Устройство электропитания портативного устройства альтернативными источниками электроэнергии

Полезная модель относится к электротехнике, а точнее, к устройствам поддержания в рабочем состоянии вторичных элементов (аккумуляторов), и может быть использована в системах электропитания различных технических устройств и приборов для заряда интегрированных в них аккумуляторных батарей (АКБ), преимущественно, для обеспечения зарядки/подзарядки АКБ мобильных/портативных электронных устройств (МПЭУ) альтернативными источниками электрической энергии в условиях, когда отсутствует или ограничен доступ к стационарным источникам электрической энергии типа электросети 220 В.

Сущность полезной модели заключается в том, что в известное устройство, состоящее из процессора, сетевого блока электропитания (СБП), портативной солнечной батареи (ПСБ), контроллера заряда (КЗ), порта подключения внешних устройств (ППВУ) и аккумуляторной батареи (АКБ), которая своим портом соединена с нагрузкой и первым портом контроллера заряда, который вторым и третьим портами соединен, соответственно, с первым портом процессора и первым портом узла ППВУ, который вторым и третьим портами соединен, соответственно, со вторым портом процессора и портом узла ПСБ или с портом узла СБП, и выполненная с возможностью электропитания нагрузки и зарядки/подзарядки узла АКБ от узла ПСБ или узла СБП, дополнительно в его состав введены батарея суперконденсаторов (БСК) и малогабаритная ядерная батарея (МЯБ), выход которой соединен с первым портом узла БСК, который вторым портом соединен с третьим портом узла процессора и с четвертым узлом порта КЗ, при этом, узел процессора функционирует по программе, обеспечивающей непрерывный менеджмент электропитания нагрузки с возможностью контроля уровня работоспособности узла АКБ путем мониторинга электрических параметров, автоматической активации режима зарядки/подзарядки узла АКБ при снижении его работоспособности ниже допустимого значения, контроля уровня работоспособности узлов СБП, ПСБ и БСК/МЯБ, используемых в качестве доступных источников электрической энергии (ДИЭЭ), путем мониторинга их электрических параметров, например, выходного напряжения, управления режимами работы узла КЗ в соответствии с видом используемого ИЭЭ, в том числе, при использовании в качестве ИЭЭ узлов СБП или БСК/МЯБ, программирования узла КЗ для работы, соответственно, в режиме ускоренной или медленной зарядки/подзарядки узла АКБ, поддержки бесперебойной зарядки/подзарядки узла АКБ путем подключения ДИЭЭ, в том числе, при снижении работоспособности узла ПСБ, автоматического подключения в качестве текущего ИЭЭ узла БСК/МЯБ.

Введенные существенные признаки обеспечивают расширение функциональных возможностей известного устройства, связанных с повышением уровня работоспособности аккумуляторной батареи мобильного/портативного электронного устройства при его эксплуатации в условиях, когда стационарные источники электрической энергии отсутствуют или доступ к ним ограничен.

Полезная модель относится к электротехнике, а точнее, к устройствам поддержания в рабочем состоянии вторичных элементов (аккумуляторов), и может быть использована в системах электропитания различных технических устройств и приборов, преимущественно в мобильных/портативных электронных устройствах (МПЭУ), для зарядки/ подзарядки интегрированных в них аккумуляторных батарей (АКБ) с использованием альтернативных источников электрической энергии в условиях, когда отсутствует или ограничен доступ к стационарным источникам электрической энергии типа электросети 220 В.

Как правило, успешное решение различного рода задач (РРЗ) зависит от надежности функционирования и удобства применения МПЭУ, особенно в условиях, когда отсутствует/ограничен доступ физических лиц (ФЛ) к стационарным источникам электрической энергии (СИЭЭ), что необходимо для обслуживания/зарядки АКБ, обеспечивающих автономную работу МПЭУ. Очевидно, что надежность бесперебойного функционирования МПЭУ зависит от своевременной зарядки их АКБ, то есть, от поддержания АКБ в работоспособном состоянии. Обычно, для зарядки АКБ используются зарядные устройства (ЗУ), которые подключаются к электросети (220 В, 50 Гц). То есть, в качестве источника электрической энергии (ЭЭ), необходимого для зарядки АКБ, обеспечивающей автономное функционирование МПЭУ, используется стационарная электросеть, являющаяся неотъемлемой частью городской/сельской инфраструктуры. В случаях, когда происходит полный разряд АКБ, встроенной в МПЭУ, и отсутствует возможность выполнения ее своевременной зарядки/ подзарядки с помощью штатных/ типовых зарядных устройств, функционирующих от СИЭЭ, то возникает отказ в работе МПЭУ. Поскольку деятельность ФЛ часто происходит далеко от мест, где имеются СИЭЭ, позволяющие выполнить зарядку АКБ, встроенной в МПЭУ, с помощью штатных ЗУ, то при отсутствии СИЭЭ, зарядка (восстановления энергетического ресурса) АКБ с использованием штатного ЗУ становится проблематичной/ не возможной и после разряда АКБ дальнейшее автономное функционирование МПЭУ прекращается.

Как известно, от работоспособности/ длительности автономной работы МПЭУ во многом зависит успешность выполнения РРЗ, особенно с категорией особой важности (спасательные операции, медицинская помощь, вооруженные силы и др.). При решении этих задач физические лица могут находиться в сложных условиях/ стрессовых ситуациях (СУСС) и осуществлять свою деятельность в местах, где отсутствуют стационарные источники электрической энергии или доступ к ним затруднен/ ограничен. При отсутствии доступа к СИЭЭ возможность поддержания МПЭУ в рабочем состоянии становится весьма затруднительным, поскольку для применения штатного зарядного устройства, используемого для выполнения процедур зарядки АКБ, встроенной в МПЭУ, требуется наличие источника ЭЭ типа электросети 220 В.

