Система живлення з вимикачем електронної техніки та приладів

Реферат: UA 94874 U UA 94874 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі електротехніки та електроніки, та може бути використана у системах живлення електричним струмом електронної техніки та приладів, зокрема комп'ютерів, ноутбуків, планшетів, телефонів, тюнерів, телевізорів тощо, для автоматичного увімкнення блоків живлення вказаних та інших приладів, коли вони знаходяться в увімкненому стані і для автоматичного вимкнення блоків живлення цих приладів, коли вони знаходяться у вимкненому стані. Найбільш близькою за своєю суттю та ефектом, що досягається, і яка приймається за прототип, є система живлення для електронної техніки, що містить дріт з електричною вилкою для підключення до побутової електромережі змінного струму, який приєднаний до блока живлення, який містить випрямляч струму, від якого відходить дріт зі штекером для підключення блока живлення до електронного пристрою, наприклад, ноутбука, який є споживачем електричного струму [див. пат. України № 74844 з класу Н02Н 3/02 опублікований 12.11.2012 року в Бюл. № 21]. Основним недоліком відомого технічного рішення є те, що система живлення не може автоматично відключатися від зовнішньої електромережі, коли потреби у електрострумі немає. Через цю обставину відома система постійно подає струм на електронний пристрій, а це викликає прискорення зносу внутрішнього елемента живлення (акумулятора) електронного пристрою, наприклад, ноутбука. Крім того, постійне включення блока живлення у електромережу є електронебезпечним, особливо, коли користувач відсутній, а електронні пристрої залишаються підключеними та споживають електроенергію. В основу корисної моделі поставлено задачу удосконалення системи живлення електронних пристроїв за рахунок введення у електричний ланцюг нових конструктивних елементів і їх зв'язків, які разом забезпечують автоматичне відключення блока живлення від зовнішньої електромережі, що приведе до збільшення терміну служби внутрішніх елементів живлення електроенергії електронних пристроїв та загалом підвищити електробезпечність системи живлення. Рішення поставленої задачі досягається тим, що система живлення для електронної техніки, що містить дріт з електричною вилкою для підключення до побутової електромережі змінного струму, який приєднаний до блока живлення, що містить щонайменше випрямляч струму, від якого відходить дріт зі штекером для підключення блока живлення до електронного пристрою, наприклад, ноутбука, який є споживачем електричного струму, згідно з пропозицією, додатково містить вимикач, наприклад, електромагнітного типу, який розташований між електричною вилкою та блоком живлення, та наділений зворотним електричним зв'язком, виконаним, наприклад, у вигляді USB кабелю, який підключений до електронного пристрою. Коли електронний пристрій знаходиться у виключеному стані, електрострум у USB кабелі відсутній і вимикач знаходиться у вимкненому стані, а отже, на блок живлення електрострум від зовнішньої мережі не надходить. Система живлення не працює. Вимикач не споживає електроенергії. При включенні електронного пристрою, завдяки наявності в ньому внутрішнього елемента живлення, електрострум потрапляє на вимикач через USB кабель і керує вимикачем, а останній - підключає блок живлення до зовнішньої електромережі. У цьому стані система працює та живить електронний пристрій. За суттю, при вмиканні електронного пристрою, у USB кабелі виникає зворотний управляючий сигнал, який вмикає всю систему, а управляючим засобом виступає безпосередньо електронний пристрій. При вимкненні електронного пристрою, управляючий сигнал у USB кабелі зникає та вимикач роз'єднує електричний ланцюг і електрострум від зовнішньої електромережі на блок живлення не потрапляє. Це забезпечує оптимальну роботу системи, робить її електробезпечною, зручною (достатньо одним рухом вмикати/вимикати електронний пристрій щоб задіяти систему живлення, або блокувати постачання струму), та саме так, щонайменше, зменшити знос внутрішнього акумулятора електронного пристрою. У тих випадках, коли електроспоживаючий пристрій конструктивно не має внутрішнього елемента живлення (акумулятора), або коли внутрішній елемент живлення занадто розряджений, на ці випадки на корпусі вимикача передбачений примусовий перемикач у вигляді кнопки. Коли кнопка натиснута вручну, блок живлення отримує енергію від зовнішньої мережі незалежно від наявності напруги на кабелі USB. У натиснутому стані кнопку слід тримати допоки споживаючий пристрій подасть напругу на кабель USB. Після цього кнопку можна звільнити. Як варіант виконання, увімкнутий вимикач може подавати електроживлення на декілька пристроїв. В цьому випадку можливе подання електроенергії до додаткових пристроїв, наприклад, принтера, сканера тощо, або можливе знеструмлення небажаних пристроїв, наприклад, вимикати радіо, коли працює