PL214157B1 - Uklad zasilania gwarantowanym napieciem stalym - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób i układ zasilania gwarantowanym napięciem stałym mający zastosowanie w obiektach, w których są stosowane baterie VRLA, zwłaszcza w dziedzinie telekomunikacji.

Znany układ pracy buforowej na wprost składa się z siłowni prądu stałego, co najmniej dwóch baterii akumulatorów oraz odbiorów połączonych równolegle. W układach tych mogą być stosowane baterie klasyczne (otwarte) lub VRLA (zamknięte). W przypadku stosowania baterii VRLA wymaga się okresowego ładowania wyrównawczego baterii podwyższonym napięciem. Układ pracy buforowej na wprost zapewnia takie ładowanie ale dwóch baterii nie odłączonych od odbioru.

Znany z opisu patentowego nr 143 052 układ siłowni prądu stałego o maksymalnym napięciu ładowania składa się z dwóch szeregowo połączonych zespołów prostownikowych, głównego i dodawczego, półprzewodnikowego zaworu, stabilizatora napięcia, baterii akumulatorów oraz odbioru. Zespół prostownikowy główny, o stabilizowanym napięciu wyjściowym, poprzez półprzewodnikowy zawór zasila odbiór, natomiast na zaciski baterii podawane jest napięcie z dwóch szeregowo połączonych zespołów prostownikowych, głównego i dodawczego, o stabilizowanym napięciu wyjściowym, zapewnia wymagane napięcie dla danego typu baterii. Tranzystorowy stabilizator napięcia zapewnia bezprzerwowe zasilanie odbioru 6 po zaniku napięcia sieci. Układ siłowni nie ma możliwości zmiany konfiguracji w czasie eksploatacji.

Znany z opisu patentowego nr 153 914 układ bezprzerwowego zasilania urządzeń telekomunikacyjnych składa się z zespołu prostownikowego, baterii akumulatorów, półprzewodnikowego zaworu redukcyjnego, przetwornicy dodawczej oraz odbioru. Układ łączy w sobie cechy dwóch znanych systemów zasilania, układu z przetwornicą dodawczą oraz układu z półprzewodnikowym reduktorem napięcia. Podczas pracy buforowej zespół prostownikowy i podłączona do niego równolegle bateria akumulatorów o zmniejszonej liczbie ogniw zasila odbiór (przetwornica dodawcza oraz zawór redukcyjny są zwarte). W czasie pracy bateryjnej, zasilanie odbioru 6 odbywa się z baterii 2 z włączoną w szereg z nią przetwornicą dodawczą, przy zwartym zaworze redukcyjnym. W początkowym stadium ładowania baterii z zespołu prostownikowego, przetwornica dodawcza jest włączona, a zawór redukcyjny zwarty, natomiast pod koniec ładowania baterii przetwornica dodawcza jest wyłączona, a włączony zawór redukcyjny.

Znane z literatury układy zasilania gwarantowanym napięciem stałym składające się z siłowni prądu stałego, co najmniej dwóch baterii akumulatorów oraz odbioru, mają wadę polegającą na braku możliwości zmiany konfiguracji układu w czasie normalnej eksploatacji w taki sposób, aby była możliwość okresowych badań oraz zabiegów konserwacyjnych jednej baterii, zwłaszcza VRLA, z wykorzystaniem do tego celu urządzeń systemu zasilania, przy równoczesnym zasilaniu z tych urządzeń odbioru współpracującego buforowo z baterią drugą.

W ostatnich latach pojawił się problem przedwczesnej utraty pojemności baterii VRLA. Badania wykazały, że przyczyną tego zjawiska jest niedoładowanie płyt ujemnych. Zmniejszenie skutków tego zjawiska w warunkach eksploatacji jest okresowe stosowanie ładowania wyrównawczego jednej baterii nieodłączonej od odbioru, czego znane układy nie umożliwiają.

