инвертор с защитой входа от перегрузок по току

Формула изобретения

1. Инвертор-преобразователь постоянного напряжения в переменное с защитой входа от перегрузок по току, содержащий входные выводы, предназначенные для питания инвертора от аккумуляторной батареи; выводы выходного переменного напряжения инвертора; электронную схему преобразования постоянного напряжения в переменное, на вход которой с входных выводов подается постоянное напряжение, а с выхода снимается переменное напряжение; конденсатор, подсоединенный параллельно входу электронной схемы преобразования постоянного напряжения в переменное; электрическая цепь для подачи питания на вход упомянутой электронной схемы и на конденсатор, через которую электронная схема преобразования постоянного напряжения в переменное входом подсоединена к входному выводу для подключения аккумуляторной батареи, и состоящую из последовательно соединенных ограничителя тока заряда конденсатора и первого коммутирующего устройства, предназначенного для подключения и отключения питания электронной схемы преобразования постоянного напряжения в переменное; отличающийся тем, что первое коммутирующее устройство содержит схему запрета выключения этого коммутирующего устройства при работающей электронной схеме преобразования постоянного напряжения в переменное и имеет по меньшей мере два управляющих входа, к его первому управляющему входу подсоединен пусковой выключатель, предназначенный для общего включения и выключения инвертора, а второй управляющий вход первого коммутирующего устройства является входом схемы запрета выключения первого коммутирующего устройства при работающей упомянутой электронной схеме преобразования постоянного напряжения в переменное и подсоединен к упомянутой электронной схеме преобразования постоянного напряжения в переменное; схема запрета выключения первого коммутирующего устройства входом соединена с упомянутой электронной схемой преобразования постоянного напряжения в переменное и выполнена с возможностью подачи разрешающего сигнала на отключение питания первым коммутирующим устройством только после корректного завершения работы электронной схемы преобразования постоянного напряжения в переменное; кроме того, введено второе коммутирующее устройство, включающее в себя шунтирующее реле с нормально разомкнутыми контактами, выводы которых подсоединены параллельно ограничителю тока заряда конденсатора; введено средство задержки включения шунтирующего реле, предназначенное для обеспечения включения этого реле через определенное время после включения первого коммутирующего устройства, когда пусковой ток заряда конденсатора уменьшится до заданной допустимой величины; кроме того, введено средство запрета отключения шунтирующего реле при работающем инверторе, подсоединенное входом к тем цепям электронной схемы преобразования постоянного напряжения в переменное, по которым передаются сигналы об исправной работе инвертора.

2. Инвертор по п.1, отличающийся тем, что средство задержки включения шунтирующего реле выполнено с постоянным, заранее установленным временем задержки включения упомянутого шунтирующего реле.

3. Инвертор по п.1, отличающийся тем, что средство задержки включения шунтирующего реле выполнено в виде электронного реле времени, включающего в себя компаратор напряжения, входы которого подсоединены к упомянутому конденсатору, который при этом использован в качестве времязадающего элемента реле времени, и источнику порогового напряжения срабатывания этого реле времени.

4. Инвертор по п.3, отличающийся тем, что источник порогового напряжения выполнен в виде источника стабильного постоянного напряжения.

5. Инвертор по п.3, отличающийся тем, что источник порогового напряжения выполнен в виде запоминающего устройства, вход которого соединен с входными выводами инвертора, предназначенными для подключения аккумуляторной батареи, а выход соединен с входом компаратора напряжения упомянутого электронного реле времени, и запоминающее устройство выполнено с возможностью запоминать напряжение на аккумуляторной батарее до замыкания первого коммутирующего устройства.

6. Инвертор по п.1, отличающийся тем, что токоограничивающий элемент для предварительного заряда конденсатора содержит прибор, у которого сопротивление протекающему через него току уменьшается при уменьшении тока.

7. Инвертор по п.1, отличающийся тем, что токоограничивающий элемент для предварительного заряда конденсатора выполнен в виде электронного источника тока.

