МОДУЛЬ БЕСПЕРЕБОЙНОГО ПИТАНИЯ УСТРОЙСТВА БЛОКИРОВКИ ЗАЖИГАНИЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Полезная модель относится к области электротехники, а именно к резервным блокам питания, и может быть использована в любых отраслях техники, в частности, в системах блокировки зажигания транспортных средств (алкозамки), далее - ТС, для поддержания линии питания системы при временном отключении его от аккумулятора ТС (в процессе сервиса).
Известен источник бесперебойного питания для эксплуатации в системах электроснабжения промышленных и иных объектов напряжением 220В/380В с резкопеременной нагрузкой (патент RU180289, опубл. 15.02.2018). Источник содержит по меньшей мере вход для внешнего электроснабжения и выход на нагрузку, последовательно расположенные между входом и выходом зарядное устройство, блок отключения внешнего электроснабжения, инвертор, суперконденсатор, расположенный параллельно между блоком отключения внешнего электроснабжения и инвертором, трансформатор, последовательно расположенный между входом и зарядным устройством, а также содержащий аварийный ключ (байпас), параллельно расположенный между входом и выходом.
Однако известное устройство не может быть использовано в системах блокировки зажигания ТС, поскольку предназначен для работы в сетях переменного тока. При этом адаптация такого устройства для работы с бортовой системой ТС возможна только путем добавления вспомогательных узлов (AC/DC преобразователь на входе и DC/AC на выходе), что значительно усложняет конструкцию, увеличивает ее габариты и, следовательно, не позволяет использовать его в устройствах блокировки зажигания ТС.
Известные другие системы бесперебойного питания устройств блокировки зажигания ТС реализованы на базе аккумуляторов. Поэтому обслуживание ТС, например, при прохождении технического осмотра, когда система ТС отключается от питания (от аккумулятора) даже на короткий период, приводит к полному отключению устройства блокировки зажигания автомобиля; дальнейшее его включение требует продолжительного времени, что снижает удобство эксплуатации устройством блокировки зажигания ТС.
Технической проблемой является создание надежного модуля бесперебойного питания, обеспечивающего длительную работу нагрузки при отключенном штатном питании.
Технический результат заключается в повышении длительности работы нагрузки при отключенном штатном питании.
Технический результат достигается тем, что модуль бесперебойного питания  устройства блокировки зажигания ТС содержит разъем внешнего электроснабжения, разъем подключения к сигнальной линии стартера ТС, выходной разъем питания нагрузки, последовательно расположенные между разъемом внешнего электроснабжения и разъемом подключения к сигнальной линии стартера ТС входной фильтр, микросхема контроля питания и мониторинга, микросхема зарядки ионистора, ионистор (суперконденсатор), повышающий стабилизатор напряжения, транзисторную сборку на переключение источников питания и выходной фильтр, а также терморезистор, соединенный с ионистором и микросхемой контроля питания и мониторинга, при этом разъем подключения к сигнальной линии стартера ТС соединен с микросхемой контроля питания и мониторинга.
В частных вариантах реализации полезной модели конденсатор выполнен с емкостью в диапазоне от 50 до 150 Ф и/или модуль содержит понижающий стабилизатор напряжения, расположенный между входным фильтром и микросхемой контроля питания и мониторинга.
Заявленная полезная модель поясняется чертежом, где на фиг. представлена структурная схема примера устройства.
Заявленное устройство выполнено в корпусе (на фиг. не показан), который может быть закреплен на соответствующем месте с помощью стандартных средств крепления (стяжки, метизы, клей и т.д.). Корпус модуля может быть выполнен с требуемыми эксплуатационными характеристиками, например, для использования в ТС - с требуемой пыле и влагозащитой, температурным режимом работы, устойчивостью к вибрациям и ЭМИ (в зависимости от места установки модуля).