телевізор, або вимикати світильник коли працює 1 UA 94874 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 комп'ютер. Коли вимикач вимикається, то знеструмлюються і додаткові пристрої, а пристрої, які заважали, навпаки, вмикаються. Як варіант виконання, система живлення може бути обладнання світловим чи звуковим сигналізатором для провіщення користувача про її стан. Сигналізація попереджає користувача, якщо пристрій живиться лише від внутрішнього джерела через брак електроенергії у зовнішній мережі. При цьому користувач якнайскоріше може вимкнути пристрій. Це запобігає прискореному зносу внутрішніх елементів живлення. Якщо негайне вимикання небажане, користувач може вимкнути сигналізацію вручну, бо сигналізація живиться від внутрішнього елемента пристрою і лише збільшує його розрядний струм. Також на вимикачі може бути встановлена система захисту від короткого замикання, перегріву, обмежувачі сили пускового струму пристроїв, що підключаються. Отже, уся сукупність суттєвих ознак стосовно запропонованої системи для живлення електронної техніки, отриманих завдяки внесенню у електричний ланцюг відповідних конструктивних змін, зокрема вимикача, що працює при наявності управляючого електричного сигналу, який подається від електронного пристрою під час його увімкненого стану, забезпечують досягнення технічного результату, сформульованого у постановці задачі. Подальша суть запропонованого технічного рішення пояснюється спільно з ілюстративним матеріалом, на якому зображена схема запропонованої системи живлення з вимикачем зі зворотним зв'язком. Запропонована система живлення містить дріт 1 з електричною вилкою 2, вимикач 3, до якого за допомогою дроту 4 підключений блок живлення 5, підключений за допомогою дроту 6 до електронного пристрою 7, від якого відходить USB кабель 8, підключений до вимикача 3. На вимикачі 3 може бути розташована кнопка 9 примусового перемикача, звукові 10 та/або світлові 11 сигнальні засоби, додаткові 12 розетки для підключення інших побутових приладів. Здійснення зворотного електричного зв'язку за допомогою кабеля USB є зручним через те, що не виникає потреби змінювати конструкцію вже існуючих пристроїв, задіяних у системі живлення. Якщо ж є бажання та можливість вносити зміни у конструкцію деяких пристроїв, тоді найбільш зручним для користувача було б здійснення зворотного електричного зв'язку за допомогою дроту, який з'єднує блок живлення і електронний пристрій. У цьому випадку електронний пристрій є споживачем електроенергії і керує вимикачем, а вимикач треба об'єднати з блоком живлення у єдиному корпусі. Зворотний зв'язок виконувати за допомогою одного із двох засобів: - з'єднанням електронного пристрою з блоком живлення за допомогою трижильного дроту (використати першу жилу як спільну, другу - для здійснення зворотного електричного зв'язку, третю - для живлення пристрою); - з'єднанням електронного пристрою з блоком живлення за допомогою двожильного дроту. Увімкнений пристрій генерує змінний струм і подає його дротом до вимикача. Пройшовши крізь фільтр, цей струм використовується для здійснення зворотного електричного зв'язку і вмикає блок живлення. Блок живлення переробляє електроенергію, отриману із зовнішньої мережі, у постійний струм і подає його дротом до електронного пристрою-споживача. Пройшовши крізь фільтр, цей струм використовується для здійснення електроживлення електронного пристрою. У варіанті, коли для здійснення зворотного електричного зв'язку використовується дріт, з'єднуючий блок живлення і електронний пристрій, може бути застосована можливість не тільки вмикати і вмикати блок живлення, а і регулювати силу і напругу електроструму в залежності від потреб електронного пристрою. Тобто блок живлення підлаштовується під потреби електронного пристрою, до якого під'єднаний. Це може зробити блок живлення універсальним, придатним працювати не лише з конкретним електронним пристроєм, а з будь-яким, маючим навіть трохи інші потреби, якщо вистачить потужності блоку живлення. Заявлене технічне рішення перевірене на практиці. Запропонована система живлення з вимикачем для електронної техніки не містить у своєму складі жодного елементу, деталі чи вузла, які не можливо було б відтворити на сучасному етапі розвитку науки і техніки, зокрема в галузі електротехніки, а отже, запропоноване технічне рішення є промислово придатним, має певні переваги над відомими аналогами, що дозволяє досягти певного технічного результату, об'єктом, що заявляється. У відомих джерелах патентної та іншої науково-технічної інформації не виявлено описів подібних систем живлення електронних пристроїв із вказаною в пропозиції сукупністю суттєвих ознак, тому запропоноване технічне рішення вважається таким, що відповідає критерію "новизна" та може отримати правовий захист як об'єкт інтелектуальної власності на рівні корисної моделі. 