Układ zasilania gwarantowanym napięciem stałym według wynalazku charakteryzuje się tym, siłownia prądu stałego jest połączona równolegle z odbiorem oraz z baterią akumulatorów pierwszą i z baterią akumulatorów drugą, oraz poprzez tablicę pośredniczącą jest połączona z przetwornicą dodawczo-odjemczą, przy czym wyjście usytuowanego w siłowni prądu stałego bezpiecznika pierwszego połączone z minusem baterii akumulatorów pierwszej połączone jest również z zaciskiem pierwszym tablicy pośredniczącej, zaś wyjście bezpiecznika drugiego połączone z minusem baterii akumulatorów drugiej połączone jest również z zaciskiem drugim tablicy pośredniczącej, natomiast połączone z minusem siłowni prądu stałego wejścia bezpiecznika pierwszego i bezpiecznika drugiego są połączone z zaciskiem trzecim tablicy pośredniczącej, a na wyjściu tablicy pośredniczącej gniazdo pierwsze baterii akumulatorów pierwszej i gniazdo drugie baterii akumulatorów drugiej połączone są alternatywnie z wtykiem pierwszym połączonym z zaciskiem pierwszym przetwornicy dodawczo-odjemczej, zaś gniazdo trzecie siłowni prądu stałego połączone jest z wtykiem drugim połączonym z zaciskiem drugim przetwornicy dodawczo-odjemczej.

Zaletą układu według wynalazku jest możliwość okresowego ładowanie baterii wyrównawczego podwyższonym napięciem w stosunku do napięcia odbioru z siłowni prądu stałego, która w tym sa

PL214 157B1 mym czasie zasila odbiór, współpracując buforowo z baterią drugą. Ponadto układ umożliwia wyładowanie kontrolne jednej, dowolnie wybranej baterii prądem pobieranym przez odbiór.

Zaletą układu według wynalazku jest możliwość zmiany konfiguracji układu w warunkach eksploatacji w taki sposób, aby była możliwość okresowego ładowania alternatywnie baterii akumulatorów pierwszej lub baterii akumulatorów drugiej, nieodłączonej od odbioru, a ponadto możliwość kontrolnego wyładowanie jednej baterii akumulatorów pierwszej lub baterii akumulatorów drugiej prądem odbioru oraz ładowanie powrotne uprzednio wyładowanej baterii akumulatorów pierwszej lub baterii akumulatorów drugiej z siłowni prądu stałego buforowo współpracującej z baterią akumulatorów drugą lub baterią akumulatorów pierwszą.

Układ zasilania gwarantowanym napięciem stałym według wynalazku jest przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku stanowiącym schemat blokowy układu.

W układzie zasilania gwarantowanym napięciem stałym według wynalazku siłownia prądu stałego 3 jest połączona równolegle z odbiorem 4 oraz z baterią akumulatorów pierwszą 1_ i z baterią akumulatorów drugą 2, oraz poprzez tablicę pośredniczącą 5 jest połączona z przetwornicą dodawczo-odjemczą 6. Wyjście usytuowanego w siłowni prądu stałego 3 bezpiecznika pierwszego B1 połączone z minusem -Bat baterii akumulatorów pierwszej 1 połączone jest również z zaciskiem pierwszym -B1 tablicy pośredniczącej 5, zaś wyjście bezpiecznika drugiego B2 połączone z minusem -Bat baterii akumulatorów drugiej 2 połączone jest również z zaciskiem drugim B2 tablicy pośredniczącej 5, natomiast połączone z minusem -Sił siłowni prądu stałego 3 wejścia bezpiecznika pierwszego B1 i bezpiecznika drugiego B2 są połączone z zaciskiem trzecim -Sił tablicy pośredniczącej 5. Na wyjściu tablicy pośredniczącej 5 gniazdo pierwsze G1 baterii akumulatorów pierwszej 1_ i gniazdo drugie G2 baterii akumulatorów drugiej 2 połączone są alternatywnie z wtykiem pierwszym S1 połączonym z zaciskiem pierwszym -Bat przetwornicy dodawczo-odjemczej 6, zaś gniazdo trzecie G3 siłowni prądu stałego 3 połączone jest z wtykiem drugim S2 połączonym z zaciskiem drugim -Sił przetwornicy dodawczo-odjemczej 6.