В корпусе выполнены разъёмы: разъем внешнего электроснабжения, разъем подключения к сигнальной линии стартера ТС, выходной разъем питания нагрузки.
В варианте реализации устройства, интегрированного в систему блокировки зажигания ТС, разъем внешнего электроснабжения является разъемом, подключаемым к аккумулятору автомобиля.
Внутри корпуса последовательно расположены входной фильтр, микросхема контроля питания и мониторинга, микросхема зарядки ионистора, ионистор (суперконденсатор), повышающий стабилизатор напряжения, транзисторную сборку на переключение источников питания и выходной фильтр, а также терморезистор, соединенный с ионистором и микросхемой контроля питания и мониторинга, при этом разъем подключения к сигнальной линии стартера автомобиля соединен с микросхемой контроля питания и мониторинга.
Конденсаторы входного и выходного фильтров обеспечивают сглаживание скачков питания и коммутационного момента переключения питания.
Микросхема контроля питания и мониторинга обеспечивает реализацию алгоритма работы модуля бесперебойного питания, а также реализует функции т.н. fuel gauge и power switch микросхем, а микросхема заряда ионистора необходима для корректной реализации алгоритма зарядки ионистора во избежание его выхода из строя. Указанные микросхемы могут работать с высоким напряжением, т.е. не требуя понижения напряжения на входе. Поэтому в некоторых вариантах реализации устройства понижающий стабилизатор напряжения может отсутствовать.
Терморезистор предназначен для контроля температуры ионистора в процессе его зарядки.
Реализация модуля бесперебойного питания устройства блокировки зажигания с использованием ионистора позволяет избежать просадку аккумуляторов при работе в отрицательных температурах, исключить сервисную замену аккумуляторов. При этом заявленное устройство позволяет при отсутствии внешнего питания поддерживать питание в спящем режиме от 15 до 60 минут в зависимости от мощности суперконденсатора.
Работа устройства осуществляется следующим образом.
Заявленный модуль бесперебойного питания может быть использован в системах и устройствах различных отраслей техники, где требуется обеспечение бесперебойного (резервного) питания. В варианте использования заявленного модуля в системе блокировки зажигания автомобиля его устанавливают в цепи указанной системы, подключая разъемы к аккумулятору транспортного средства, к сигнальной линии стартера и на контроллер системы блокировки зажигания. При заведенном двигателе транспортного средства напряжение с аккумулятора подается на соответствующий разъем заявленного устройства, откуда попадает на входной фильтр и понижающий стабилизатор напряжения. Далее пониженное до необходимого для заряда ионистора напряжение уходит на микросхему контроля питания и мониторинга, для которой обратной связью является сигнал со стартера и сигнал с терморезистора. Напряжение со стабилизатора и сигнал включения активизируют микросхему заряда ионистора, контролирующую показатели ионистора во время заряда для корректной зарядки, т.к. емкость ионистора очень велика по сравнению с обычными конденсаторами. При отключении стартера микросхема контроля питания и мониторинга некоторое время держит устройство блокировки зажигания разблокированным (для защиты от случайной ситуации, при которой автомобиль “глохнет” в потоке), после чего отключает транзисторную сборку, которая по умолчанию подтянута к линии питания с ионистора. При отключении модуля бесперебойного питания от аккумулятора, например, во время проведения ТО, микросхема контроля питания и мониторинга также автоматически подтягивает затворы транзисторов к открытию на основное напряжение питания с ионистора, что позволяет питать контроллер устройства блокировки зажигания до момента разряда ионистора (от 15 до 60 мин в зависимости от емкости ионистора и уровня его заряда). При подключении аккумулятора обратно включается микросхема контроля питания и мониторинга, которая в свою очередь включает транзисторную сборку на работу напрямую от аккумулятора, размыкая цепь питания от ионистора, и включает зарядку ионистора.
Таким образом, заявленная полезная модель обеспечивает длительную работу нагрузки при отключенном штатном питании.