Устройство бесперебойного питания

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУ 2 3 9/06 1)5 1 ЬЖ 4 чйМ ЗОБРЕТЕ МУ СВИДЕТЕЛЬСТ К АЗТ 1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТГЮ ИЗОБРЕТЕНИЯМ,И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Инвертор для агрегата бесперебойногопитания типа ПОС-230-2,5-50-УХЛ 4, Техническое описание и инструкция по эксплуатации. ИЖТМ. 435 138.003 ТО,(54) УСТРОЙСТВО БЕСПЕРЕБОЙНОГО ПИТАНИЯф 7) Изобретение относится к электротехнике, к системам бесперебойного питания; в частности питания вычислительных систем, и может быть использовано для питания средств вычислительной техники, не допускающих потери питания более чем на 10 мс, Цель изобретения - расширение области применения устройства за счет сокращения времени переключения питания нагрузки с основного источника питания на резервный. В нормальных условиях, когда напряжение основного источника питанияЫ 1647769 А 1(сети) находится в допустимых пределах, нагрузка 7 получает питание от этой сети через первый тиристорны ключ блока 6 переключения. В этом режиме осуществляются предварительная синхронизация и фазирование выходных импульсов генератора 2, предназначенных для запуска преобразователя 1 напряжения, с напряжением сети, однако запуск преобразователя 1 блокирован сигналом на третьем входе блока 5 управления, При снижении напряжения сети ниже допустимого уровня сигналы на выходах блока 4 контроля напряжения сети изменяются на инверсные. При этом первый тиристорный ключ блока 6 переключения закрывается, а открывается второй тиристорный ключ этого блока, подключая нагрузку 7 к выходу преобразователя 1, Одновременно осуществляется запуск преобразователя 1, и нагрузка 7 переходит на питание от аккумуляторной батареи. Схема 8 стабилизации и схема 9 формирования паузы импульсов обеспечивают стабилизацию выходного напряжения преобразователя 1 и защиту от сквозных токов его силовыхтранзисторов, 5 ил.4 Б10 15 20 25 30 35 40 50 Изобретение относится к электротехнике, к системам бесперебойного питания, вчастности питания вычислительных систем,, и может быть использовано для питаниясредств вычислительной техники, недопускающих потери питания на время более10 мс.Целью изобретения является расширение области применения устройства за счетсокращения времени переключения питания нагрузки с основного источника питания на резервный,На фиг.1 представлена функциональнаясхема устройства бесперебойного питания;на фиг.2-5 - функциональные схемы блоковустройства,Устройство(фиг.1) содержит преобразователь 1 напряжения, входные клеммыпредназначены для подключения аккумуляторной батареи (АБ), первый генератор 2импульсов, первый выпрямитель 3, входныеклеммы которого предназначены для подключения сети переменного тока, блок 4контроля напряжения сети, блок 5 управления, блок 6 переключения питания нагрузки7, схему 8 стабилизации выходного напряжения преобразователя 1, схему 9 формирования паузы импульсов, схему 10синхронизации первого генератора с сетью,схему 11 фазирования запускающих преобразователь 1 импульсов с сетевым напряжением, второй генератор 12 импульсов,второй выпрямитель 13,Схема 11 фазирования (фиг,2) содержитпервую КС-цепь 14 с ограничителем напряжения и первый инвертор 15. Схема 10 синхронизации содержит второй инвертор 16 ивторую ЯС-цепь 17 с ограничителем напряжения. Блок 5 управления (фиг.З) содержитпервый ЛК-триггер.18, а также первый 19 ивторой 20 логические элементы И-НЕ, Преобразователь 1 напряжения содержит первый 21 и второй 22 силовыетранзисторы.подключенные к первичной обмотке выходного трансформатора 23. Средний выводпервичной обмотки подключен к плюсовойклемме аккумуляторной батареи, Блок 6 переключения (фиг.4) содержит третий 24 ичетвертый 25 логические элементы И-НЕ,первый 26 и второй 27 формирователи, атакже первый 28 и второй 29 тиристорныеключи, причем ключ 28 включен в цепь питания нагрузки 7 от сети, а ключ - в цепь.питания нагрузки 7 от преобразователя 1напряжения; Схема 9 формирования паузыимпульсов (фиг.5) содержит второй К-триггер 30, третий 31 и четвертый 32 инверторыи конденсатор ЗЗ. Схема 8 стабилизациисодержит делитель 34 напряжения, усилитель 35 тока и транзистор Зб. Устройство работает следующим образом.