ужгород, ул, Проектна аказ 609/65 ВНИИПИ по 113035, Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1Авторское свидетельство СССР 9 372600, кл. Н 02 У 7/10, 1971. 5 2. Авторское свидетельство СССР 9 445036, кл, Н 02 У 9/00, 1972