Система бесперебойного питания

(51) 02 9/04 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ автоматизированного управления, медицинских приборов жизнеобеспечения при долговременном отсутствии сетевого напряжения. Технический результат расширение технологических возможностей системы и обеспечение зарядки накопителя энергии при отсутствии напряжения в сети - достигается тем, что в системе бесперебойного питания, содержащей накопитель энергии, зарядное устройство в виде электрической сети и инвертор для стабилизации напряжения, подаваемого потребителю, при этом накопителем энергии служит аккумулятор, согласно изобретению, она снабжена контроллером, а в качестве зарядного устройства дополнительно использован фотоэлектрический преобразователь солнечная батарея.(57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к системам бесперебойного питания потребителей и может быть использовано для обеспечения питания систем отопления домов или коттеджей, аварийном питании ответственных узлов аппаратуры, систем противопожарной и охранной сигнализации и защиты,пультов Изобретение относится к электротехнике, в частности к системам бесперебойного питания потребителей и может быть использовано для обеспечения питания систем отопления домов или коттеджей, аварийном питании ответственных узлов аппаратуры, систем противопожарной и охранной сигнализации и защиты,пультов автоматизированного управления, медицинских приборов жизнеобеспечения при долговременном отсутствии сетевого напряжения. Известна система бесперебойного питания,содержащая последовательно соединенные выпрямитель и инвертор, источник постоянного тока, включенный через быстродействующий ключ,и его зарядное устройство. В качестве источника постоянного тока использован емкостный накопитель, который одним из выводов соединен через дополнительно введенное сопротивление с зарядным устройством и через вновь введенный разделительный полупроводниковый прибор с выпрямителем. В систему введен блок контроля параметров емкостного накопителя, соединенный с инвертором (Патент РФ 2032975, кл. Н 02 9/06,1995). Зарядное устройство данной системы работает от сети, что сужает ее технологические возможности. При длительном отсутствии напряжения в сети зарядное устройство не сможет выполнить свои функции. Известна система бесперебойного питания,содержащая выпрямитель, к выходу которого последовательно подключены накопитель энергии постоянного тока и потребитель. Между потребителем и выпрямителем включен регулируемый инвертор, с помощью которого стабилизируют постоянное напряжение, подаваемое потребителю. В случае применения низковольтного аккумулятора (12 В) к его выходу подключен инвертор, преобразующий напряжение 12 В в напряжение 300-310 В. Аккумулятор (накопитель) заряжают от сети посредством зарядного устройства. В качестве накопителя энергии постоянного тока в зависимости от возможных перерывов в сети могут быть использованы либо электролитические конденсаторы,либо молекулярные накопители, либо аккумуляторные батареи (Патент РФ 2242833, кл. Н 02 9/04, 2004). Недостатком данной системы является возможность зарядки аккумулятора (накопителя) только от электрической сети. Это сужает технологические возможности системы, так как при длительном отсутствии напряжения в сети зарядка аккумулятора невозможна. Задачей изобретения является разработка системы бесперебойного питания для отопления домов или коттеджей, аварийном питании ответственных узлов аппаратуры,систем противопожарной и охранной сигнализации и защиты, пультов автоматизированного управления,медицинских приборов жизнеобеспечения и других объектов при долговременном отсутствии сетевого напряжения. Технический результат расширение технологических возможностей системы и обеспечение зарядки накопителя энергии при отсутствии напряжения в сети - достигается тем, что в системе бесперебойного питания, содержащей накопитель энергии, зарядное устройство в виде электрической сети и инвертор для стабилизации напряжения,подаваемого потребителю, при этом накопителем энергии служит аккумулятор,согласно изобретению, она снабжена контроллером, а в качестве зарядного устройства дополнительно использован фотоэлектрический преобразователь солнечная батарея. Изобретение поясняется чертежом, где на фиг.1 представлена схема устройства на фиг.2 - схема инвертора(преобразователя постоянного напряжения 12 В в переменное 220 В). Система бесперебойного питания содержит накопитель энергии 1, зарядное устройство 2,регулируемый инвертор 3 для стабилизации напряжения,подаваемого потребителю,и контроллер 4. Накопителем энергии 1 служит