В связи с этим, возникает задача повышения надежности/ длительности автономной работы системы электропитания МПЭУ, используемых для обеспечения деятельности ФЛ по выполнению РРЗ, особенно в условиях, когда отсутствует или ограничен доступ к СИЭЭ.

В процессе информационного/ патентного поиска оценка эффективности использования известных из техники устройств/ систем/ технических решений, которые могут быть использованы для решения поставленной задачи, осуществлялась с использованием интегрального критерия эффективности системы электропитания (ИКЭСЭ) МПЭУ. Этот критерий, по мнению авторов, позволяет наиболее полно характеризовать эффективность применения устройств/ систем/ технических решений, с точки зрения обеспечения ими высокой надежности, удобства применения и сохранения работоспособности МПЭУ в СУСС, особенно, когда стационарные источники мощности/ электрической энергии отсутствуют или доступ к ним ограничен.

Исследования показали, что задача повышения надежности системы электропитания МПЭУ, в условиях, когда отсутствуют СИЭЭ или доступ к ним ограничен, главным образом связана с повышением длительности автономной работы МПЭУ. При этом возникает противоречивая ситуация, при которой, с одной стороны, для повышения длительности автономной работы МПЭУ емкость его АКБ необходимо увеличить. Это требует применения АКБ с большими габаритами и весом, что не допустимо, например, по условиям применения МПЭУ. С другой стороны, для сохранения габаритов и веса МПЭУ параметры его АКБ изменять не надо, что не позволяет применить АКБ с большей емкостью в силу ее больших габаритов и веса.

В виду сложности поставленной задачи и наличия упомянутого противоречия, известные из техники устройства/ системы/ технические решения имеют существенные недостатки, которые ограничивают возможность достижения высокого уровня ИКЭСЭ МПЭУ, поэтому поиск новых, более совершенных технических решений, является актуальным.

Из техники [Л1] известна система электропитания портативного электронного устройства (ПЭУ) (далее - система), состоящая из аккумуляторной батареи (АКБ), резервного источника электроэнергии (РИЭ), выполненного в виде батареи электрохимических конденсаторов (ионисторов) (БЭК), блока управления (БУ) и коммутатора, который своими с первого по четвертый портами соединен, соответственно, с узлом АКБ и первым портом узла БУ, со вторым портом узла БУ, с узлом БЭК и с нагрузкой. При этом, узел коммутатора выполнен с возможностью подключения источников электрической энергии к нагрузке без прерывания ее электропитания, узел БУ выполнен с возможностью контроля напряжения на выходе узла АКБ и его отключения с одновременным подключением БЭК, когда напряжение на АКБ снижается ниже допустимого значения, узел БЭК выполнен с возможностью заряда от узла АКБ.

Система функционирует следующим образом. При включении электропитания ПЭУ выходное напряжение узла АКБ подается в нагрузку, чем обеспечивается функционирование ПЭУ в автономном режиме. Электропитание нагрузки/ ПЭУ осуществляется от узла АКБ через открытый канал узла коммутатора. Одновременно с этим, осуществляется подзарядка узла БЭК. В процессе работы ПЭУ, узлом БУ осуществляется контроль уровня напряжения на выходе узла АКБ, и если напряжение на нем снижается ниже допустимого значения, например, при разряде АКБ или при воздействии на нее пиковых токов (ПТ), которые не может обеспечить АКБ, то узел БУ переключает коммутатор в такое состояние, при котором для электропитания нагрузки включается узел БЭК. Поскольку узел коммутатора выполнен с возможностью подключения/ отключения источников электрической энергии (АКБ и БЭК) к нагрузке без прерывания ее электропитания, то работоспособность ПЭУ осуществляется без сбоев/ отказов.

По сравнению с типовыми системами электропитания, содержащими только один узел АКБ, данное техническое решение обеспечивает более высокий уровень надежности автономной работы системы электропитания МПЭУ. Это обусловлено наличием защиты узла АКБ от пиковых токовых нагрузок. Так, при возникновении в нагрузке ПТ, вызывающих снижение выходного напряжения АКБ ниже допустимого значения, этот факт регистрируется узлом БУ, который посредством коммутатора отключает АКБ от нагрузки и подключает узел БЭК, который обеспечивает электропитание нагрузки/ ПЭУ с необходимым ПТ. В результате этого пагубное влияние ПТ на узел АКБ - снижается, что защищает этот узел от интенсивного расхода энергетического ресурса и способствует увеличению длительности автономной работы ПЭУ/ МПЭУ.

Недостатком данного технического решения является низкий уровень показателя ИКЭСЭ, поскольку автономная работа ПЭУ в условиях, когда отсутствует/ ограничен доступ к СИЭЭ - не обеспечивается, так как после разряда узлов АКБ и БЭК, восстановление их работоспособности и поддержка автономной работа МПЭУ без использования СИЭЭ - не возможна. Применение альтернативных источников электрической энергии (АИЭЭ), которые могли бы быть использованы для восстановления работоспособности (зарядки/ подзарядки) узлов АКБ и БЭК и поддержки автономной работы ПЭУ/МПЭУ в случаях, когда доступ к СИЭЭ ограничен/ отсутствует, в данном TP - не обеспечивается.

