RU230994U1

RU230994U1 - Autonomous power source

Info

Publication number: RU230994U1
Application number: RU2024129734U
Authority: RU
Inventors: Евгений Васильевич Мискевич; Артем Игоревич Александров; Александр Александрович Сурай; Нина Георгиевна Кварацхелия; Андрей Игоревич Иров; Андрей Владимирович Астахин; Дмитрий Андреевич Титаренко
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Современные цифровые системы - Логистика"
Filing date: 2024-10-03
Publication date: 2024-12-26

Abstract

Полезная модель относится к области энергетики, а именно к автономным источникам питания, реализованным на печатной плате и предназначенным для использования в электронных устройствах, требующих автономной работы. Техническим результатом полезной модели является повышение эксплуатационной надежности работы автономного источника питания. Он содержит печатную плату с монтажным окном, в котором установлена батарея, имеющая выводы для подключения к внешнему оборудованию, при этом параллельно с каждым из сегментов батареи установлен диод Шоттки. 2 ил. The utility model relates to the field of energy, namely to autonomous power sources implemented on a printed circuit board and intended for use in electronic devices requiring autonomous operation. The technical result of the utility model is to increase the operational reliability of the autonomous power source. It contains a printed circuit board with a mounting window in which a battery is installed, having terminals for connection to external equipment, while a Schottky diode is installed in parallel with each of the battery segments. 2 fig.

Description

Полезная модель относится к области энергетики, а именно к автономным источникам питания, реализованным на печатной плате и предназначенным для использования в электронных устройствах, требующих автономной работы.The utility model relates to the field of energy, namely to autonomous power sources implemented on a printed circuit board and intended for use in electronic devices requiring autonomous operation.

Такие автономные источники питания, например, могут быть использованы в конструкции устройства мониторинга эксплуатации объектов железнодорожного и морского (контейнерное исполнение) транспорта.Such autonomous power sources, for example, can be used in the design of a device for monitoring the operation of railway and sea (container version) transport facilities.

Из уровня техники известен источник питания (патент РФ №2453019, опубликовано 10.06.2012 г.), используемый в составе устройства, работающего в опасных условиях производства. Данный источник питания принят за наиболее близкий аналог к заявляемому решению, при этом он содержит печатную плату с монтажным окном, в котором установлена батарея, имеющая выводы для подключения к внешнему оборудованию, причем последовательно с батареей установлен ограничитель тока. Также на печатной плате установлены диоды, предназначенные для соединения сегментов батареи в обход вышедшего из строя сегмента, что снижает потерю напряжения питания на выходных клеммах батареи, а в качестве батареи использована литий-тионилхлоридная батарея.The prior art discloses a power supply (RU Patent No. 2453019, published on 10.06.2012) used as part of a device operating in hazardous production conditions. This power supply is considered the closest analogue to the claimed solution, and it contains a printed circuit board with a mounting window in which a battery is installed, having terminals for connecting to external equipment, and a current limiter is installed in series with the battery. Also installed on the printed circuit board are diodes designed to connect battery segments bypassing the failed segment, which reduces the loss of supply voltage at the output terminals of the battery, and a lithium-thionyl chloride battery is used as the battery.

Размещение сегментов батареи в монтажном окне печатной платы позволяет сформировать источник питания компактного размера, что экономит пространство в корпусе устройства. Placing the battery segments in the PCB mounting window allows for a compact power supply, saving space in the device housing.

Использование именно литий-тионилхлоридной батареи обеспечивает более длительный срок автономной работы источника питания без необходимости замены батареи, что важно при работе в опасных условиях, где нежелательно пребывание человека. The use of a lithium-thionyl chloride battery provides a longer battery life without the need to replace the battery, which is important when working in hazardous conditions where human presence is undesirable.

Последовательно подключенный ограничитель тока ограничивает энергию до уровня внутренней безопасности при передаче питания от батареи к внешней подключаемой аппаратуре, что также обеспечивает безопасность работы всего устройства.A series-connected current limiter limits the energy to an internal safety level when transferring power from the battery to external connected equipment, which also ensures the safety of the entire device.

Однако в ходе эксплуатации (например, при работе в условиях низких температур) некоторые сегменты батареи источника питания могут выйти из строя, что приведет к резкой потере напряжения питания на клеммах устройства, а, следовательно, к отсутствию в этот момент питания устройства, что недопустимо при работе оборудования с повышенной степенью контроля. However, during operation (for example, when working in low temperature conditions), some segments of the power supply battery may fail, which will lead to a sharp loss of supply voltage at the device terminals, and, consequently, to the absence of power supply to the device at that moment, which is unacceptable when operating equipment with an increased degree of control.

Технической проблемой настоящей полезной модели является создание автономного источника питания на печатной плате, который позволяет обеспечить стабильную работу батареи в случае выхода из строя отдельных её сегментов.The technical problem of this utility model is the creation of an autonomous power source on a printed circuit board, which ensures stable operation of the battery in the event of failure of its individual segments.

Техническим результатом полезной модели является повышение эксплуатационной надежности работы автономного источника питания за счет конструктивных особенностей решения.The technical result of the utility model is an increase in the operational reliability of the autonomous power source due to the design features of the solution.

Технический результат достигается при использовании автономного источника питания, содержащего печатную плату с монтажным окном, в котором установлена батарея, имеющая выводы для подключения к внешнему оборудованию, при этом параллельно с каждым из сегментов батареи установлен диод Шоттки.The technical result is achieved by using an autonomous power source containing a printed circuit board with a mounting window in which a battery is installed, having terminals for connection to external equipment, while a Schottky diode is installed in parallel with each of the battery segments.