8. Инвертор по п.1, отличающийся тем, что содержит средство для автоматического разряда конденсатора после размыкания первого коммутирующего устройства, включающее в себя разрядную цепь и третье коммутирующее устройство для подключения и отключения разрядной цепи, и вход управления этим коммутирующим устройством связан с выходом первого коммутирующего устройства, причем третье коммутирующее устройство выполнено с возможностью включения разрядной цепи только при разомкнутом состоянии первого коммутирующего устройства.

Описание изобретения к патенту

Инверторы и агрегаты бесперебойного питания, содержащие инверторы, а также многие другие устройства с автономным питанием, обычно содержат на входе конденсаторы большой емкости для защиты от скачков напряжения и фильтрации помех.

Однако в момент включения ток заряда конденсатора превышает допустимый для аккумулятора ток нагрузки, что резко уменьшает срок службы аккумулятора. Например, согласно патенту США 5619076 [1], в конкретном применении в агрегате бесперебойного питания при подключении батареи 48 В начальный ток заряда конденсаторов составляет 2800 А.

Известны классические схемы защиты от недопустимых бросков тока с применением токоограничивающих сопротивлений, дросселей. Например, в [2] для среднего потребляемого тока 0,1 А буферный электролитический конденсатор имеет емкость 10000 или более микрофарад. С целью ограничения импульсного тока через батарею аккумуляторов к конденсатору она подключена через резистор сопротивлением 1-3 Ом и дроссель, содержащий 10-20 витков провода. Недостаток - наличие потерь энергии на резисторе и дросселе в цепях питания не только при больших импульсных токах, но постоянно, в течение всей работы системы.

Этот недостаток устранен в патенте США №5619076 [1], являющемся наиболее близким аналогом заявляемого изобретения. Согласно этому патенту токоограничивающий резистор кратковременно включается в цепь заряда конденсатора, а затем аккумуляторная батарея подключается непосредственно параллельно конденсатору. Конструктивно - это шток, при перемещении которого последовательно срабатывают электрические выключатели, размещенные на его пути. Недостаток - очень сложная механическая система с выключателями, включаемая вручную, которая имеет практически ненормируемые параметры: скорость включения и напряжение, до которого заряжается конденсатор в момент прямого подключения к аккумуляторной батарее без ограничения тока.

Задача заключается в уменьшении времени заряда конденсатора до напряжения, достаточного для устойчивого пуска инвертора, при непревышении допустимого импульсного тока разряда аккумуляторной батареи.

С этой целью предложено время предварительного заряда конденсатора, по завершении которого запускается инвертор, оптимизировать следующим образом.

Предложенный инвертор - преобразователь постоянного напряжения в переменное с защитой входа от перегрузок по току содержит следующее:

Входные выводы, предназначенные для питания инвертора от аккумуляторной батареи.

Выводы выходного переменного напряжения инвертора.

Электронную схему преобразования постоянного напряжения в переменное, на вход которой с входных выводов подается постоянное напряжение, а с выхода снимается переменное напряжение.

Конденсатор, подсоединенный параллельно входу электронной схемы преобразования постоянного напряжения в переменное.

Электрическая цепь для подачи питания на вход упомянутой электронной схемы и на конденсатор, через которую электронная схема преобразования постоянного напряжения в переменное входом подсоединена к входному выводу для подключения аккумуляторной батареи, состоящей из последовательно соединенных: ограничителя тока заряда конденсатора и первого коммутирующего устройства, предназначенного для подключения и отключения питания электронной схемы преобразования постоянного напряжения в переменное.

Отличие предложенного решения от известных заключается в следующем.

Первое коммутирующее устройство содержит схему запрета выключения этого коммутирующего устройства при работающей электронной схеме преобразования постоянного напряжения в переменное и по меньшей мере два управляющих входа. К его первому управляющему входу подсоединен пусковой выключатель, предназначенный для общего включения и выключения инвертора.

