Устройство бесперебойного питания для микроконтроллеров

(2009.01), 06 1/18 (2009.01), 05 9/03 (2009.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ Устройство бесперебойного питания для микроконтроллеров содержит выпрямитель 1,подключенный к линии питания 2, зарядное устройство 5, аккумуляторную батарею 6, с которой соединен один выход зарядного устройства 5. Отличие предлагаемого устройства заключается в том,что оно дополнительно содержит трансформатор тока 1, стабилизатор 4 и измеритель уровня заряда батареи 8. При этом выпрямитель 3 подключен к линии питания 2 через трансформатор тока 1, выход выпрямителя 3 соединен с входом стабилизатора 4, выход которого подключен к зарядному устройству 5, а зарядное устройство 5 выполнено с коммутатором и его второй выход соединен с измерителем уровня заряда батареи 8, а третий - с микроконтроллером 7, выход измерителя уровня заряда батареи 8 подключен к информационному входу микроконтроллера 7.(72) Биттеев Шамай Бекжанович Куликов Андрей Александрович Телтаев Багдат Бурхамбайулы Кисманова Айгерим Абилкасимовна(73) Биттеев Шамай Бекжанович Куликов Андрей Александрович(56) Патент на полезную модель РФ 56086, 02 9/06, 27.08.2006(54) УСТРОЙСТВО БЕСПЕРЕБОЙНОГО ПИТАНИЯ ДЛЯ МИКРОКОНТРОЛЛЕРОВ(57) Изобретение относится к области электроники,а именно к устройствам бесперебойного питания,предназначенным для использования в устройствах на основе микроконтроллеров с малым энергопотреблением. Техническим результатом изобретения является упрощение конструкции, контроль над зарядкой батареи и снижение уровня помех. 22691 Изобретение относится к области электроники, а именно к устройствам бесперебойного питания,предназначенным для использования в устройствах на основе микроконтроллеров с малым энергопотреблением. Известно устройство бесперебойного питания(Пат. Российской Федерации 2032975, МПК 02 9/06, публ. 10.04.1995 г.). Оно содержит силовой выпрямитель, зарядное устройство, инвертор,быстродействующий ключ, цепь заряда накопителя,которая состоит из последовательно соединенных диода, анод которого подключен к положительному полюсу силового выпрямителя,резистора,накопителя, подключенного к резистору и отрицательному полюсу силового выпрямителя, и цепь подзаряда, состоящую из последовательно соединенных резистора и накопителя, при этом положительный полюс зарядного устройства подключен к катоду диода, а отрицательный полюс зарядного устройства и силового выпрямителя объединены. Установлен также блок контроля параметров емкостного накопителя. Устройство позволяет повысить надежность и улучшить эксплутационно-технические показатели,но у него отсутствует предупреждение о разрядке и нет контроля над разрядкой батареи, а также для него характерен высокий уровень помех. В качестве наиболее близкого аналога выбрано устройство бесперебойного питания, приведенное в патенте на полезную модель Российской Федерации 56086 (МПК 02 9/06, публ. 27.08.2006 г.). Оно содержит основной и резервный источники питания. Основной источник питания включает выпрямитель,к выходу которого подключен емкостной накопитель энергии постоянного тока,и регулируемый высокочастотный вольтдобавочный конвертор, соединенный с выходом выпрямителя. Резервный источник питания включает низковольтный аккумулятор, подключенный к сети переменного тока через зарядное устройство, и повышающий конвертор, вход которого соединен с выходом аккумулятора. Выходы конверторов основного и резервного источников питания подключены к соответствующим входам схемы ИЛИ, а выход схемы ИЛИ соединен со входом сетевого блока питания. Резервный источник питания служит в качестве резервного накопителя энергии. Устройство позволяет накапливать резервную энергию и стабилизировать напряжение резервного накопителя энергии. Наличие накопителя энергии исключает перерывы в электропитании при сбоях сетевого напряжения и увеличивает время бесперебойной работы. Недостатками известного устройства является его сложность,недостаточная наджность из-за отсутствия предупреждения о разрядке и контроля над разрядкой батареи, высокий уровень помех. В основу изобретения положена задача создания устройства бесперебойного питания для микроконтроллеров, имеющего несложную и более наджную конструкцию, обеспечивающее контроль над разрядкой батареи и низкий уровень помех. 