В частном случае, в качестве батареи использована литий-тионилхлоридная батарея.In this particular case, a lithium-thionyl chloride battery is used as a battery.

При использовании диода Шоттки, подключенного параллельно с сегментом батареи, в случае выхода из строя одного или нескольких сегментов батареи напряжение на клеммах источника не пропадет, как в случае с последовательным соединением сегментов батареи без диодов, а понизится на то значение, которое номинально в рабочем состоянии выдаёт вышедший из строя сегмент, при этом напряжение батареи остаётся достаточным для питания электронного устройства, питаемого батареей.When using a Schottky diode connected in parallel with a battery segment, if one or more battery segments fail, the voltage at the source terminals will not disappear, as in the case of a series connection of battery segments without diodes, but will decrease by the value that the failed segment nominally produces in working condition, while the battery voltage remains sufficient to power the electronic device powered by the battery.

Диод Шоттки в отличие от обычного диода обладает малым падением напряжения при прямом включении (0,2 В против 0,6-0,7 В у обычных диодов), что предотвращает резкое падение напряжение при выходе из строя сегмента батареи и обеспечивает непрерывную бесперебойную работу устройств с повышенной степенью контроля, что в целом обеспечивает более высокий уровень эксплуатационной надежности. The Schottky diode, unlike a conventional diode, has a low voltage drop during forward connection (0.2 V versus 0.6-0.7 V for conventional diodes), which prevents a sharp drop in voltage when a battery segment fails and ensures continuous, uninterrupted operation of devices with an increased degree of control, which generally ensures a higher level of operational reliability.

Например, при использовании такого автономного источника питания в составе устройства мониторинга эксплуатации объектов железнодорожного и морского (контейнерное исполнение) транспорта возможна бесперебойная передача собираемых данных с датчиков и других устройств на устройство мониторинга в течение всего времени следования транспорта, что отражается на повышении безопасности путей сообщения. For example, when using such an autonomous power source as part of a device for monitoring the operation of railway and sea (container version) transport facilities, it is possible to continuously transmit collected data from sensors and other devices to the monitoring device during the entire period of transport travel, which is reflected in an increase in the safety of communication routes.

На фиг. 1 приведена электрическая схема подключения диода Шоттки параллельно каждому сегменту батареи, установленной в заявляемом источнике питания.Fig. 1 shows an electrical circuit diagram of the connection of a Schottky diode in parallel to each segment of the battery installed in the claimed power source.

На фиг. 2 приведено изображение заявляемого автономного источника питания на печатной плате.Fig. 2 shows an image of the claimed autonomous power source on a printed circuit board.

Согласно фиг. 1, 2, автономный источник питания содержит печатную плату 1 из стеклотекстолита или аналогичного материала. According to Fig. 1, 2, the autonomous power source contains a printed circuit board 1 made of fiberglass or similar material.

В печатной плате 1 выполнено монтажное окно 2 для установки литий-тионилхлоридной (Li-SOCl2) батареи 3.A mounting window 2 is made in the printed circuit board 1 for installing a lithium-thionyl chloride (Li-SOCl2) battery 3.

Сегменты батареи 3 оснащены выводами 4, что позволяет обеспечить их подключение к соответствующему контакту внешнего оборудования.Battery segments 3 are equipped with terminals 4, which allows them to be connected to the corresponding contact of external equipment.

На печатную плату 1 установлены диоды Шоттки 5 в целях стабилизации токовой нагрузки и предотвращения выхода из строя устройства при воздействии внешних факторов, способствующих выходу из строя одного или нескольких сегментов батареи 3.Schottky diodes 5 are installed on printed circuit board 1 in order to stabilize the current load and prevent failure of the device when exposed to external factors that contribute to the failure of one or more segments of battery 3.

Для надежной фиксации и удобства технического обслуживания выводы 4 подключены к герметичному разъему 6.For reliable fixation and ease of maintenance, terminals 4 are connected to sealed connector 6.

В монтажное окно 2 устанавливают сегменты батареи 3. К концам сегментов батареи 3 присоединяют (припаивают, сваривают и т.д.) выводы 4. Параллельно каждому сегменту батареи 3 устанавливают диод Шоттки 5. Концы выводов 4 за пределами монтажного окна 2 подключают к общему герметичному разъему 6, который далее подключают к внешнему оборудованию, требующему питания. Segments of battery 3 are installed in mounting window 2. Terminals 4 are connected (soldered, welded, etc.) to the ends of segments of battery 3. A Schottky diode 5 is installed in parallel to each segment of battery 3. The ends of terminals 4 outside mounting window 2 are connected to a common sealed connector 6, which is then connected to external equipment requiring power.

В итоге, заявляемое решение позволяет обеспечить компактность и качество сборки автономных источников питания, а также повышенный уровень эксплуатационной надежности при работе устройств, питаемых от автономных источников питания. As a result, the claimed solution allows for the compactness and quality of assembly of autonomous power supplies, as well as an increased level of operational reliability during operation of devices powered by autonomous power supplies.

Claims

1. An autonomous power source characterized by the fact that it contains a printed circuit board with a mounting window in which a battery is installed, having terminals for connection to external equipment, while a Schottky diode is installed in parallel with each segment of the battery.

2. A power source according to item 1, characterized in that a lithium-thionyl chloride battery is used as the battery.