Из техники [Л2] известна система электропитания электронного устройства (далее - система), состоящая из датчика тока (ДТ), микроконтроллера (МК), аккумуляторной батареи (АКБ) 5, блока электрохимических конденсаторов (ионисторов) (БЭК) и коммутатора, который своими с первого по четвертый портами соединен, соответственно, с узлом АКБ и первым портом узла МК, со вторым портом узла МК, с выходом узла БЭК и четвертым портом узла МК и со вторым портом узла ДТ, который своими первым и третьим портами соединен, соответственно, с нагрузкой и третьим портом узла МК. При этом, узел МК, функционирует по программе, обеспечивающей возможность мониторинга тока в нагрузке путем обработки сигналов, поступающих от узла ДТ, идентификации пиковых токов в нагрузке (ПТН) и отключения узла АКБ от нагрузки с подключением к ней через коммутатор узла БЭК на время действия упомянутых ПТН или до тех пор, пока выходное напряжение на узле БЭК поддерживается в пределах допустимой величины, а также обратного переключения источников электропитания нагрузки после окончания действия ПТН или после разряда узла БЭК.

Система функционирует следующим образом. В исходном состоянии в ионисторах, входящих в состав узла БЭК, обеспечивается накоплении энергии от узла АКБ. При включении нагрузки в виде ПЭУ, через узел ДТ протекает ток, который измеряется узлом ДТ и полученные данные поступают на узел МК. Узел МК функционирует по программе, обеспечивающей возможность мониторинга тока в нагрузке путем обработки сигналов, поступающих от узла ДТ и идентификации ПТН, превышающих допустимое/ номинальное значение разрядного тока аккумуляторной батареи. Если значение тока, потребляемого нагрузкой от узла АКБ, превысит его допустимый/ номинальный разрядный ток, то этот факт фиксируется узлом МК, который переключает узел коммутатора таким образом, что электропитание в нагрузку начинает подаваться от узла БЭК. Если уровень тока в нагрузке снизится до номинального/ допустимого значения (которое, например, меньше порогового/ допустимого значения), то коммутатор переводится в такое состояние, при котором узел БЭК - отключается, а узел АКБ - подключается обратно к нагрузке. Таким образом, ПТН, возникающие в нагрузке, своевременно обнаруживаются (идентифицируются) и их разрушающее действие на узел АКБ - устраняется, поскольку требуемый ток в нагрузке обеспечивается узлом БЭК, подключение которого происходит корректно, то есть, без разрыва энергоснабжения нагрузки. Обратное переключение источников электропитания нагрузки осуществляется после окончания действия ПТН или после разряда узла БЭК. После включения узла АКБ в работу по обеспечению электропитанием нагрузки типа МПЭУ, также включается подзарядка узла БЭК.

Данная система электропитания портативного устройства частично решает поставленную задачу, связанную с повышения надежности автономной работы МПЭУ, поскольку обеспечивает возможность повышения эффективности работы аккумуляторной батареи (АКБ), с точки зрения максимального использования ее энергоресурса/ емкости и надежности функционирования, что достигается за счет снижения времени действия на АКБ пиковых токовых нагрузок (ПТН), идентифицируемых с помощью узлов ДТ и МК, действе которых на узел АКБ устраняется или снижается путем отключения АКБ от нагрузки и бесперебойного энергоснабжения нагрузки во время действия ПТН от узла БЭК.

Данное техническое решение (TP) имеет низкий показатель ИКЭСЭ, поскольку автономная работа МПЭУ в условиях, когда отсутствует/ ограничен доступ к СИЭЭ - не обеспечивается, так как после разряда узла АКБ, восстановление его работоспособности и поддержка автономной работа МПЭУ - не возможна. Использование альтернативных источников электрической энергии (АИЭЭ), которые могли бы быть использованы для восстановления работоспособности (зарядки/ подзарядки) узлов АКБ и БЭК и поддержки автономной работы ПЭУ/МПЭУ в случаях, когда доступ к СИЭЭ ограничен/ отсутствует, в данном TP - не обеспечивается.

По мнению авторов, дальнейшее повышение уровня ИКЭСЭ МПЭУ может быть достигнуто на основе использования такой системы электропитания МПЭУ, в которой выполнение зарядки/ подзарядки АКБ обеспечивается на основе использования комбинированного источника тока/ напряжения (КИТН), который может функционировать как от стационарных источников электрической энергии, например, электросети 220 В, так и от альтернативных источников электрической энергии (АИЭЭ), способных вырабатывать электрическую энергию с необходимым уровнем мощности в течении длительного времени без использования ЭЭ от СИЭЭ.

Из техники [Л3] известна система электропитания мобильного устройства (далее - система), состоящая из процессора, контроллер заряда (КЗ), альтернативного источника электроэнергии (АИЭЭ), сетевого блока электропитания (СБП), порта подключения внешних устройств (ПИВУ) и аккумуляторной батареи (АКБ), которая своим портом соединена с нагрузкой и первым портом узла КЗ, который своими вторым и третьим портами соединен, соответственно, с первым портом процессора и первым портом узла ПИВУ, который своими вторым и третьим портами соединен, соответственно, со вторым портом процессора и с узлом СБП или с узлом АИЭЭ. При этом, узел АИЭЭ выполнен в виде динамо-машины с ручным приводом (ДМРП), способной вырабатывать электрическую энергию (ЭЭ) с мощностью, достаточной для зарядки узла АКБ.