А второй управляющий вход первого коммутирующего устройства является входом схемы запрета выключения первого коммутирующего устройства при работающей упомянутой электронной схеме преобразования постоянного напряжения в переменное и подсоединен к упомянутой электронной схеме преобразования постоянного напряжения в переменное. Причем данная схема запрета выключения первого коммутирующего устройства входом соединена с упомянутой электронной схемой преобразования постоянного напряжения в переменное и выполнена с возможностью подачи разрешающего сигнала на отключение питания первым коммутирующим устройством только после корректного завершения работы электронной схемы преобразования постоянного напряжения в переменное.

Кроме того, введено второе коммутирующее устройство, включающее в себя шунтирующее реле с нормально разомкнутыми контактами, выводы которых подсоединены параллельно ограничителю тока заряда конденсатора.

И введено средство задержки включения шунтирующего реле, предназначенное для обеспечения включения этого реле через определенное время после включения первого коммутирующего устройства, когда пусковой ток заряда конденсатора уменьшится до заданной допустимой величины.

Кроме того, введено средство запрета отключения шунтирующего реле при работающем инверторе, подсоединенное входом к тем цепям электронной схемы преобразования постоянного напряжения в переменное, по которым передаются сигналы об исправной работе инвертора.

В частном случае предусмотрено, что средство задержки включения шунтирующего реле выполнено с постоянным, заранее установленным временем задержки включения шунтирующего реле.

В другом частном случае предусмотрено, что средство задержки включения шунтирующего реле выполнено в виде электронного реле времени, включающего в себя компаратор напряжения, входы которого подсоединены к упомянутому конденсатору, который при этом использован и в качестве времязадающего элемента реле времени, и источнику порогового напряжения срабатывания этого реле времени.

Также в частном случае предусмотрено, что источник порогового напряжения выполнен в виде источника стабильного постоянного напряжения.

В частном случае предусмотрен вариант исполнения, по которому источник порогового напряжения выполнен в виде запоминающего устройства, вход которого соединен с входными выводами инвертора, предназначенными для подключения аккумуляторной батареи, а выход соединен с входом компаратора напряжения упомянутого электронного реле времени, и запоминающее устройство выполнено с возможностью запоминать напряжение на аккумуляторной батарее до замыкания первого коммутирующего устройства.

Также в частном случае предусмотрено, что токоограничивающий элемент для предварительного заряда конденсатора содержит прибор, у которого сопротивление протекающему через него току уменьшается при уменьшении тока.

Кроме того, в частном случае предусмотрено также, что токоограничивающий элемент для предварительного заряда конденсатора выполнен в виде электронного источника тока.

Также в частном случае предусмотрено, что инвертор содержит средство для автоматического разряда конденсатора после размыкания первого коммутирующего устройства, включающее в себя разрядную цепь и третье коммутирующее устройство для подключения и отключения разрядной цепи, и вход управления этим коммутирующим устройством связан с выходом первого коммутирующего устройства, причем третье коммутирующее устройство выполнено с возможностью включения разрядной цепи только при разомкнутом состоянии первого коммутирующего устройства.

На фиг.1 изображен инвертор с заданной постоянной задержкой начала преобразования после включения.

На фиг.2 представлен инвертор с заданной постоянной задержкой начала преобразования после его включения и с разрядом конденсатора после выключения первого коммутирующего устройства.

На фиг.3 показан инвертор, в котором задержка начала преобразования после включения инвертора зависит от напряжения на аккумуляторе перед включением первого коммутирующего устройства.

На фиг.4 представлен инвертор с задержкой начала преобразования после включения инвертора в зависимости от напряжения на аккумуляторе перед включением первого коммутирующего устройства и с разрядом конденсатора после выключения первого коммутирующего устройства.

Условные обозначения.

В схемах инвертора, показанных на фиг.1-4, приняты следующие условные обозначения.

