Устройство питания постоянным током

О П И С А Н И Е и 970566ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРаспубпнк(5 )М, Кл. Н 02 1 9/00 Ъеударстюиый комитет СССР ио делам изобретеиий и открытий(54) УСТРОЙСТВО ПИТАНИЯ ПОСТОЯННЫМ ТОКОМ Изобретение относится к электротехнике и может использоваться для электропитания уст ройств охранно - пожарной сигнализации, авто 1 иатики, телемеханики и вычислительной техники, т. е, в устройствах, не допускающих перебоя5 в электропитании.Известно устройство питания нагрузки по стоянным током, которое содержит основной источник переменного тока, подключенный к нагрузкам через последовательно соединенные трансформатор, соответствующий мостовой выпрямитель и стабилизатор напряжения, преобразователь, подключенный через мостовые выпрямители к стабилизаторам напряжения, и резервный источник постоянного тока.Устройство обеспечивает питание нагрузки постоянным током от основного источника1переменного тока, а при выключении источника переменного тока или понижении его вепря. жения ниже допустимого значения питание эп нагрузок осуществляется от резервного источника постоянного тока 11.Недостатком данного устройства является то, что при питании нагрузок от основного источника переменного тока постоянно включенпреобразователь, который потребляет энерппоот резервного источника постоянного тока.Кроме того, отсутствует контроль перехода питания нагрузок с основного источника переменного тока на питание от резервного источника постоянного тока,Наиболее близким к предлагаемому является устройство питания нагрузки постояннымтоком, содержащее силовой трансформатор,выходные обмотки которого подключены соот.ветственно к первому и второму мостовымвыпрямителям, первый и второй выходы пер.вого мостового выпрямителя соединены свходами стабилизатора, резервный источникпостоянного тока, элемент управления,соеди.пенный выходом с управляющим входом преобразователя, выход которого через третиймостовой выпрямитель подключен к входустабилизатора, Устройство обеспечивает питаниенагрузки постоянным током от основного источника переменного тока, а при выключенииисточника переменного тока или пониженииего напряжения ниже допустимого значения9705 бб ступает на элемент 7 и 9. питание нагрузок осуществляется от резервного источника постоянного тока (аккумуляторной батареи) 21Однако в известном устройстве необходимо постоянно производить контроль зарядарезервного источника питания, так как оннепрерывно разряжается через первый транзисторный ключ элемента управления, периодически отключать его от устройства для зарядаи подключать заряженный с целью обеспечения 16бесперебойного питания нагрузки постоянным,1током, что увеличивает затраты на обслуживаниеи снижает надежность устройства.Цель изобретения - повышение надежностиустройства путем обеспечения автоматическогозаряда резервного источника при питании нагрузки от источника переменного тока,Поставленная цель достигается тем, что вустройство, содержащее силовой трансформатор,выходные обмотки которого подключены соответственно к первому и второму выпрямителям,первый и второй выходы первого мостовоговыпрямителя соединены с входами стабилизатора, резервный истопщк постоянного тока,элемент управления, соединенный выходом суправляющим входом преобразователя, выходкоторого через третий мостовой выпрямительподключен к входу стабилизатора, введеныэлемент сравнения и 6 ормирователь тока, вхо фды которых подключены к первому входувторого мостового выпрямителя, а выходэлемента сравнения соединен с входом элемен-.та управления, выход формирователя токаподключен к плюсовой шине резервного источника питания и преобразователю., второй выход,первого выпрямителя соединен со вторыми вы- Зфходами второго и третьего выпрямителей, атакже с общими шинами элемента сравнения,преобразователя и элемента управления и минусовой шиной резервного источника постоянного тока, плюсовой выход стабилизатора под- фоключен к плюсовой шине элемента сравнения .и элемента управления.На фиг. 1 представлена структурная схемаустройства; на фиг, 2 - принципиальная электрическая схема устройства,Устройство включает силовой трансформа:тор 1, мостовые выпрямители 2 - 4, стабилизатор 5 напряжения, резервный источник б постоянного тока, элемент 7 управления, преобра.зователь 8, элемент 9 сравнения и формиро. ффватель 10 тока, Выходные обмотки силовоготрансформатора подключены соответственно кмостовым выпрямителям 2 и 3. Выход мос.тогового выпрямителя 2 соединен с входомстабилизатора 5, а выход выпрямителя 3Зподключен к входу элемента 9 сравнения,собранному на транзисторах 11 й 12, и фор.мирователю.10 тока, собранному на транзис 4торах 13 и 14. Выход элемента 9 сравнения соединен с входом элемента 7 управления, который построен на транзисторных ключах 15 - 18. Коллекторы транзисторных ключей 17 и 18 элемента 7 управления подключены к базам транзисторов 19 и 20 преобразователя 8. Выходная обмотка трансформатора 21 преоб. разователя 8 соединена с мостовым выпрямителем 4, выход которого подключен к входу стабилизатора 5 параллельно мостовому выпрямителю 2. При подключении кклеммам 22,1 и 23 основного источника переменного тока со вторичных обмоток трансформатора 1 снимаются напряжения необходимых номинальных ве. личин, которые поступают на входы мостовых выпрямителей 2 и 3. С выхода мостового выпрямителя 2 напряжение поступает па вход стабилизатора 5 и далее в нагрузку, подключенную к клеммам 24 и 25. Таким образом, нагрузка питается от основного источника пе. ременного тока стабилизированным напряжением. С выхода стабилизатора 5 напряжение поЕсли напряжение основного источника пере. менного тока находится в заданных пределах, с выхода мостового выпрямителя 3 на вход элемента 9 сравнения поступает напряжение необходимой величины, при которой транзистор 11 открыт, а транзистор 12 