Данная система обеспечивает возможность подзарядки узла АКБ МПЭУ типа мобильного телефона (МТ), который эксплуатируется в условиях, где доступ к СИЭЭ и возможность использования узла СБП для восстановления работоспособности АКБ, отсутствует. Узел ДМРП представляет собой портативное устройство, приводимое в действие мышечной силой физических лиц. Подключение узла ДМРП к узлу ППВУ осуществляется с использованием соединительного кабеля и комплекта переходников. Основным компонентом ДМРП является генератор, вал которого соединен с рукояткой устройства посредством зубчатой передачи.

Система работает следующим образом. Узел ДМРП или узел СБП посредством кабеля подключается к узлу ППВУ. Узлом процессора обнаруживается и идентифицируется тип подключенного устройства, после чего начинается процесс зарядки/ подзарядки узла АКБ. Если используется в качестве источника ЭЭ узел СБП, то зарядка узла АКБ осуществляется по типовому алгоритму, который реализуется узлом КЗ. Если доступ к СИЭЭ ограничен/ отсутствует, то для зарядки/ подзарядки узла АКБ может использоваться узел ДМРП. Подготовка к применению узла ДМРП включает следующие операции: установку в разъем динамо-машины удлинительного/ соединительного кабеля, соединение разъема удлинительного кабеля с переходником, подходящим для установки в разъем МПЭУ типа мобильного телефона, и установки соответствующего разъема-переходника в узел ППВУ. Далее, для обеспечения процесса выработки ЭЭ, необходимо вращать рукоятку динамо-машины с частотой, достаточной для того, чтобы на экране подзаряжаемого мобильного телефона индицировался процесс зарядки узла АКБ. Производитель ДМРП рекомендует для обеспечения нормального режима зарядки узла АКБ вращать ручку ДМРП в течение не мене трех минут с частотой 2-2.5 оборота в секунду. После этого пользователю будет обеспечено от трех до пяти минут мобильной связи.

Недостатком данной системы является низкий уровень ИКЭСЭ, что существенно снижает эффективность применения МПЭУ в СУСС, особенно в условиях, когда отсутствует или ограничен доступе к СИЭЭ. Это обусловлено следующими причинами. Система имеет низкую надежность, так как при осуществлении подзарядки узла АКБ для соединения МТ и ДМРП используется кабель с разъемами и переходниками, которые уязвимы к воздействиям внешней среды (пыли, влаги, механических нагрузок). Известно, что любое механическое сочленение, используемое для соединения/ коммутации электрических цепей, подвержено износу/ разрушению, в том числе, из-з действия процессов трения/ истирания, возникающих при механическом сочленении разъемов, их коррозии, а также из-за возможности их повреждения пользователями/ физическими лицами в процессе эксплуатации системы, например, из-за небрежного обращения с коммутационными элементами при выполнении процедур заряда узла АКБ. То есть, используемые в системе электропитания кабели и разъемы уязвимы к воздействию механических нагрузок (вибраций, ударов, чрезмерных нажимов, перегибов/ перекосов, растяжений и т.п.) и к воздействию различных факторов внешней среды (повышенный уровень влажности, запыленности и др.), в результате действия которых ускоряются процессы износа и выхода из строя коммутационных изделий, что служит источником отказов системы электропитания. Узел ДМРП также имеет низкую надежность, так как его «слабым местом» является зубчатая передача, выполненная из пластиковых шестерен, которые могут выйти из строя (разрушиться) при интенсивном вращении рукоятки узла ДМРП. Кроме того, узел ДМРП имеет ограниченный ресурс непрерывной работы и не обеспечивает выполнение полного цикла зарядки узла АКБ. Шестерни зубчатой передачи, используемые в ДМРП, выполнены из пластика, поэтому уязвимы к механическим нагрузкам и могут быть сломаны при увеличении частоты оборотов ручки устройства. К недостаткам системы также можно отнести то, что во время работы узел ДМРП издает интенсивный акустический шум, мешающий использованию МПЭУ, например, затрудняющий ведение телефонных разговоров с помощью МТ. Узел ДМРП имеет низкий КПД. Так, экспериментально установлено, что, трех минут подзарядки узла АКБ мобильного телефона типа Nokia 8850 было недостаточно для осуществления даже одного телефонного вызова, поскольку весь энергоресурс АКБ, полученный в течении 3-х минутной подзарядки, обеспечил только лишь поиск сети мобильной связи и регистрацию в ней МТ. После попытки установить соединение с абонентом сети МТ выключился из-за разряда узла АКБ. Данная система имеет существенные ограничения по обеспечению подзарядки устройств мобильной связи из-з того, что имеющиеся в комплекте переходники поддерживают возможность подключения к ограниченным моделям МТ, система также крайне не удобна в использовании, поскольку для поддержки работоспособности узла АКБ и осуществления вызовов с помощью МТ требуется постоянно использовать ресурс ФЛ - приводить в действие узел ДМРП.