2 Технический результат упрощение конструкции, повышение наджности и снижение уровня помех. Для достижения этого технического результата в устройстве бесперебойного питания для микроконтроллеров, содержащем выпрямитель,подключенный к линии питания, зарядное устройство, аккумуляторную батарею, с которой соединен один выход зарядного устройства,согласно изобретению, дополнительно содержит трансформатор тока, стабилизатор и измеритель уровня заряда батареи, при этом выпрямитель подключен к линии питания через трансформатор тока, выход выпрямителя соединен с входом стабилизатора, выход которого подключен к зарядному устройству, а зарядное устройство выполнено с коммутатором и его второй выход соединен с измерителем уровня заряда батареи, а третий - с микроконтроллером, выход измерителя уровня заряда батареи подключен к информационному входу микроконтроллера. Изобретение поясняется чертежом, на котором изображена блок - схема устройства бесперебойного питания. Устройство бесперебойного питания содержит трансформатор тока 1, его первичная обмотка соединена линией питания 2 с источником питания(не показан), выпрямитель 3, стабилизатор 4,зарядное устройство с коммутатором 5,аккумуляторную батарею 6, нагрузку, в качестве которой выступает устройство на микроконтроллере 7, и измеритель уровня заряда батареи 8. Трансформатор тока 1 имеет очень маленькую межобмоточную емкость,что позволяет значительно уменьшить уровень различных помех,проникающих как со стороны устройства с микроконтроллером в линию питания, так и с линии питания в устройство с микроконтроллером без усложнения схемы устройства. Вторичная обмотка трансформатора 1 присоединена к выпрямителю 3. В трансформаторе тока 1 электрическое поле,образовавшееся вокруг линии питания 2 вследствие протекания по нему переменного тока,преобразуется в переменное напряжение. Выпрямитель 3 преобразует переменное напряжение в постоянное. Выход выпрямителя 3 соединен с входом стабилизатора 4. Выход стабилизатора 4 соединен с зарядным устройством с коммутатором 5. Зарядное устройство выполнено с коммутатором. Зарядное устройство с коммутатором 5 обеспечивает необходимые условия для работы аккумуляторной батареи 6, такие как необходимый ток зарядки,не допускает избыточную зарядку аккумуляторной батареи, не допускает глубокую разрядку аккумуляторной батареи и т.д. Измеритель уровня заряда батареи 8 дает информацию устройству на микроконтроллере об уровне зарядки аккумуляторной батареи 6 . Зарядное устройство с коммутатором 5 имеет три выхода первый выход подключен к аккумуляторной батарее 6 второй - к входу питания устройства на микроконтроллере 7 третий - к измерителю уровня заряда батареи 8. Выход 22691 измерителя уровня заряда батареи 8 подключен к информационному входу устройства на микроконтроллере 7. Устройство работает следующим образом. При протекании переменного тока по линии питания 2, которая образует первичную обмотку трансформатора тока 1, вокруг линии образуется переменное электромагнитное поле. Переменное электромагнитное поле создает во вторичной обмотке трансформатора тока 1 переменное напряжение,которое поступает на вход выпрямителя 3, где преобразуется в постоянное напряжение. Постоянное напряжение с выпрямителя 3 поступает на вход стабилизатора 4, где преобразуется в необходимое постоянное напряжение для питания устройства на микроконтроллере 7 и зарядки аккумуляторной батареи 6. Далее постоянное напряжение поступает на вход зарядного устройства с коммутатором 5. Зарядное устройство обеспечивает необходимые условия для зарядки и эксплуатации аккумуляторной батареи 6,а коммутатор переключает в случае отсутствия питания со стабилизатора 4, на питание от аккумуляторной батареи 6 устройства на микроконтроллере 7. Функция коммутатора заключается в том, что в случае если питание поступает со стабилизатора 4,оно непосредственно должно быть подано на устройство на микроконтроллере 7, а на аккумуляторную батарею 6 только в случае если необходима подзарядка, В случае если со стабилизатора 4 напряжение питания не поступает на устройство на микроконтроллере 7, то оно подается с аккумуляторной батареи 6. Измеритель уровня зарядки аккумуляторной батареи 8 необходим для того, чтобы устройство на микроконтроллере 7 могло информировать пользователя о разрядке аккумуляторной батареи 6 для исключения возможной потери информации, с которой работает устройство на микроконтроллере 7. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Устройство бесперебойного питания для микроконтроллеров, содержащее выпрямитель,подключенный к линии питания, зарядное устройство, аккумуляторную батарею, с которой соединен один выход зарядного устройства,отличающееся тем, что дополнительно содержит трансформатор тока, стабилизатор и измеритель уровня заряда батареи, при этом выпрямитель подключен к линии питания через трансформатор тока, выход выпрямителя соединен с входом стабилизатора, выход которого подключен к зарядному устройству, а зарядное устройство выполнено с коммутатором и его второй выход соединен с измерителем уровня заряда батареи, а третий - с микроконтроллером, выход измерителя уровня заряда батареи подключен к информационному входу микроконтроллера.