1, 2 - входные выводы для питания инвертора от аккумуляторной батареи;

3, 4 - выводы для выходного переменного напряжения инвертора;

5 - электронная схема преобразования постоянного напряжения в переменное;

6 - конденсатор, подсоединенный параллельно электронной схеме преобразования постоянного напряжения в переменное;

7 - первое коммутирующее устройство, предназначенное для подключения и отключения питания электронной схемы преобразования постоянного напряжения в переменное;

8 - ограничитель тока заряда конденсатора, через который электронная схема 5 преобразования постоянного напряжения в переменное подсоединена к входному выводу 2 для подключения аккумуляторной батареи;

9 - пусковой выключатель, предназначенный для общего включения и выключения инвертора;

10 - второе коммутирующее устройство с шунтирующим реле, имеющим нормально разомкнутые контакты;

11 - средство задержки включения шунтирующего реле;

12 - пороговый элемент для задания времени задержки включения шунтирующего реле;

13 - средство запрета отключения шунтирующего реле при работающем инверторе;

14 - средство для автоматического разряда конденсатора 6.

Устройство инвертора.

На фиг.1 представлена схема инвертора-преобразователя постоянного напряжения в переменное с защитой входа от перегрузок по току. Он содержит следующие функциональные узлы и элементы.

1, 2 - входные выводы, предназначенные для подсоединения аккумуляторной батареи для питания инвертора.

3, 4 - выводы выходного переменного напряжения инвертора для подключения нагрузки.

5 - электронная схема преобразования постоянного напряжения аккумуляторной батареи в переменное.

6 - конденсатор, подсоединенный параллельно входу электронной схемы преобразования постоянного напряжения в переменное.

7 - первое коммутирующее устройство, предназначенное для подключения и отключения цепи питания к конденсатору и входу электронной схемы преобразования постоянного напряжения в переменное.

8 - ограничитель тока заряда конденсатора, через который конденсатор и вход электронной схемы 5 преобразования постоянного напряжения в переменное подсоединены к входному выводу 2 для подключения аккумуляторной батареи.

9 - пусковой выключатель, предназначенный для общего включения и выключения инвертора; он подсоединен к первому управляющему входу первого коммутирующего устройства 7 и к цепям управления включением электронной схемы 5 преобразования постоянного напряжения аккумуляторной батареи в переменное.

Второй управляющий вход первого коммутирующего устройства 7 является входом схемы запрета выключения первого коммутирующего устройства при работающей упомянутой электронной схеме преобразования 5 и подсоединен к этой электронной схеме преобразования 5. Данная схема запрета в первом коммутирующем устройстве 7 выполнена с возможностью подачи разрешающего сигнала на отключение питания первым коммутирующим устройством 7 только после корректного завершения работы электронной схемы 5 преобразования постоянного напряжения в переменное.

10 - второе коммутирующее устройство, включающее в себя шунтирующее реле с нормально разомкнутыми контактами, выводы которых подсоединены параллельно ограничителю 8 тока заряда конденсатора 6.

11 - средство задержки включения шунтирующего реле второго коммутирующего устройства 10, предназначенное для обеспечения включения этого реле через определенное время после включения первого коммутирующего устройства 7, когда пусковой ток заряда конденсатора 6 уменьшится до заданной допустимой величины.

Это средство задержки 11 включения шунтирующего реле выполнено в виде электронного реле времени, включающего в себя компаратор напряжения, входы которого подсоединены к упомянутому конденсатору 6, который при этом использован и в качестве времязадающего элемента реле времени, и источнику порогового напряжения срабатывания этого реле времени - пороговому элементу 12.

Пороговый элемент 12 служит для задания необходимого времени задержки включения шунтирующего реле второго коммутирующего устройства 10. При помощи его устанавливается пороговое напряжение, до которого конденсатор 6 заряжается через ограничитель 8 тока заряда этого конденсатора, при достижении равенства напряжения на конденсаторе и порогового напряжения вырабатывается сигнал на включение шунтирующего реле. Выход средства 11 задержки включения шунтирующего реле соединен с управляющим входом электронной схемы 5 преобразования постоянного напряжения в переменное с целью подачи разрешающего сигнала на начало преобразования постоянного напряжения в переменное только после завершения заряда конденсатора 6 через ограничитель 8.

В частном случае подача разрешающего сигнала на управляющий вход электронной схемы 5 о начале преобразования может осуществляться с выхода второго коммутирующего устройства 10, а не со средства 11 задержки включения шунтирующего реле.

13 - средство запрета отключения шунтирующего реле при работающем инверторе, подсоединенное входом к тем цепям электронной схемы 5 преобразования постоянного напряжения в переменное, по которым передаются сигналы об исправной работе инвертора.

В частном случае, при гарантированных стабильных параметрах аккумуляторной батареи, конденсатора и всей системы схема упрощается, и время задержки замыкания контактов шунтирующего реле во втором коммутирующем устройстве 10 задано постоянным, например, с помощью отдельного реле времени любого типа или применением реле с задержкой срабатывания.

В частном случае, пороговый элемент 12 для задания необходимого времени задержки включения шунтирующего реле содержит времязадающую RC-цепь, которой задается необходимое время задержки. При этом средство 11 задержки включения шунтирующего реле имеет постоянное, заранее установленное время задержки включения шунтирующего реле.

В частном случае предусмотрено, что источник порогового напряжения выполнен в виде источника стабильного постоянного напряжения, например стабилитрона.

В частном случае токоограничивающий элемент для предварительного заряда конденсатора содержит прибор, у которого сопротивление протекающему через него току уменьшается при уменьшении тока.

Кроме того, в частном случае токоограничивающий элемент для предварительного заряда конденсатора выполнен в виде электронного источника тока, например, на полевых или иных транзисторах, или на операционном усилителе.

На фиг.2 представлен инвертор с заданной постоянной задержкой начала преобразования после включения и с разрядом конденсатора после выключения. Он представляет вариант исполнения, в котором схема фиг.1 дополнена схемой разряда конденсатора после выключения инвертора. Дополнительно введен функциональный узел 14 - средство для автоматического разряда конденсатора после размыкания первого коммутирующего устройства 7. Включает в себя разрядную цепь, например, в виде резистора и третье коммутирующее устройство для подключения и отключения разрядной цепи. Вход управления третьим коммутирующим устройством связан с выходом первого коммутирующего устройства 7. Третье коммутирующее устройство выполнено с возможностью включения разрядной цепи только при разомкнутом состоянии первого коммутирующего устройства 7, для чего в качестве управляющего сигнала использовано размыкание контактов в первом коммутирующем устройстве 7.

В средстве 14 для автоматического разряда конденсатора разрядная цепь может быть выполнена в виде электронного источника тока; третье коммутирующее устройство может быть выполнена в виде транзисторного ключа.

На фиг.3 показан инвертор с задержкой начала преобразования после включения устройства 7 в зависимости от напряжения на аккумуляторе перед началом преобразования. Источник порогового напряжения 12 выполнен в виде запоминающего устройства, которое запоминает напряжение на аккумуляторной батарее. Вход запоминающего устройства соединен с входными выводами инвертора, предназначенными для подключения аккумуляторной батареи. Выход запоминающего устройства 12 соединен с входом компаратора напряжения, находящегося в средстве 11 задержки включения шунтирующего реле в коммутирующем устройстве 10. Второй вход этого компаратора напряжения подсоединен к конденсатору 6. Запоминающее устройство 12 выполнено с возможностью запоминать напряжение на аккумуляторной батарее до начала работы электронной схемы преобразования постоянного напряжения в переменное.

На фиг.4 представлен инвертор с задержкой начала преобразования после включения в зависимости от напряжения на аккумуляторе перед началом преобразования и с разрядом конденсатора после выключения.

Работа инвертора.

Инвертор по фиг.1 работает следующим образом. На входные выводы 1 и 2, предназначенные для питания инвертора от аккумуляторной батареи, подключают аккумуляторную батарею.

Включают инвертор, для чего замыкают пусковой выключатель 9, предназначенный для общего включения и выключения инвертора. При этом сигнал пуска поступает на первый управляющий вход первого коммутирующего устройства 7, предназначенного для подключения и отключения подачи питания на вход электронной схемы 5 преобразования постоянного напряжения в переменное; сигнал пуска поступает также на управляющий вход электронной схемы 5. Через ограничитель тока 8 начинается заряд конденсатора 6.

Однако электронная схема 5 преобразования постоянного напряжения в переменное при этом еще не включается до тех пор, пока не поступит сигнал о заряде конденсатора 6 и замыкании контактов шунтирующего реле второго коммутирующего устройства 10.

Заряд конденсатора 6 происходит в два этапа. Первый этап - с ограничением зарядного тока до тех пор, пока напряжение на конденсаторе не достигает заданной величины. Порог может быть задан в зависимости от применяемых аккумуляторных батарей, конденсаторов и всей системы целом, с учетом нагрузок на выходе инвертора, и подсоединенных к аккумуляторам помимо инвертора; варианты описаны далее.

Когда напряжение на конденсаторе 6 достигнет величины, соответствующей заданной пороговым элементом 12, срабатывает средство 11 задержки включения шунтирующего реле во втором коммутирующем устройстве 10. Контакты шунтирующего реле второго коммутирующего устройства 10 замыкаются, и далее дозаряд конденсатора 6 происходит без ограничения зарядного тока. С выхода средства 11 задержки включения шунтирующего реле на электронную схему 5 преобразования постоянного напряжения в переменное поступает разрешающий сигнал на начало преобразования постоянного напряжения в переменное. На выходные выводы 3, 4 поступает выходное переменное напряжение инвертора.

Для выключения инвертора размыкают пусковой выключатель 9, предназначенный для общего включения и выключения инвертора. Электронная схема 5 преобразования постоянного напряжения в переменное при этом еще не выключается. Но на электронную схему 5 преобразования постоянного напряжения в переменное поступает сигнал о необходимости завершения преобразования постоянного напряжения в переменное. После корректного завершения преобразования постоянного напряжения в переменное, после которого не будут возникать броски тока или напряжения в силовых цепях, с выхода электронной схемы 5 преобразования постоянного напряжения в переменное на второй управляющий вход первого коммутирующего устройства 7 поступают сигналы на размыкание контактов первого коммутирующего устройства 7; а через средство 13 запрета отключения шунтирующего реле при работающем инверторе поступают разрешающие сигналы на размыкание контактов шунтирующего реле второго коммутирующего устройства 10. Если при работающем инверторе вследствие помех или иных причин со средства 11 появятся ложные сигналы, которые могли бы привести к выключению шунтирующего реле 10, то средство 13 запрета отключения шунтирующего реле при работающем инверторе предотвратит такое выключение шунтирующего реле. Средство 13 запрета отключения шунтирующего реле соединено входом с цепями электронной схемы 5 преобразования постоянного напряжения в переменное, несущими сигналы об исправной работе инвертора; при этом во время работы обеспечивается сохранение замкнутого состояния контактов шунтирующего реле. Размыкание этих контактов произойдет только после выключения инвертора выключателем 9, служащем для включения и выключения инвертора, и размыкания первого коммутирующего устройства 7. А размыкание первого коммутирующего устройства 7 происходит лишь после корректного завершения работы инвертора с подключенной к нему нагрузкой, по сигналам с выхода электронной схемы 5 преобразования постоянного напряжения в переменное. Это особенно важно при работе инвертора совместно с компьютерами и аналогичными системами.

Примененные схемы защиты и блокировки от повторного включения пусковой токоограничивающей зарядной цепи при работающей системе предотвращают отключение аккумуляторной батареи и разряд конденсатора 6.

Работа инвертора по фиг.3, где показан инвертор с задержкой начала преобразования после включения 7 в зависимости от напряжения на аккумуляторе перед началом преобразования. Источник порогового напряжения 12 выполнен в виде запоминающего устройства, которое запоминает напряжение на входных выводах инвертора, предназначенных для подключения аккумуляторной батареи, до замыкания первого коммутирующего устройства.

Запоминающее устройство 12 выполнено с возможностью запоминать напряжение на аккумуляторной батарее до замыкания первого коммутирующего устройства. Запомненное напряжение с выхода этого запоминающего устройства 12 поступает на вход компаратора напряжения, находящегося в средстве 11 задержки включения шунтирующего реле в коммутирующем устройстве 10. На второй вход этого компаратора напряжения, подсоединенный к конденсатору 6, подается напряжение, увеличивающееся по мере заряда конденсатора 6. При достижении равенства входных напряжений упомянутого компаратора на вход коммутирующего устройства 10 поступает сигнал включения шунтирующего реле в коммутирующем устройстве 10. После этого начинает работать электронная схема 5 преобразования постоянного напряжения в переменное.

Такое решение позволяет оптимизировать время пуска инвертора.

В частном случае токоограничивающий элемент 8 для предварительного заряда конденсатора 6 содержит прибор, у которого сопротивление протекающему через него току уменьшается при уменьшении тока, например, сопротивление которого при увеличении тока вследствие нагрева растет, или иной прибор, имеющий нужные характеристики. При заряде конденсатора разность напряжений на аккумуляторе и на конденсаторе уменьшается, снижается ток заряда, а это автоматически приводит к уменьшению упомянутого сопротивления.

Применение в токоограничивающем элементе 8 для предварительного заряда конденсатора электронного источника стабильного постоянного тока или источника тока, управляемого напряжением по заданному закону, позволяет минимизировать время задержки начала работы преобразователя при включении инвертора.

Инвертор по фиг.2 работает сходным образом со схемой по фиг.1, за исключением того, что порог срабатывания компаратора в реле времени является величиной переменной, которая автоматически изменяется в зависимости от характеристик, типа и степени заряда используемых аккумуляторов.

Инвертор фиг.3 работает сходным образом со схемой по фиг.1, за исключением того, что дополнительно введенная схема разряда конденсатора после выключения инвертора предотвращает возможность разряда с недопустимо большими токами, опасными для конденсатора и цепей его разряда.

В этой схеме инвертор содержит средство 14 для автоматического разряда конденсатора 6 после размыкания первого коммутирующего устройства 7.

Средство 14 автоматического разряда конденсатора 6 включает в себя разрядную цепь, например резистор или электронный источник постоянного тока разряда, и третье коммутирующее устройство для подключения и отключения разрядной цепи; вход управления третьим коммутирующим устройством связан с выходом первого коммутирующего устройства 7.

Причем третье коммутирующее устройство выполнено с возможностью включения разрядной цепи только при разомкнутом состоянии первого коммутирующего устройства. При поступлении управляющего сигнала на разряд конденсатор, в зависимости от используемой разрядной цепи, разряжается либо по экспоненте, либо линейно, с постоянным током разряда, либо по иному заданному закону. Тип разряда выбирается в зависимости от требований к времени разряда и допустимым переходным процессам.

Инвертор фиг.4 работает сходным образом со схемой по фиг.2, за исключением того, что дополнительно введенная схема разряда конденсатора после выключения инвертора предотвращает возможность разряда с недопустимо большими токами, опасными для конденсатора и цепей его разряда. Работа схемы разряда аналогична описанной для фиг.3.

В частном случае, при гарантированных стабильных параметрах аккумуляторной батареи, конденсатора и всей системы, схема упрощается, и время задержки замыкания контактов шунтирующего реле во втором коммутирующем устройстве 10 задано постоянным, например, с помощью отдельного реле времени любого типа, или применением реле с задержкой срабатывания.

Предложенное решение защищает от приводящих к преждевременному выходу из строя аккумуляторов и конденсаторов из-за больших пусковых токов.

Преимущественное применение в агрегатах бесперебойного питания для вычислительной техники, средств связи и других объектов.

Источники информации

1. Патент США 5619076. Method and apparatus for connection and disconnection of batteries to uninterruptible power systems and the like.

2. Григоров И.Н. Эксплуатация никелево-кадмиевых аккумуляторов при повышенных разрядных токах, РЛ №11, 1997, с.27.