В нормальном режиме, когда напряжение основного источника питания (сети) находится в допустимых пределах, на первом выходе блока 4 устанавливается сигнал логического "0", который поступает на третий вход блока 5 управления и блокирует прохождение запускающих импульсов на вход преобразователя 1. Преобразователь 1 при этом не работает. На втором и третьем выходах блока 4 устанавливаются сигналы логический "0" и "1" соответственно, Импульсы с выхода генератора 12, работающего с частотой 5 кГц, через логический элемент И 24 и формирователь 26 поступают на управляющий вход тиристорного ключа 28 и обеспечивают его открытое состояние, при этом нагрузка 7 получает питание от сети. Ключ 29 в этом режиме закрыт. Напряжение с выхода синхронизации выпрямителя 3 с помощью ЯС-цепи 17 с ограничителем напряжения преобразуется в напряжение трапецеидальной формы с частотой 100 Гц, поступающее на вход инвертора 16, Сформированные по фронту импульсы с выхода инвертора 16 поступают на вход генератора 2, работающего с частотой 100 Гц, что обеспечивает синхронизацию генератора 2 с сетью, Напряжение с одного из выводов переменного тока выпрямительного моста выпрямителя 3 с помощью ВС-цепи 14 с ограничителем напряжения преобразуется в напряжение трапецеидальной формы с частотой 50 Гц, поступающее на вход инвертора 15, Сформированные по фронту импульсы с выхода инвертора 15 поступают на Я-вход триггера 18 блока 5, на С-вход которого поступают импульсы с частотой 100 Гц от генератора 2. Таким образом, обеспечивается синхронизация и фазирование импульсов управления преобразователем 1 с напряжением сети, что сокращает время переходного процесса при запуске преобразователя 1.При исчезновении напряжения сети или снижении его ниже допустимого уровня сигналы на выходах блока 4 изменяются на инверсные. При этом изменяется состояние тиристорных ключей блока 6; ключ 28 закрывается, а ключ 29 открывается, подключая .нагрузку 7 к выходу преобразователя 1. Одновременно снимается блокировка блока 5 по третьему входу, и импульсы управления с выхода блока 5 запускают преобразователь 1. Таким образом, нагрузка 7 переключается на питание от аккумуляторной батареи через преобразователь 1.Стабилизации схемы 8 и формирования 9 паулы импульсов (фиг,5) обеспечиваютстабилизацию выходного напряжения преобразователя 1 и защиту от сквозных токов его силовых транзисторов. Выходное напряжение преобразователя 1 через второй выпрямитель 13, делитель 34 напряжения и усилитель 35 тока поступает в базовую цепь транзистора 36, цепь эмиттер-коллектор которого выполняет функцию переменного резистора, сопротивление которого совместно с емкостью конденсатора 33 определяет величину паузы между запускающими преобразователь импульсами. Паузы между запускающими импульсами обеспечивают защиту силовых транзисторов преобразователя 1 от сквозных токов, а изменение величины паузы при изменении выходного напряжения преобразователя (ввиду изменения нагрузки) обеспечивает стабилизацию выходного напряжения преобразователя.Формула изобретения Устройство бесперебойного питания, входные клеммы которого предназначены для подключения сети переменного тока и аккумуляторной батареи, а выходные - для подключения нагрузки, содержащее преобразователь напряжения, входы управления. которого соединены с выходами блока управления, первый генератор импульсов, первый выпрямитель, блок контроля напряжения сети, один выход которого соединен с одним из входов блока управления, а другой выход соединен с входом блока переключения, а также схему стабилизации выходного напряжения преобразователя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения устройства за счет сокращения времени переключения питания нагрузки с основного источника питания на резервный, в него дополнительно введены схема синхронизации, схема фазирования, второй выпрямитель, схема формирования паузы импульсов, причем вход первого вьпрямителя подключен к входным клеммам, предназначенным для подключения сети, выход первого выпрямителя подключен к входу блока контроля напряжения сети, один из выводов переменного тока выпрямительного моста, являющийся выходом фэзирования первого выпрямителя, подключен через схему фэзирования к первому входу блока управления, плюсовой вывод выпрямитель- ного