Исследования показали, что эффективность применения МПЭУ существенно зависит от свойств интерфейса, используемого для соединения МПЭУ с источником ЭЭ. В рассмотренных выше устройствах транспортирование ЭЭ осуществляется с помощью проводного интерфейса, который, по оценкам авторов, имеет низкую надежность и неудобен в применении. Это обусловлено тем, что элементы проводного интерфейса (ЭПИ), состоящие из проводов и разъемов, подвержены интенсивному износу, так как весьма уязвимы к внешним воздействиям. Типовыми факторам, снижающими надежность ЭПИ, являются факторы окружающей среды типа пыли и влаги, вызывающие загрязнения/ окисления/ коррозию элементов ЭПИ, и механические нагрузки различного характера, из-за действия который могут возникать разрывы в проводниках кабеля/ провода и деформации/ разрушения конструкции разъемов, входящих в состав ЭПИ. В результате воздействия на ЭПИ факторов внешней среды, в том числе, не корректных действий физических лиц/ пользователей МПЭУ, надежность системы электропитания может значительно снижаться. Следует также заметить, что в результате загрязнений/ окисления/ коррозии, возникающих на ЭПИ, может также происходить значительное увеличение сопротивления электрической цепи, по которой осуществляется зарядка АКБ. Как известно, типовыми неисправностями ЭПИ являются снижение качества контактов или возникновение разрыв в электрической зарядной цепи, что вызывает, соответственно, значительное увеличение длительности или полное прекращение зарядки АКБ. По этим причинам в системе электропитания МПЭУ могут возникать неисправности, приводящие к частичной или полной потере работоспособности, как самой АКБ, так и МПЭУ в целом.

По мнению авторов, наиболее близким по технической сущности к заявленному объекту (прототипом) является, известное из техники [Л4], устройство электропитания портативного прибора (далее - устройство), состоящее из процессора, сетевого блока электропитания (СБП), портативной солнечной батареи (ПСБ), контроллера заряда (КЗ), порта подключения внешних устройств (ППВУ) и аккумуляторной батареи (АКБ), которая своим портом соединена с нагрузкой и первым портом контроллера заряда (КЗ), который вторым и третьим портами соединен, соответственно, с первым портом процессора и первым портом узла ППВУ, который вторым и третьим портами соединен, соответственно, со вторым портом процессора и портом узла ПСБ или с портом узла СБП, при этом, узел ПСБ выполнен с возможностью выработки электрической энергии (ЭЭ) с мощностью, достаточной для электропитания нагрузки и зарядки/подзарядки узла АКБ.

Данное устройство электропитания обеспечивает автономную работу МПЭУ от узла АКБ, зарядка/подзарядка которого может осуществляться с использованием сетевого источника ЭЭ (узел СБП) и/или альтернативного источника электрической энергии (АИЭЭ), которым является узел ПСБ. Достоинством данного устройства является то, что она способна поддерживать автономную работу МПЭУ в условиях, когда доступ к СИЭЭ отсутствует или ограничен, поскольку узел СБП может вырабатывать ЭЭ, необходимую для зарядки/подзарядки узла АКБ, путем преобразования световой (солнечной) энергии. Достоинством узла ПСБ является также то, что он содержит встроенный перезаряжаемый химический источник тока в виде резервной аккумуляторной батареи (РАКБ), заряжаемой узлом ПСБ. Это обеспечивает возможность зарядки/подзарядки узла АКБ с помощью узла ПСБ в условиях низкой освещенности (например, ночью).

Функциональная схема данного устройства представлена на фиг.1. Устройство (фиг.1), состоит из процессора 2, сетевого блока электропитания (СБП) 3, портативной солнечной батареи (ПСБ) 4, контроллера заряда (КЗ) 6, порта подключения внешних устройств (ППВУ) 7 и аккумуляторной батареи (АКБ) 1, которая своим портом соединена с нагрузкой 5 и первым портом контроллера заряда (КЗ) 6, который вторым и третьим портами соединен, соответственно, с первым портом процессора 2 и первым портом узла ППВУ 7, который вторым и третьим портами соединен, соответственно, со вторым портом процессора 2 и портом узла ПСБ 4 или с портом узла СБП 3, при этом, узел ПСБ 4 выполнен с возможностью выработки электрической энергии (ЭЭ) с мощностью, достаточной для электропитания нагрузки 5 и зарядки/подзарядки узла АКБ 1. Данное устройство (фиг.1) работает следующим образом. В стационарных условиях, когда имеется доступ к электросети 220 В, может быть выполнена зарядка узла АКБ 1 с использованием узла СБП 3, который подключается к узлу ППВУ 7, например, с помощью кабеля. Это подключение обнаруживается процессором 2 и на узел КЗ 6 подается команда на выполнение зарядки/ подзарядки узла АКБ 1 по типовому/заданному алгоритму. Если доступ к СИЭЭ типа электросети 220 В отсутствует, то зарядка узла АКБ 1 может осуществляться с помощью узла ПСБ 4, который также посредством кабеля с соответствующим разъемом подключается к узлу ППВУ 7. При этом, узел ПСБ 4 размещается в месте с достаточной освещенностью, что является необходимым условием для обеспечения устойчивой работы узла ПСБ 4 по выработке ЭЭ с мощностью, достаточной для зарядки узла АКБ 1. В случаях, когда освещенность узла ПСБ 4 низкая, например, ночью, выполнение подзарядки узла АКБ 1 может осуществляется с использованием ЭЭ, накопленной в узле РАКБ (который интегрирован в узел ПСБ 4) при условии, что он заранее заряжен. Узел РАКБ представляет собой литий-ионный аккумулятор, который (при условии, что он полностью заряжен) может быть однократно использован для подзарядки узла АКБ 1, обеспечивающего автономную работу нагрузки 7/ МПЭУ. Для повторного использования узла РАКБ, его необходимо зарядить от узла ПСБ 4 с использованием встроенного в него преобразователя солнечной энергии (ПСЭ).