закрыт, В этом случае с элемента 9 сравнения на вход элемента 7 управления сигнал не поступает и его транзисторный ключ 15 закрыт, а транзисторные ключи 16-18 открыты, Так как коллекторы транзисторных ключей 17 и 18 подключены соответственно к базам транзисторов 19 и 20 преобразователя 8, то в данный момент эти транзисторы закрыты и преобразователь 8 выключен. Светодиод 26, включенный в коллекторную цепь транзисторного ключа 16 горит и сигнализирует о том, что питание нагрузки осуществляется от источника переменного тока, подключенного к клеммам 22 и 23. С выхода выпрямителя 3 напряжение поступает также на формирователь 10 тока, транзисторы 13 и 14 которого находятся в таком режиме работы, при котором через формирователь 10 тока протекает ток заданной величины, Последовательно с формирователем 10 тока включены, соеди. ненные в параллель, резервный источник б постоянного тока и преобразователь 8. Внутреннее сопротивление преобразователя, когда его транзисторы 19 и 20 выключены, в основном определяется величиной сопротивления резистора 27 смещения, так как ток смещения протекает через резистор 27, обмотки 28 и транзисторные ключи 17 и 18. Резистор 27 образует с формирователем 10 тока делитель напряжения, поступающего с выпрямителя 3, Этот делитель делит напряжение таким образом,напряжения резервного источника постоянноготока. В результате этого часть тока, протекающего через формирователь 10 тока, поступает на резервный источник 6, производя его заряд. Минимально допустимое значение напряжения источника переменного тока, при котором происходит переключение нагрузки на питание от резервного источника постоянного тока, задается резистором 31 элемента 9 сравнения.Таким образом, введение в устрЬйство элемента сравнения и формирователя тока позволяет автоматически производить заряд резервного источника и держать его постоянно в зад ряженном состоянии, повышая тем самым ра. боту устройства,Устройство питания постоянным током, содержащее силовой трансформатор, выходные обмотки которого подключены соответственно к первому и второму мостовым выпрямителям, первый и второй выходы первого мостового выпрямителя соединены с входами стабили. затора, резервный источник постоянного тока, элемент управления, выход которого соединен с управляющим входом преобразователя, выход которого через третий мостовой выпрямитель подключен к входу стабилизатора, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повьпдения надежности устройства, в него введены элемент сравнения и формирователь тока, входы которых подключены к первому выходу второго мостового выпрямителя, а выход элемента сравнения соединен с входом элемента управления, выход формирователя тока подключен к плюсовой шине резервного источника пита. ния и преобразователю, второй выход первого выпрямителя соединен с вторыми выходами второго и третьего выпрямителей, элементом сравнения, выходом преобразователя, входом элемента управления и минусовой шиной резервного источника постоянного тока, плюсовой выход стабилизатора подключен к плюсовой шине элемента сравнения и,элемента управленияя. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР й". 406248, кл. Н 02 1 9/ОО, 1972,2, Авторское свидетельство СССР Мф 753104, кл, 8 05 Р 1/56, 1978. 5 970566что в точке 29 (при отключенном резервном.источнике) оно на определенную величину больше, чем номинальное напряжение резервногоисточника постоянного тока. 6. В результатеэтого при подключении резервного источникачасть тока, протекающего через формирователь10 тока поступает на резервный источник б,производя его заряд. Следовательно, при питании нагрузки от источника переменного токарезервный источник 6 постоянного тока находит 40ся всегда в заряженном состоянии,При пропадании напряжения источника переменного тока или понижении его ниже минимально допустимого значения на вход транзистора 11 элемента сравнения поступает напря. 15жение ниже заданного уровня и транзистор 11закрывается, а транзистор 12 открывается. С .выхода транзистора 12 сигнал поступает навход транзисторного ключа 15 элемента 7 управления, Транзисторный ключ 15 открывается изакрывается транзисторный ключ 16, который,в свою очередь, выключает светодиод 26 изакрывает транзисторные ключи 17 и 18.В результате этого.в базовые цепи транзисторов 19 и 20 преобразователя 8 поступает тск э 5смещения. Транзисторы 19 и 20 открываютсяи внутреннее сопротивление преобразователярезко уменьшается. В этом случае носледовательно с формирователем 10 тока включеноменьшее эквивалентное сопротивление. Напря- Зжение в точке 29 понижается, преобразовательвключается и потребляет энергию от резервно.го источника постоянного тока. На выходнойобмотке трансформатора 21 преобразователя 8,подключенной к мостовому выпрямителю 4, по 35является напряжение, которое с мостовоговыпрямителя 4 поступает на вход стабилиза-тора 5. Светодиод 30, подключенный к выходной обмотке трансформатора 21 преобразователя, включается и сигнализирует о том40что питание нагрузки осуществляется от резервного источника постоянного тока.Когда в сети появляется напряжение переменного тока нормальной величины, на входтранзистора 11 элемента 9 сравнения поступаетнормальный уровень напряжения, прикотором45транзистор 11 открывается, а транзистор 12 итранзисторный ключ 15 закрываются. Транзисторные ключи 16 - 18 при этом открываются,а транзисторы 19 и 20 закрьяваются и преоб.разователь 8 выключается. Его эквивалентное 5 фсопротивление примерно равно сопротивлению 27смешения и в точке 29 напряжение - выше Формул а изобретения970566 Редакто Пчелинская аз 8414/7 одписное: ППП "Патент", г, Ужгород, ул, Проектная,1ВНИИП по д 3035, Составитель Г. ДамскаяТехред Ж. Кастелевич Тираж 669Государственного комитета СССРлам изобретений и открытийосква, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Корректор Л. Бокшан