Układ służy do okresowego ładowania alternatywnie baterii akumulatorów pierwszej 1_ lub baterii akumulatorów drugiej 2, nieodłączonej od odbioru 4, podwyższonym napięciem w stosunku do napięcia pracy buforowej z siłowni prądu stałego 3, która równocześnie zasila odbiór 4 współpracując buforowo z baterią akumulatorów drugą 2 lub baterią akumulatorów pierwszą 1_. Zmiana konfiguracji układu zasilania w warunkach eksploatacji jest realizowana dzięki zastosowaniu przetwornicy dodawczo-odjemczej 6, która na czas ładowania (wyładowania) jest włączona w obwód baterii akumulatorów pierwszej 1 lub baterii akumulatorów drugiej 2. Układ umożliwia także kontrolne wyładowanie jednej baterii akumulatorów pierwszej 1_ lub baterii akumulatorów drugiej 2 prądem odbioru 4 oraz ładowanie powrotne uprzednio wyładowanej baterii akumulatorów pierwszej 1_ lub baterii akumulatorów drugiej 2 z siłowni prądu stałego 3 buforowo współpracującej z baterią akumulatorów drugą 2 lub baterią akumulatorów pierwszą 1_. W czasie ładowania wyrównawczego (powrotnego) jednej baterii akumulatorów pierwszej 1 lub baterii akumulatorów drugiej 2 oraz wyładowania kontrolnego tej baterii, bezpiecznik pierwszy B1 ładowanej baterii akumulatorów pierwszej 1 jest wyjęty, a w obwód tej baterii jest włączona przetwornica dodawczo-odjemcza 6 poprzez gniazdo pierwsze G1 baterii akumulatorów pierwszej 1_ na wyjściu tablicy pośredniczącej 5 i wtyk pierwszy S1 lub alternatywnie bezpiecznik drugi B2 ładowanej baterii akumulatorów drugiej 2 jest wyjęty, a w obwód tej baterii jest włączona przetwornica dodawczo-odjemcza 6 poprzez gniazdo drugie G2 baterii akumulatorów drugiej 2 na wyjściu tablicy pośredniczącej 5 i wtyk drugi S2. Suma napięcia siłowni i przetwornicy dodawczo-odjemczej 6 podawana jest na zaciski ładowanej (wyładowywanej) baterii akumulatorów pierwszej 1 lub baterii akumulatorów drugiej 2 i poprzez sterowanie przetwornicy dodawczo-odjemczej 6 uzyskiwane jest wymagane napięcie baterii akumulatorów pierwszej 1_ lub baterii akumulatorów drugiej 2 w czasie ładowania (wyładowywania). Tablica pośrednicząca 5 umożliwia połączenie ładowanej (wyładowywanej) baterii akumulatorów pierwszej 1. lub baterii akumulatorów drugiej 2 z przetwornicą dodawczo-odjemczą 6.

Claims (1)

1. Układ zasilania gwarantowanym napięciem stałym zawierający siłownię prądu stałego oraz baterie akumulatorów, przetwornicę i odbiór, znamienny tym, że siłownia prądu stałego (3) jest połączona równolegle z odbiorem (4) oraz z baterią akumulatorów pierwszą (1.) i z baterią akumulatorów drugą (2), oraz poprzez tablicę pośredniczącą (5) jest połączona z przetwornicą dodawczo-odjemczą (6), przy

   PL214 157B1 czym wyjście usytuowanego w siłowni prądu stałego (3) bezpiecznika pierwszego (BI.) połączone z minusem (-Bat) baterii akumulatorów pierwszej (1) połączone jest również z zaciskiem pierwszym (-B1) tablicy pośredniczącej (5), zaś wyjście bezpiecznika drugiego (B2) połączone z minusem (-Bat) baterii akumulatorów drugiej (2) połączone jest również z zaciskiem drugim (-B2) tablicy pośredniczącej (5), natomiast połączone z minusem (-Sił) siłowni prądu stałego (3) wejścia bezpiecznika pierwszego (B1) i bezpiecznika drugiego (B2) są połączone z zaciskiem trzecim (-Sił) tablicy pośredniczącej (5), a na wyjściu tablicy pośredniczącej (5) gniazdo pierwsze (G1) baterii akumulatorów pierwszej (1.) i gniazdo drugie (G2) baterii akumulatorów drugiej (2) połączone są alternatywnie z wtykiem pierwszym (SI) połączonym z zaciskiem pierwszym (-Bat) przetwornicy dodawczo-odjemczej (6), zaś gniazdo trzecie (G3) siłowni prądu stałego (3) połączone jest z wtykiem drugim (S2) połączonym z zaciskiem drugim (-Sił) przetwornicy dodawczo-odjemczej (6).