Данное устройство частично устраняет недостатки предыдущей системы. Так, оно более удобно в применении, поскольку физическим лицам не требуется тратить свои усилия (крутить ручку узла ДМРП) для обеспечения подзарядки узла АКБ 1, поскольку выработка ЭЭ обеспечивается с помощью АИЭЭ, выполненного в виде портативной солнечной батареи (узла ПСБ 4).

Данное устройство (фиг.1) имеет недостатки, аналогичные предыдущей системе: низкий уровень ИКЭСЭ, что существенно снижает эффективность применения МПЭУ, особенно в условиях, когда отсутствует или ограничен доступ к СИЭЭ. Основные узлы устройства громоздки, так как для получения требуемой мощности узел ПСБ 4 должен иметь узел ПСЭ с большой рабочей площадью. Кроме того, подключение узла ПСБ осуществляется контактным способом (с использованием кабелей и разъемов, уязвимых к внешним воздействиям типа пыли, влаги, тряски, ударам и др.). То есть, система не удобна в использовании, поскольку громоздка, содержит проводные соединения между ее узлами. Кроме того, коэффициент преобразования солнечной энергии узла ПСБ весьма низкий (около 15% при ярком солнечном свете) поэтому, на полную подзарядку узла АКБ требуется в несколько раз больше времени, чем при использовании штатного/сетевого ЗУ. Для сравнения, длительность зарядки узла АКБ с типовой емкостью составляет: около 5 часов при использовании сетевого (220 В) ЗУ, около 14 часов при использовании прямых солнечных лучей, около 24 часов при использовании лампы дневного света и около 3-4 суток - в облачную погоду. При отсутствии достаточного уровня освещения зарядка/подзарядка узла АКБ с помощью узла ПСБ - не обеспечивается.

Информационным поиском установлено, что чемпионом по длительности автономной работы среди альтернативных источников ЭЭ являются изделия типа миниатюрных ядерных батареек (МЯБ) [Л5], способных вырабатывать электрическую энергию в течении десятков лет. В источнике [Л6] отмечается, что одним из веских оснований к применению МЯБ служит ряд преимуществ перед другими источниками энергии, в том числе, отсутствие необходимости в обслуживании, компактность, прочность и большая энергоемкость изотопов. По массовой и объемной энергоемкости, распад изотопов, используемых в МЯБ, уступает лишь делению ядер урана/ плутония и превосходит химические источники энергии (аккумуляторы, топливные элементы и др.) в десятки и сотни тысяч раз. Как известно из [Л7] в нестоящее время готовятся к выпуску букридеры с временем автономной работы, исчисляющимся десятилетиями, которую могут обеспечить изделия типа миниатюрных атомных батареек. Отмечается, что элементы питания, работающие на основе процесса длительного распада ядерного топлива, уже сейчас активно используются в медицине (кардиостимуляторы), в космонавтике (питание спутников), в морском деле (навигационные приборы) и во многих других областях науки и техники. Как известно из [Л8, Л9], созданы миниатюрные ядерные батарейки, размер которых сравним с размером небольшой монеты. По словам исследователей, схема работы устройства напоминает схему работы радиоизотопных источников энергии. В этих источниках ЭЭ тепловая энергия радиоактивного распада преобразуется в электрическую. Исследователями из европейского объединения институтов Fraunhofer-Gesellschaft создана технология печати батарей. Эта технология позволяет получать батареи толщиной около миллиметра. По мнению ученых, подобные источники альтернативной энергии могут найти применение при создании самых разнообразных миниатюрных электронных устройствах, особенно для которых необходимо обеспечить длительную автономную работу.

Исследования показали, что использование МЯБ для электропитания МПЭУ на данном этапе развития этой технологии имеет некоторые ограничения, связанные с низкой выходной мощностью этих изделий. Так, согласно источнику [Л10], американской компанией City Labs из Майами, штат Флорида производятся и продаются МЯБ типа NanoTritium model 100 НЗ. Эти изделия имеют следующие рабочие характеристики: выходное напряжение от 0,8 до 2,4 В и силу тока от 50 до 300 нА.

По мнению авторов, миниатюрный источник ЭЭ с практически неограниченным сроком работы типа МЯБ может быть с успехом использован в составе системы электропитания МПЭУ, поскольку в условиях, когда доступ к СИЭЭ ограничен или отсутствует, он может быть единственным доступным средством (источником ЭЭ) для поддержки узла АКБ и МПЭУ в работоспособном состоянии. При этом, согласно идее авторов, учитывая низкую выходную мощность МЯБ, целесообразно предварительно осуществлять накопление ЭЭ на элементе, способном поддерживать режимы, необходимые для обслуживания/зарядки/подзарядки узла АКБ. Например, в качестве накопителя ЭЭ могут быть использованы миниатюрные изделия типа суперконденсаторов/ионисторов [Л11], которые отличаются миниатюрностью, быстротой заряда, практически неограниченным количеством циклов заряда и разряда, поддержкой больших разрядных токов и работоспособностью в широком диапазоне температур (-50°C+50°C).

Целью полезной модели является расширение функциональных возможностей известного устройства, связанных с повышением уровня работоспособности аккумуляторной батареи мобильного/портативного электронного устройства при его эксплуатации в условиях, когда стационарные источники электрической энергии отсутствуют или доступ к ним ограничен.

Поставленная цель достигается за счет того, что в известное устройство электропитания портативного прибора (далее - устройство), состоящее из процессора, сетевого блока электропитания (СБП), портативной солнечной батареи (ПСБ), контроллера заряда (КЗ), порта подключения внешних устройств (ППВУ) и аккумуляторной батареи (АКБ), которая своим портом соединена с нагрузкой и первым портом контроллера заряда, который вторым и третьим портами соединен, соответственно, с первым портом процессора и первым портом узла ППВУ, который вторым и третьим портами соединен, соответственно, со вторым портом процессора и с портом узла ПСБ или с портом узла СБП, и выполненная с возможностью электропитания нагрузки и зарядки/подзарядки узла АКБ от узла ПСБ или СБП, дополнительно введены батарея суперконденсаторов (БСК) и малогабаритная ядерная батарея (МЯБ), выход которой соединен с первым портом узла БСК, который вторым портом соединен с третьим портом узла процессора и четвертым узлом порта КЗ, при этом, узел процессора функционирует по программе, обеспечивающей непрерывный менеджмент электропитания нагрузки с возможностью контроля уровня работоспособности узла АКБ путем мониторинга его электрических параметров, например, выходного напряжения, автоматической активации режима зарядки/подзарядки узла АКБ при снижении его работоспособности ниже допустимого уровня, контроля работоспособности узлов СБП, ПСБ и БСК/МЯБ, используемых в качестве источников электрической энергии (ИЭЭ), путем мониторинга их электрических параметров, например, выходного напряжения, управления режимами работы узла КЗ в соответствии с видом используемого ИЭЭ, например, при использовании в качестве ИЭЭ узлов СБП или БСК/МЯБ, программирование узла КЗ для работы, соответственно, в режиме ускоренной или медленной зарядки/подзарядки узла АКБ, поддержки бесперебойной зарядки/подзарядки узла АКБ путем подключения доступного/работоспособного ИЭЭ, например, при снижении работоспособности узла ПСБ, автоматического подключения в качестве текущего ИЭЭ узла БСК/МЯБ.

Функциональная схема устройства электропитания портативного прибора альтернативными источниками электроэнергии (далее - устройство) представлена на фиг.2. Устройство (фиг.2) состоит из аккумуляторной батареи (АКБ) 1, батареи суперконденсаторов (БСК) 8, сетевого блока питания (СБП) 3, процессора 2, портативной солнечной батареи (ПСБ) 4, контроллера заряда (КЗ) 6, порта подключения внешних устройств (ППВУ) 7 и малогабаритной ядерной батареи (МЯБ) 9, которая своим выходом соединена с первым портом узла БСК 8, который своим вторым портом соединен с третьим портом процессора 2 и четвертым портом узла КЗ 6, который своими первым, третьим и вторым портами соединен, соответственно, с поротом узла АКБ 1 и нагрузкой 5, с первым портом узла ППВУ 7 и с первым портом процессора 2, который вторым портом соединен со вторым портом узла ППВУ 7, который третьим портом соединен с портом узла ПСБ 4 или с портом узла СБП 3. При этом, узел процессора 2 функционирует по программе, обеспечивающей непрерывный менеджмент электропитания нагрузки 5 с возможностью контроля уровня работоспособности узла АКБ 1 путем мониторинга его электрических параметров, например, выходного напряжения, автоматической активации режима зарядки/подзарядки узла АКБ 1 при снижении его работоспособности ниже допустимого значения, контроля уровня работоспособности доступных источников электрической энергии (ДИЭЭ) путем мониторинга электрически параметров, например, выходного напряжения узлов СБП 3, ПСБ 4 и БСК 8/МЯБ 9, управления режимами работы узла КЗ 6 в соответствии с видом используемого ИЭЭ, в том числе, при использовании в качестве ИЭЭ узлов СБП 3 или БСК 8/МЯБ 9, программирования узла КЗ 6 для работы, соответственно, в режиме ускоренной или медленной зарядки/подзарядки узла АКБ 1, поддержки бесперебойной зарядки/подзарядки узла АКБ 1 путем подключения ДИЭЭ, например, при снижении работоспособности узла ПСБ 4, автоматического подключения в качестве текущего/рабочего ИЭЭ узла БСК 8/МЯБ 9.

Функционирование устройства (фиг.2) во многом сходно с работой прототипа, в части, касающейся обеспечения электропитания нагрузки и зарядки узла АКБ 1 с использованием узлов СБП 3 и ПСБ 4.

При наличии СИЭЭ в виде стандартной электросети 220 В, обслуживание/зарядка/подзарядка узла АКБ 1 осуществляется с использованием узла СБП 3, подключаемого к третьему порту узла ППВУ 7. При отсутствии СИЭЭ или ограничении доступа к нему, зарядка/подзарядка узла АКБ 1 может осуществляться от узла ПСБ 4, подключаемого к третьему порту узла ППВУ 7. Эта процедура может выполняться только при наличии достаточного уровня освещенности или при работоспособном состоянии резервной батареи, встроенной в узел СБП 3. В тех случаях, когда СИЭЭ отсутствует/недоступен и узел ПСБ 4 не работоспособен, то эта ситуация обнаруживается узлом процессора 2 и узел КЗ 6 переводится в режим обслуживания/подзарядки/зарядки узла АКБ 1 с использованием ЭЭ, вырабатываемой узлом МЯБ 9 и накапливаемой в узле БСК 8. Таким образом, использование ЭЭ, вырабатываемой альтернативными ИЭЭ, позволяет поддерживать узел АКБ 1 в работоспособном состоянии в условиях, когда получение ЭЭ от других (СИЭЭ) источников - не возможно.

