СИСТЕМА БЕСПЕРЕБОЙНОГО ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ

Система бесперебойного электропитания.
Полезная модель относится к области бесперебойного электропитания средств связи, вычислительных систем, другого оборудования.
Для обеспечения бесперебойного электропитания средств связи, вычислительных систем, другого оборудования, отключение которых чревато серьезными последствиями, применяются системы бесперебойного электропитания, обеспечивающие питание нагрузки при наличии сетевого напряжения от выпрямительных модулей, а при его отсутствии - от аккумуляторных батарей. При этом системы бесперебойного электропитания включают выпрямительные модули, аккумуляторные батареи, соедршенные параллельно и питающие нагрузку. Выпрямительные модули преобразуют напряжение сети, например 220В 50Гц в необходимое для питаемой нагрузки напряжение, например 24В, и обеспечивают при наличии сетевого напряжения питание нагрузки и заряд акк тмуляторов. При отсутствии сетевого напряжения нагрузку питают аккумуляторы. При включении сетевого напряжения необходимо обеспечить заряд батареи в сжатые
Сроки, при этом обеспечивая питание параллельно подключенной нагрузки. Продолжительность срока службы аккумуляторов во многом определяется режимом заряда 1.
Наиболее близкой к заявляемой полезной модели по совокупности признаков является система бесперебойного электропитания, которая содержит сетевой выпрямительный блок, соединенные с его выходами аккумуляторную батарею с датчиком тока в зарядной цепи и блок питания, выходы которого подключены к входам программируемого контроллера, три выхода которого соединены с тремя управляющими входами сетевого выпрямительного блока. В данной системе программируемый контролер обеспечивает индикацию токов и напряжений нагрузки и аккумуляторной батареи и управление выходным напряжением выпрямительного блока, которое соответствует заряду батареи пониженным, номинальным или повышенным напряжением. Выходное напряжение системы определяется во времени, в течении которого отсутствовало напряжение сети, и на основании предположения, что ток нагрузки постоянный. Однако, в реальных системах диапазон изменения тока нагрузки может достигать нескольких раз. В связи с этим вышеописанная известная система бесперебойного электропитания, в которой не учитывается реальное состояние
аккумуляторов, не обеспечивает необходимой надежности при эксплуатации.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является создание надежной и простой системы бесперебойного электропитания. Поставленная задача решается за счет того, что система бесперебойного электропитания, включающая сетевой выпрямительный блок, подключенные к его выходам аккумуляторную батарею с датчиком тока в зарядной цепи и блок питания, а также программируемый контроллер, входы которого соединены с выходами блока питания, а три выхода подключены к трем управляющим входам сетевого выпрямительного блока, в отличии от прототипа дополнительно снабжена делителями напряжения и двумя компараторами, при этом выходы компараторов подключены к управляющим входам программируемого контроллера, один из входов каждого компаратора соединен с выходом датчика тока, а второй вход каждого компаратора подключен к выходу соответствующего делителя напряжения, входы которых соединены с выходами блока питания.
Технический результат, получаемый гфи осуществлении заявленной полезной модели, заключается в том, что в предлагаемой системе обеспечивается учет реального состояния аккумуляторных
батарей и тем самым предупреждается их преждевремепный выход из строя.
Данный результат достигается за счет того, что сигнал датчика тока, включенного в цепь заряда аккумуляторной батареи, сравнивается с двумя предварительно заданными уставками. Превышение током заряда первой уставки на номинальном выходном напряжении свидетельствует об умеренном разряде батарей, превышение второй уставки говорит о сильном разряде батарей и превышении током заряда максимально допустимого уровня. При умеренном разряде необходимо форсировать процесс заряда аккумуляторов, увеличив выходное напряжение. При превышении током уровня второй уставки необходимо снизить выходное напряжение на одну градацрпо. Предлагаемое устройство заряда аккумуляторов строится на измерении тока заряда аккумуляторов при номинальном напряжении выпрямительного блока и сравнении его с предварительно заданными аналоговым способом уставками тока, превышение первой из которых свидетельствует о начальном разряде батарей, а превышение второй говорит о превышении током заряда максимально допустимого уровня.
Супдность заявленной полезной модели поясняется схемой, на которой обозначены: 1- сетевой выпрямительный блок, 2 аккумуляторная батарея, 3 - датчик тока в зарядной цепи батареи 2, 4 программируемый контроллер в виде однокристального программируемого микроконтроллера серии Z86 фирмы Zilog 3, 5,6 компараторы, 7,8 - делители напряжения, 9 - блок питания, 10 - нагрузка.
Сетевой выпрямительный модуль 1 вырабатывает в зависимости от управляющих сигналов контроллера 4 один из трех возможных уровней напряжения питания , соответствующих заряду аккумуляторной батареи 2 пониженным (2,05В на элемент для кислотных аккумуляторов), номинальным (2,23В/эл.) и повышенным (2,35 В/эл.) напряжением. При аварийном отключении первичного напряжения сети, например, 220В 50Гц питание нагрузки 10 осуществляется от аккумуляторной батареи 2. Для обеспечения оптимальной траектории заряда аккумуляторной батареи 2 служит контроллер 4, который анализирует информацию с датчика 3 заряда батареи и выдает управляющие сигналы на выпрямительный блок 1.
Контроллер 4 соединен с компараторами 5,6, на общий вход которых подается напряжение с датчика 3 тока заряда аккумуляторов lace, а на вторые входы подаются напряжения U1 и U2 первой и второй уставок с делителем напряжения 7,8. Напряжения U1 и U2 устанавливаются исходя из типа емкости аккумуляторной батареи. Для питания контроллера 4 и делителей 7,8 служит блок питания 9, преобразующий выходное напряжение питания системы в напряжение.
необходимое для работы контроллера. При включении напряжения сети контроллер 4 устанавливает номинальное выходное напряжение на выходе выпрямительного блока 1 и анализирует уровень сигнала lacc с выхода тока 3 заряда аккумуляторов. При превышении сигналом lacc уровня первой уставки U1 контроллер 4 выдает на выпрямительный блок 1 управляющие сигналы, соответствующие повышенному напряжению заряда. При превышении сигналом lacc уровня второй уставки U2 контроллер 4 выдает на выпрямительный блок 1 управляющие сигналы, соответствующие пониженному напряжению заряда. Если сигнал lacc не превыщает уровней уставок U1 и U2, контроллер 4 устанавливает выходное напряжение выпрямительного блока 1 равным номинальному. Определенное таким образом напряжение выпрямительного блока поддерживается контроллером неизменным в течении нескольких минут. Затем контроллер повторяет цикл.
Источники информации.
1.Биленко А. Микросхемы для заряда батарей //СЫр News/ №2(11), 1997.
2.СЕТАСТ 894.Система электропитания S94. ABB CEAG Stromfersorgnungstechnik ОтЬП,1994
Использование: для обеспечения надежного бесперебойного электропитания средств связи, вычислительных систем и другого оборудования. Сущность полезной модели: в систему электропитания, содержащую выпрямительный блок, аккумуляторную батарею с датчиком тока в зарядной цепи, контроллер и блок питания, дополнительно введены два компаратора и два делителя напряжения, при этом входы компараторов подключены к выходу датчика тока и делителей напряжения, а выходы компараторов соединены с управляющими входами контроллера, три выхода которого подключены к управляющим входам выпрямительного блока.