аккумулятор, а в качестве зарядного устройства 2 использованы фотоэлектрические преобразователи в виде солнечных батарей. При отсутствии сетевого напряжения реле 5 обесточено, его контакты 6 замкнуты и на инвертор 3 поступает ток от аккумулятора 1. Через замкнутые контакты 7 напряжение 220 В с инвертора поступает на выход блока бесперебойного питания. При появлении напряжения в сети реле 5 срабатывает,его контакты 6 размыкаются, инвертор 3 обесточивается, а контакты 7 переключают подачу сетевого напряжения напрямую на выход блока бесперебойного питания. Инвертор включает задающий генератор на коллекторах 8 и 9 (1,2) соответственно,силовую цепь - транзисторы 10-15 (3 - 8),резисторы 16 - 23 ( - 8), конденсаторы 24 - 27(С 1-С 4), трансформатор с обмотками 28, 29, 30,диоды 31 - 36. Работает система следующим образом. В некоторых случаях требуется обеспечить питание аппаратуры при долговременном отсутствии сетевого напряжения, например, систем отопления домов или коттеджей, аварийном питании ответственных узлов аппаратуры, систем противопожарной и охранной сигнализации и защиты, пультов автоматизированного управления,медицинских приборов жизнеобеспечения или других объектов. В таких случаях используют предлагаемую систему бесперебойного питания с накопителем энергии 1 - аккумуляторами большой емкости. Для таких аккумуляторов требуются и соответствующие зарядные устройства 2, роль которых выполняют фотоэлектрические преобразователи в виде солнечных батарей. Фотоэлектрический преобразователь - это генератор электрического тока, который будет заряжать аккумулятор 1, экономя сетевую электроэнергию, а при отсутствии активного солнечного излучения (в пасмурную погоду и в ночное время) аккумулятор 1 будет заряжаться в обычном режиме от сетевого напряжения. В связи с этим в цепь добавляют контроллер 4 заряда/разряда,который используются в солнечных электрических системах. Задачи такого контроллера заключаются в следующем подача стабильного напряжения от фотоэлектрического преобразователя 2 для заряда аккумулятора 1 отключение подачи напряжения при достижении полного заряда аккумулятора 1- отключение подачи питания от аккумулятора 1 при глубине разряда, достигающей заданного уровня (обычно он устанавливается на уровне 30 для необслуживаемых гелиевых аккумуляторов). При отсутствии сетевого напряжения реле 5 обесточено, его контакты 6 замкнуты и на инвертор 3 поступает ток от аккумулятора 1. Через замкнутые контакты 7 напряжение 220 В с инвертора поступает на выход блока бесперебойного питания. При появлении напряжения в сети реле 5 срабатывает,его контакты 6 размыкаются, инвертор 3 обесточивается, а контакты 7 переключают подачу сетевого напряжения напрямую на выход блока бесперебойного питания. После включения постоянного напряжения питания, задающий генератор на транзисторах 8, 9 начинает генерировать управляющие импульсы. Эти импульсы через резистор 20 и конденсатор 26 подаются на одно плечо силовой цепи, а через резистор 21 и конденсатор 27 - на второе. Когда на коллекторе 8 - высокий уровень (логическая 1), а на коллекторе 9 - низкий уровень (0), транзисторы 11, 13, 15 открыты, и ток течет по цепиисточника питания - обмотка 29 - переход коллектор-эмиттер транзистора 15 - - источника питания. В этот момент транзисторы 10, 12, 14 закрыты. В следующий момент на коллекторе 9 будет 1, а на коллекторе 8 - 0. Транзисторы 10,12, 14 открыты, и ток потечет по цепи источника питания - обмотка 28 - переход коллектор-эмиттер 14 источника питания. Транзисторы 11, 13, 15 закрыты. Благодаря этому, к первичной обмотке выходного трансформатора прикладывается переменное напряжение прямоугольной формы,амплитуда которого примерно равна напряжению питания. Создаваемое в магнитопроводе магнитное поле индуцирует во вторичной обмотке электродвижущую силу,величина которой определяется числом витков вторичной обмотки 30. Диоды 31 (1) и 32 (2) служат для предотвращения выбросов напряжения отрицательной амплитуды при работе задающего генератора, а диоды 33 (3) и 34 (4) предохраняют от пробоя мощные транзисторы в силовой цепи на холостом ходу (при отсутствии нагрузки во вторичной обмотке трансформатора). ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Система бесперебойного питания, содержащая накопитель энергии, зарядное устройство в виде электрической сети и инвертор для стабилизации напряжения, подаваемого потребителю, при этом накопителем энергии служит аккумулятор,отличающаяся тем,что она снабжена контроллером, а в качестве зарядного устройства дополнительно использован фотоэлектрический преобразователь - солнечная батарея.