185992. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés elektromos energiatárolók mélykisütés védelmére
] 185 992 2 A találmány tárgya eljárás és berendezés elektromos energiatárolók mélykisütés védelmére. Mint ismeretes, a digitális számítógépek valamilyen memóriával vannak ellátva. Ha a memóriaegység félvezetős tároló, azaz integrált áramkörökből épül fel, úgy hálózatkimaradáskor szükséges egy olyan berendezés, amelyik biztosítja a hálózati feszültség kimaradásakor a tápellátást, ezáltal a félvezető tárolóban levő tartalmat meghatározott ideig tartani tudja. így a felhasználó időkiesés nélkül folytathatja a munkáját, ha a hálózati feszültség az előre meghatározott „tartási” idő alatt újra helyreáll. Ha ilyen berendezés nincs a számítógéphez illesztve, úgy annak félvezető memóriája a hálózat megszűnésének pillanatában elveszti tartalmát. Az ilyen berendezések a további tápellátást elektromos energiatárolók segítségével érik el. Az elektromos energiatárolókat azonban élettartamuk és kifogástalan működésük érdekében védeni kell mélykisütés ellen. Az ismert megoldásnál a vezérlőberendezés - mely az energiatárolóra kapcsolódik és a terhelést tudja lekapcsolni arról - érzékelőből és kapcsolóegységből áll. Az érzékelő az energiatároló feszültségszintjét érzékeli és amennyiben az egy adott érték alá esik, működésbe hozza a kapcsolóegységet, amely lekapcsolja a terhelést az energiatárolóról. Amennyiben az energiatárolónak automatikus töltő áramköre van, a hálózati feszültség megjelenése után - mivel töltődik az energiatároló - annak potenciálszintje megemelkedik. Ennek hatására az érzékelő a kapcsoló egységet vezérli, és visszakapcsolja a terhelést az energiatárolóra. Általában a le-, illetve visszakapcsolás vezérlésére külön érzékelőt használnak. Az ismert megoldásoknál a hálózat megjelenése után meglehetősen későn történik a visszakapcsolás, melynek ideje előre nem meghatározható, ugyanis az energiatárolóként alkalmazott ún. akkumulátorok töltésekor kezdetben gyorsan emelkedik a potenciálja pl. NiCd akkumulátorok esetén - a hosszú élettartam miatt általában ezt használják - ami csaknem eléri a teljes feltöltöttségre jellemző potenciálszintet, de ez még nem terhelhető. Ezután a potenciái már csak nagyon kis mértékben emelkedik, kb. 1 V lehet a feszültségváltozás a teljes feltöltésig. Ez több óra (kb, 15) alatt zajlik le, ezért az érzékelők komporálási szintje nagyon nagy pontosságú beállítást igényel, ugyanis minimális eltérés akár órás nagyságrendű eltéréshez is vezethet. Az ismert megoldásoknál a visszakapcsolási töltési idő pontatlan beállítása miatt az akkumulátorok kapacitása csak részben van kihasználva. Az akkumulátor terhelésekor a potenciálszint hirtelen esik, amíg a teljes kisütést el nem éri, az ismert megoldások ezt az ún. letörési feszültséget érzékelik és ennek alapján kapcsolják le a terhelést. Ennek a megoldásnak az a hibája, hogy állandóan mélykisütés határáig viszik az akkumulátort, és ezáltal azok élettartama csökken. Az ismert berendezések közös hátránya az is, hogy az elektromos energiatárolók pillanatnyi állapotáról semmilyen információt nem adnak a felhasználó számára, amiből az tudná, hogy esetleges hálózatkimaradás esetén a félvezető tárolók tartalma változatlan marad-e. A találmánnyal célunk a fentiekben vázolt valamennyi nehézség egyidejű kiküszöbölése, növelve a berendezés magasabb fokú integráltságát, egy olyan eljárás és berendezés kialakítása, mely a fentiekben említett hátrányokat kiküszöböli. A találmánnyal megoldandó feladatot ennek megfelelően egy olyan eljárás és berendezés kialakításában jelölhetjük meg, mely az akkumulátor élettartamát nem csökkenti, annak kapacitását maximálisan kihasználja és az energiatárolók pillanatnyi állapotáról mindenkor megbízható információt ad. A találmány alapja az a felismerés, hogy a kitűzött feladat egyszerűen megoldódik, ha az akkumulátorok állapotára jellemző (Q = I ■ t) töltésmenynyiségét figyeljük - ahol I az áram, t a töltési idő - az éppen használatos akkumulátorok típusára megengedett állandó árammal, a teljes feltöltéshez szükséges ideig töltjük, illetve a terhelőáram által megszabott idő függvényében sütjük ki azokat. Ezzel a módszerrel mindig kézben tartható az akkumulátorok töltöttségi foka. A találmány szerinti eljárás tehát egy olyan ismert eljárás továbbfejlesztése, melynek során feszültségcsökkenés esetén lekapcsoljuk, feszültségvisszatérés esetén visszakapcsoljuk a terhelést. A továbbfejlesztés, vagyis a találmány abban van, hogy kisütésnél és töltésnél egyaránt az akkumulátor energiaszintjét figyeljük a feszültségszintek helyett. Ha az energiaszint csökken és megközelíti a mélykisütés értékét, a terhelést lekapcsoljuk, illetve az akkumulátor energiaszintje egy adott értéket elér, mely értelemszerűen magasabb a mélykisütésre jellemző értéknél, a terhelést visszakapcsoljuk. Töltés esetén a teljes energiaszint elérésekor lekapcsoljuk a töltő áramkört, ill. automatikusan csepptöltésre állunk át. A találmány értelmében célszerű, ha bekapcsoláskor automatikusan tölteni kezdjük az akkumulátort mindaddig, amíg az akkumulátor energiaszintje az engedélyezett maximumot el nem éri. Nevezetesen célszerű, ha töltésnél az akkumulátor típusának megfelelő értékű áramot előírt ideig folyatnak át. Célszerű továbbá, ha kisütésnél az idő hosszát automatikusan a terhelés alapján határozzuk meg. A találmány szerinti berendezésnek generátoregysége, időrendi egysége, vezérlő-kijelző egysége van. A generátoregység kimenetei részben töltést, ill. kisütést vezérlő vezetékeken az időrendi egység bemenetéivel, részben pedig a töltést engedélyező és kapcsoló vezetékeken keresztül a vezérlő-kijelző egység be-kimenetével van összekötve, a kapcsolóvezeték egyben a berendezés kimenetét is képezi. A generátoregység bemenetei a töltést, ill. kisütést beállító vezetékein keresztül az időrendi egység kimeneteire vannak kötve. A vezérlő-kijelző egység bemenete az információs csatornán keresztül az időrendi egység kimenetére csatlakozik. A berendezés bemenetét az időrendi egység bemenete képezi. A találmány értelmében célszerű, ha a generátoregységnek láncbakapcsolt töltőgenerátora és töltéskapcsolója, valamint láncbakapcsolt terhelésbeáüítója, kisütőgenerátora és kisütéskapcsolója, to5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
