ВЗРЫВОЗАЩИЩЕННЫЙ ИСТОЧНИК БЕСПЕРЕБОЙНОГО ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ

Полезная модель относится к взрывозащищенному источнику бесперебойного электропитания аппаратуры, применяемой для автоматизации взрывоопасных промышленных объектов, например, объектов горно-шахтной промышленности, и обеспечивает работу данной аппаратуры при пропадании сетевого напряжения.
Известен взрывозащищенный источник бесперебойного электропитания по патенту RU 97879, опубликованному 20.09.2010. Данный источник содержит электронный и аккумуляторный блоки. Электронный блок включает блокирующий диод и последовательно соединенные выпрямитель, импульсный преобразователь, понижающий преобразователь и модуль искрозащиты; аккумуляторный блок включает аккумуляторную батарею и блок защиты от глубокого разряда, при этом выход импульсного преобразователя через аккумуляторную батарею и блок защиты от глубокого разряда соединен с анодом блокирующего диода, катод которого соединен со входом понижающего преобразователя. Источник бесперебойного электропитания размещен во взрывонепроницаемой оболочке, имеющей четыре кабельных ввода, посредством одного из которых соединен с источником первого сетевого напряжения, посредством второго - с источником второго сетевого напряжения, посредством третьего - с нагрузкой, посредством четвертого - с информационным устройством.
Недостаток такого взрывозащищенного источника бесперебойного электропитания в том, что при подсоединении/отсоединении кабелей к каждому из четырех кабельных вводов необходимо вскрывать взрывонепроницаемую оболочку. Ввиду того, что по условиям взрывозащиты разборные детали такой оболочки закреплены резьбовыми соединениями и после каждой сборки оболочки необходимо выполнить ряд мер по контролю ее взрывонепроницаемости, отсоединение кабелей и новое их подсоединение связано с затратами труда и времени, в течение которого приостанавливается работа аппаратуры.
Недостатком прототипа являются производственные затраты при подсоединении/отсоединении кабелей к каждому из четырех кабельных вводов.
Техническая задача - уменьшение производственных затрат вследствие уменьшения количества кабельных вводов.
Поставленная задача решена тем, что взрывозащищенный источник бесперебойного электропитания, как и прототип, размещен во взрывонепроницаемой оболочке, посредством кабельного ввода подключен к источнику сетевого напряжения, имеет выходы к нагрузке и информационному устройству, содержит электронный и аккумуляторный блоки. Электронный блок включает блокирующий диод и последовательно соединенные выпрямитель, импульсный преобразователь, понижающий преобразователь и модуль искрозащиты. Аккумуляторный блок включает аккумуляторную батарею и блок защиты от глубокого разряда, при этом выход импульсного преобразователя через аккумуляторную батарею и блок защиты от глубокого разряда соединен с анодом блокирующего диода, катод которого соединен со входом понижающего преобразователя.
В отличие от прототипа, введен умножитель напряжения, через который источник сетевого напряжения соединен со входом выпрямителя, взрывонепроницаемая оболочка снабжена взрывозащищенным разъемом, посредством которого источник бесперебойного электропитания соединен с нагрузкой и информационным устройством.
Сущность полезной модели иллюстрируется блок-схемой взрывозащищенного источника бесперебойного электропитания.
Взрывозащищенный источник бесперебойного электропитания размещен во взрывонепроницаемой оболочке 1 и подключен при помощи кабельного ввода 2 к источнику сетевого напряжения 3, при помощи взрывозащищенного разъема 4 - к нагрузке 5 и информационному устройству 6.
Источник бесперебойного электропитания содержит электронный блок 7 и аккумуляторный блок 8. Каждый из блоков 7, 8 размещен в отдельном отсеке, причем отсек аккумуляторного блока 8 снабжен по меньшей мере одним защитным клапаном (на чертеже не показан). В стенку оболочки 1 вмонтирован взрывозащищенный разъем 4 для подсоединения к нему нагрузки 5 и информационного устройства 6 через ответную часть разъема 4 и кабель.
Электронный блок 7 включает блокирующий диод 9 и последовательно соединенные умножитель напряжения 10, выпрямитель 11, импульсный преобразователь 12, понижающий преобразователь 13 и модуль искрозащиты 14. Выпрямитель 11 выполнен в виде диодного моста, модуль искрозащиты 14 содержит схему ограничения тока, стабилизатор напряжения и схему ограничения напряжения. Импульсный преобразователь 12 включает последовательно соединенные DC/DC преобразователь 15, импульсный трансформатор 16^и выпрямитель 17, причем выход выпрямителя 17 соединен обратной связью 18 с DC/DC преобразователем 15.
Аккумуляторный блок 8 включает аккумуляторные батареи 19 и блок защиты от глубокого разряда 20. Выход импульсного преобразователя 12 через аккумуляторные батареи 19 и блок защиты от глубокого разряда 20 соединен с анодом блокирующего диода 9, катод которого соединен со входом понижающего преобразователя 13.
Работа источника бесперебойного электропитания осуществляется следующим образом.
Сетевое переменное напряжение, имеющее широкий диапазон значений, например (30÷250)В, с источника 3 поступает на умножитель напряжения 10. Если напряжение недостаточно велико, то умножитель 10 увеличивает его до определенной величины, необходимой для оптимальной работы импульсного преобразователя 12. Выпрямитель 11 преобразует переменное напряжение в пульсирующее, регулируемый DC/DC преобразователь 15 поддерживает постоянное значение величины напряжения на выходе импульсного преобразователя 12 при помощи обратной связи 18. Напряжение вторичной обмотки импульсного трансформатора 16 выпрямляется выпрямителем 17 и подается на вход понижающего преобразователя 13, на этот же вход через блокирующий диод 9 и блок защиты от глубокого разряда 20 подается также напряжение с выхода аккумуляторных батарей 19, причем напряжение с аккумуляторных батарей 19 меньше напряжения на выходе выпрямителя 17, следовательно, при наличии напряжения в сети блокирующий диод 9 заперт, и понижающий преобразователь 13 потребляет ток от выхода выпрямителя 17, при пропадании напряжения сети блокирующий диод 9 отпирается и напряжение аккумуляторных батарей 19 подается преобразователю 13.
После прохождения модуля искрозащиты 14 на выход источника бесперебойного электропитания поступает стабильное постоянное напряжение заданной величины, например 13,5В, не зависящее от колебаний напряжения в сети или разряда аккумуляторных батарей 19. Информационное устройство 6 осуществляет визуализацию режима работы (от сети или аккумуляторных батарей).
Для увеличения времени бесперебойной работы используют две последовательно соединенные аккумуляторные батареи.
Введение умножителя напряжения 10, через который источник сетевого напряжения 3 соединен со входом выпрямителя 11, позволяет запитать источник бесперебойного электропитания от одного источника сетевого напряжения 3, и соответственно, при помощи одного кабельного ввода №, при этом величина входного напряжения может иметь широкий диапазон значений.
Снабжение взрывонепроницаемой оболочки 1 взрывозащищенным разъемом 4 позволяет подсоединять нагрузку 5 и информационное устройство 6, не вскрывая оболочку 1.
Вышеперечисленные меры позволяют при выполнении источником бесперебойного электропитания всех необходимых функций уменьшить количество кабельных вводов, что уменьшает производственные затраты по их подсоединению/отсоединению.