2 UA 94874 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Суттєва відмінність запропонованого технічного рішення, від раніше відомих, полягає в тому, що до системи живлення введено вимикач, який спрацьовує від потрапляння на нього електричного сигналу від управляючого пристрою, як такий використовується безпосередньо електронний пристрій, який живиться електрострумом від внутрішнього або зовнішнього джерела. Вказана відмінність дозволяє покращити функціональні властивості та розширити можливості системи живлення. Жодна з відомих систем живлення електронних пристроїв не може володіти вказаними властивостями оскільки вони не містять у своєму складі всіх суттєвих ознак, притаманних запропонованому рішенню. До технічних переваг запропонованої системи живлення, у порівнянні з прототипом, можна віднести наступне: - зменшення зносу внутрішнього елемента живлення електронного пристрою завдяки своєчасному вмиканню/вимиканню зовнішнього джерела електроенергії електронного пристрою; - збільшення терміну служби внутрішніх елементів живлення та блоку живлення за рахунок оптимізації часу їх роботи; - спростити процедуру вмикання/вимикання системи живлення за рахунок того, що система автоматично підключається через вмикання електронного пристрою; - скоротити час вмикання/вимикання системи живлення з тієї ж причини; - підвищити електро- та пожежобезпечність за рахунок того, що система живлення автоматично відключається від зовнішньої електромережі при виключенні електронного пристрою; - зменшити кількість пультів керування для інших електронних та електричних пристроїв. До соціальних переваг запропонованого технічного рішення, у порівнянні з використанням прототипу, можна віднести підвищення зручності користування та безпечності системи живлення. Економічний ефект від впровадження запропонованого технічного рішення, у порівнянні з використанням прототипу, отримують за рахунок зменшення витрат на придбання нових внутрішніх елементів живлення, пультів керування електронними пристроями. Після опису запропонованого технічного рішення, фахівцям у даній галузі знань повинно бути наочним, що все вищеописане є лише ілюстративним, а не обмежувальним, будучи представленим даним прикладом. Численні можливі варіанти реалізації заявленої пропозиції можуть змінюватися залежно від типу вимикача, блока живлення, оснащення додатковими засобами, та, зрозуміло, знаходяться в межах об'єму одного із звичайних і природних підходів в даній області знань і розглядаються такими, що знаходяться в межах об'єму запропонованого технічного рішення. Квінтесенцією запропонованого технічного рішення є те, що система живлення для електронних пристроїв має вимикач, який приводить її в дію через управляючий сигнал від самого електронного пристрою, коли останній увімкнений. І саме ця обставина дозволяє надбати запропонованому технічному рішенню вищеперераховані й інші переваги. Використання комбінацій лише окремих суттєвих ознак із всієї сукупності заявлених, природно, обмежує спектр переваг, перерахованих вище, і не може вважатися новими технічними рішеннями в даній області знань, оскільки інші конструкції засобів сигналізації, подібні описаним, вже не вимагатимуть будь-якого творчого підходу від конструкторів та інженерів, і не можуть вважатися результатами їх творчої діяльності або новими об'єктами інтелектуальної власності, що відповідають вимогам для захисту їх охоронними документами. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 50 55 60 1. Система живлення для електронної техніки, що містить дріт з електричною вилкою для підключення до побутової електромережі змінного струму, який приєднаний до блока живлення, що містить щонайменше випрямляч струму, від якого відходить дріт зі штекером для підключення блока живлення до електронного пристрою, наприклад ноутбука, який є споживачем електричного струму, яка відрізняється тим, що додатково містить вимикач, наприклад, електромагнітного типу, який розташований між електричною вилкою та блоком живлення, та наділений зворотним електричним зв'язком, виконаним, наприклад, у вигляді USB кабелю, який підключений до електронного пристрою. 2. Система живлення за п. 1, яка відрізняється тим, що на корпусі вимикача розташований примусовий перемикач у вигляді кнопки для випадків, коли електроспоживаючий пристрій конструктивно не має внутрішнього елемента живлення (акумулятора), або коли внутрішній елемент живлення занадто розряджений. 3 UA 94874 U 5 3. Система живлення за п. 1, яка відрізняється тим, що на корпусі вимикача розташовано декілька електричних розеток для подання електроенергії до додаткових пристроїв. 4. Система живлення за п. 1, яка відрізняється тим, що на корпусі вимикача розташовані додаткові засоби світлової та/або звукової сигналізації для сповіщення користувача про її стан. 5. Система живлення за п. 1, яка відрізняється тим, що вимикач вмонтований у блок живлення. Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4