моста, являющийся выходом синхронизации первого выпрямителя, подключен через схему синхронизации к входу первого генератора импульсов, выход которого подключен к второму входу блока управления и первому входу схемы формирования паузы импульсов, первый выход блока контроля5 1020 2530 35 4045 50 напряжения сети подключен к третьему входу блока управления, а второй и третий выход - соответственно к третьему и второму входам блока переключения, первый вход которого подключен к выходу второго генератора импульсов, первый выход блока переключения подключен к одной из выходных клемм, предназначенных для подключения сети, второй выход подключен к одной из выходных клемм, предназначенных для подключения нагрузки, третий выход подключен к второму выходу преобразователя напряжения, первый выход которого подключен к другим выходным клеммам, предназначенным дляподключения сети и нагрузки, первый и второй выходы преобразователя напряжения подключены к соответствующим входам второго выпрямителя, выход которого подключен к входу схемы стабилизации выходного напряжения преобразователя, выход этой схемы подключен к второму входу схемы формировачия паузы импульсов, выход которой подключен к четвертому входу блока управления, схема фазирования содержит первый инвертор, вход которого является входом этой схемы, параллельно входу первого инвертора подключена первая ВС-цепь, с ограничителем напряжения, состоящая из соединенных параллельно резистора, конденсатора и стабилитрона, выход первого инвертора является выходом этой схемы, схема синхронизации содержит второй инвертор, вход которого. является входом этой схемы, параллельно входу второго инвертора подключена вторая ЯС-цепь с ограничителем напряжения, аналогичная первой, выход второго инвертора является выходом этой схемы, блок управления содержит первый 3 К-триггер, Я-вход которогоявляется. первым, а С-вход - вторым входом этого блока, 0 - выход подключен к первому входу первого логического элемента И - НЕ, 0-выход подключен к первому входу второго логического элемента И-НЕ, вторые, а также третьи входы первого и второго логических элементов И - НЕ обьединены и являются соответственно четвертым и третьим входами блока управления, выходы этих логических элементов являются выходами блока управления, блок переключения содержит третий и четвертый логические элементы И - НЕ, первые входы которых обьединены и являются первым входом этого блока, вторые входы являются соответственно третьим и вторым входами этого блока, а выходы подключены соответственно через первый и второй формирователи куправляющим входам соответственно первого и второго тиристорных ключей, первые1647169 ло у 4 Вх 5Фиг. 5 выводы силовых цепей которых объединены и являются вторым выходом этого блока, а вторые выводы являются соответственно первым и третьим выходами этого блока,преобразователь напряжения содержит первый и второй силовые транзисторы, входы управления которых являются входами .управления преобразователя напряжения, а выходы силовых транзисторов соединены с выводами первичной обмотки выходного трансформатора преобразователя напряжения, средняя точка первичной обмотки соединена с выходной клеммой, предназначенной для подключения плюсового вывода аккумуляторной батареи, а выводы вторичной обмотки являются выходами преобразователя напряжения, схема стабилизации выходного напряжения преобразователя содержит делитель напряжения, вход которого является входом этой схемы, а выход через усилитель тока подключен к цепи ба за-эмиттер транзистора, коллектор которого является выходом этой схемы, схема формирования паузы импульсов содержит второй 1 К-триггер, С-вход которого является первым входом этой схемы, О - выход явля ется выходом этой схемы и подключен квходу третьего инвертора, выход которого является вторым входом этой схемы и подключен к входу четвертого инвертора, параллельно входу четвертого инвертора 15 включен конденсатор этой схемы, а выходчетвертого инвертора подключен к Я-входу второго 1 К-триггера./Х 3 Составитель В. СидоровБланар Техред М. Моргентал Корректор О. Ципле актор аз 1409 Тираж 343 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 зводственно-издательский комбинат"Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина