Джерело безперебійного живлення

1. Джерело безперебійного живлення, що містить акумуляторну батарею, джерело зарядного струму, вимірювальний трансформатор мережевої напруги, мостовий інвертор, контролер, фільтруюче коло, широтно-імпульсний модулятор (ШІМ) 3 вий трансформатор, вимірювальний трансформатор резервної напруги, комутатор вихідної напруги, згідно з корисною моделлю, в ньому відбувається цифрова стабілізація вихідної напруги джерела безперебійного живлення при зміні навантаження та при зміні напруги акумуляторної батареї. Крім того, ШІМ-формувач синусоїдального сигналу містить постійний запам'ятовуючий пристрій(ПЗП), в якому записана деяка кількість масивів вихідних даних для формування синусоїдального сигналу з різними значеннями амплітуд з заданим кроком, визначаючим точність стабілізації. Функціональна схема приладу показана на Фіг.1. Прилад може працювати в двох режимах: режимі очікування та режим активної роботи. Якщо напруга в мережі 220 В 50 Гц відповідає стандарту, то вона транзитом через комутатор 10 проходить на вихід і далі на навантаження. Для вимірювання параметрів вхідна напруга 220 в 50 Гц подається через понижуючий вимірювальний трансформатор мережевої напруги 3 на контролер 5 (Принципову схему надано в додатку 1. Фіг.1.4. Інженерну реалізацію наведено в додатку 2. Фіг.2.5), який здійснює вимірювання амплітуди напруги, і при виході її параметрів за межі норми, подає команди на перемикання пристрою з режиму очікування в режим активної роботи. Вимірювальний трансформатор мережевої напруги 3 також здійснює функцію гальванічної розв'язки вимірювальних кіл контролера від високої напруги мережі (220 В 50 Гц). Джерело зарядного струму 2 здійснює, при необхідності, заряд акумуляторної батареї 1 в режимі очікування. Вимірювання напруги на акумуляторній батареї 1 і управління її зарядом здійснюється за допомогою контролера 5. В активному режимі ШIМ-формувач синусоїдального сигналу 7, генерує послідовність керуючих імпульсів, тривалість яких змінюється за синусоїдальним законом. З виходу ШІМ-формувача синусоїдального сигналу 7 дана послідовність імпульсів надходить на вхід мостового інвертора 4 (Принципову схему надано в додатку 1. Фіг.1.1. Інженерну реалізацію наведено в додатку 2. Фіг.2.3). Інвертор 4 живиться постійною напругою з виходу акумуляторної батареї 1. За допомогою інвертора 4 здійснюється підсилення по потужності послідовності керуючих імпульсів, що надходять з ШІМ-формувача синусоїдального сигналу 7. З виходу мостового інвертора 4 підсилені по потужності імпульси надходять на фільтруючий ланцюг 6, де здійснюється формування синусоїдального сигналу з частотою 50 Гц. З виходу фільтруючого кола 6 сигнал надходить на низькочастотний силовий підвищувальний трансформатор 8, на вторинній обмотці якого отримується напруга 220 В 50 Гц, крім того, підвищувальний низькочастотний силовий трансформатор здійснює функцію фільтрування вищих гармонік напруги, а також здійснює гальванічну розв'язку від акумуляторної батареї 1. З виходу силового трансформатора 8 сигнал надходить на вимірювальний трансформатор резервної напруги 9, з виходу якого він надходить на контролер 5 для 61219 4 вимірювання вихідної напруги в режимі активної роботи та здійснення стабілізації вихідної напруги. Стабілізація здійснюється шляхом подачі керуючого коду з контролера 5 на інформаційний вхід ШІМформувача синусоїдального сигналу 7. В активному режимі комутатор 10 (Принципову схему надано в додатку 1.2. Інженерну реалізацію наведено в додатку 2. Фіг.2.4) пропускає на вихід і далі на навантаження напругу з виходу низькочастотного силового трансформатора 8 і блокує проходження вхідної напруги 220 В 50 Гц на навантаження. Для живлення приладу використовується стабілізатор джерела безперебійного живлення (Принципову схему надано в додатку 1.3. Інженерну реалізацію наведено в додатку 2. Фіг.2.2). Конкретний приклад реалізації ШІМформувача синусоїдального сигналу (функціональну схему) показано на Фіг.2. Принципову схему ШІМ-формувача синусоїдального сигналу надано в додатку 1. Фіг.1.5. Інженерну реалізацію наведено в додатку 2. Фіг.2.1. ШІМ-формувач синусоїдального сигналу складається з задавального генератора 11 з кварцовою стабілізацією частоти (52,4288 МГц), лічильника-дільника 12 з коефіцієнтом ділення 1024, лічильника адреси 13, постійного запам'ятовуючого пристрою (ПЗП) 14, регістра вибору масиву 15, формувача тривалості імпульсу синусоїдального ШІМ-сигналу 16, формувача стробуючого імпульсу 17 і формувача парафазного сигналу управління мостовим інвертором 18. Саме в ШІМ-формувач і синусоїдального сигналу і пов'язаними з ним елементами і полягає передбачувана новизна стабілізації вихідної напруги, яку формує джерело безперебійного живлення, а саме - ШІМ-формувач синусоїдального сигналу 7 містить постійний запам'ятовуючий пристрій (ПЗП) 14, в якому записані N масивів вихідних даних для формування ШІМ-сигналу з різними значеннями амплітуд з заданим кроком, який визначає точність стабілізації. У процесі стабілізації вихідна напруга через вимірювальний трансформатор 9 надходить на контролер 5, де здійснюється вимірювання її амплітуди, а також порівняння її з еталонною напругою. Контролер вибирає з набору масивів у ПЗП 14 масив, який відповідає мінімальній різниці вихідної та еталонної напруг. Задавальний генератор з кварцовою стабілізацією 11 формує тактові сигнали для синхронізації роботи всієї схеми. З його виходу тактова частота надходить на тактовий вхід лічильникадільника 12 і на тактовий вхід формувача тривалості синусоїдального ШІМ-сигналу 16. З виходу лічильника-дільника 12 рахункові імпульси з частотою 51,2 кГц надходять на 10-розрядний двійковий лічильник адреси 13, вихідна шина якого подається на десять молодших розрядів адреси ПЗП 14. Перебір десяти молодших розрядів ПЗП здійснює формування однієї з 32 реалізацій синусоїди. Вибірка конкретної реалізації проводиться шляхом запису із зовнішнього пристрою в регістр вибору масиву 15 коду, який з його виходу надходить на 5 старших розрядів адреси ПЗП 14. З виходу шини даних ПЗП десяти розрядний код надходить на інформаційний вхід формувача тривалості синусо 5 їдального ШІМ-сигналу 16. Тривалість імпульсу на виході формувача тривалості синусоїдального ШІМ-сигналу 16 тактується кварцовим генератором 11 і визначається кодом, що надходить з виходу ПЗП 14 на інформаційний вхід D. З виходу лічильника-дільника 12 тактова частота подається на формувач стробуючого імпульсу 17, з виходу якого строб-імпульс надходить на перший вхід формувача парафазного сигналу 18, на другий вхід формувача парафазного сигналу 18 надхо 61219 6 дить сигнал з виходу формувача тривалості синусоїдального ШІМ-сигналу 16. За допомогою формувача парафазного сигналу 18 реалізуються дві фази ШІМ-сигналу з тимчасовими співвідношеннями, що виключають протікання наскрізних струмів через силові транзистори мостового інвертора 4. Час запізнювання однієї фази відносно іншої визначається формувачем стробуючого імпульсу 17. 7 61219 8 9 61219 10 11 61219 12 13 61219 14 15 61219 16 17 61219 18 19 Комп’ютерна верстка А. Рябко 61219 Підписне 20 Тираж 24 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601