Техническим результатом, достигаемым при использовании предлагаемого технического решения, является повышение длительности автономной работы системы электропитания мобильного/портативного электронного устройства (МПЭУ), при его эксплуатации в условиях, когда стационарные источники электрической энергии отсутствуют или доступ к ним ограничен, что достигается за счет зарядки/подзарядки узла АКБ, обеспечивающего электропитание МПЭУ, альтернативными источниками электрической энергии, в том числе, с использованием малогабаритной ядерной батареи и батареи суперконденсаторов/ионисторов.

В предлагаемом устройстве электропитания портативного прибора альтернативными источниками электроэнергии (далее - устройство) обеспечивается следующее сочетание отличительных признаков и свойств.

В состав устройства дополнительно введены батарея суперконденсаторов (БСК) 8 и малогабаритная ядерная батарея (МЯБ) 9, выход которой соединен с первым портом узла БСК 8, который вторым портом соединен с третьим портом узла процессора 2 и четвертым портом узла КЗ 6.

Узел процессора 2 функционирует по программе, обеспечивающей непрерывный менеджмент электропитания нагрузки 5 с возможностью контроля уровня работоспособности узла АКБ 1 путем мониторинга его электрических параметров, например, выходного напряжения, автоматической активации режима зарядки/подзарядки узла АКБ 1 при снижении его работоспособности ниже допустимого значения, контроля уровня работоспособности доступных источников электрической энергии (ДИЭЭ), в качестве которых используются узлы СБП 3, ПСБ 4 и БСК 8/МЯБ 9, путем мониторинга их электрических параметров, например, выходного напряжения, управления режимами работы узла КЗ 6 в соответствии с видом используемого ИЭЭ, например, при использовании в качестве ИЭЭ узлов СБП 3 или БСК 8/МЯБ 9, программирования узла КЗ 6 для работы, соответственно, в режиме ускоренной или медленной зарядки/подзарядки узла АКБ 1, поддержки бесперебойной зарядки/подзарядки узла АКБ 1 путем подключения ДИЭЭ, например, при снижении работоспособности узла ПСБ 4, автоматического подключения в качестве текущего ИЭЭ узла БСК 8/МЯБ 9.

Сочетание отличительных признаков и свойств, предлагаемого устройства электропитания портативного прибора альтернативными источниками электроэнергии из техники не известно, поэтому оно соответствует критерию новизны. При этом, для достижения максимального эффекта по расширению функциональных возможностей известного устройства, связанных с повышением уровня работоспособности аккумуляторной батареи мобильного/портативного электронного устройства при его эксплуатации в условиях, когда стационарные источники электрической энергии отсутствуют или доступ к ним ограничен, необходимо использовать всю совокупность отличительных признаков и свойств, указанных выше.

Обобщенный алгоритм функционирования предлагаемого устройства может быть представлен в следующем виде.

- Начало;

- Шаг - 1. Подготовка к зарядке узла АКБ 1. Накопление ЭЭ в узле БСК 8 от узла МЯБ 9. Подключение узла СБП 3/узла ПСБ 4 к узлу ППВУ 7, переход к шагу 2;

- Шаг - 2. Проверка - 1: Напряжение на входе порта 3 узла ППВУ 7 - Есть?

- Если - да, то переход к шагу - 3, - Если - нет, то переход к шагу 4;

- Шаг-3. Установка процессором 5 режима работы узла КЗ 6 для осуществления зарядки узла АКБ 1 с использование ЭЭ, поступающей от узла СБП 3/узла ПСБ 4, переход к шагу 5;

- Шаг-4. Установка процессором 5 режима работы узла КЗ 6 для осуществления зарядки узла АКБ 1 с использование ЭЭ, поступающей от узлов МЯБ 9 и БСК 8, переход к шагу 5;

- Шаг-5. Проверка-2: Зарядка узла АКБ 1 завершена? - Если - да, то переход к шагу 6, если - нет, то переход к шагу 7;

- Шаг-6. Проверка-3: выходной уровень напряжения на выходе узла АКБ 1 находится в допустимых пределах? - Если да, то возврат к шагу 6, если - нет, то переход к шагу 1;

- Конец.

Узлы АКБ 1, СБП 3, процессора 2, ПСБ 4, КЗ 6 и ППВУ 7 могут быть аналогичными соответствующим признакам прототипа и не требуют значительной доработки при реализации предлагаемого технического решения. Также, при реализации узла ПСБ 4 могут быть использованы известные из техники [Л12] фотоэлектрические солнечные модули (ФЭСМ), которые широко используются в качестве самостоятельных/автономных источников электроэнергии для электропитания аппаратуры малой мощности (радиостанций, GPS-навигаторов, МТ, КПК и др.). Эти изделия/модули изготовлены из монокристаллического кремния, защищены антибликовым покрытием, имеют КПД преобразователей не менее 13%, обеспечивают выходное напряжение 4.6-3.0B при мощности не менее 2 Вт, имеют большой срок службы (не мене 12 лет) и широкий диапазон рабочих температур (-50°С+70), поэтому могут быть успешно использованы в качестве источника электрической энергии для осуществления зарядки/подзарядки узла АКБ 1 МПЭУ в условиях, когда доступ к СИЭЭ ограничен или не возможен. Альтернативным вариантом реализации узла ПСБ 4 является использование известных из техники [Л13] аморфных фотоэлектрических модулей (АФЭМ), которые также широко используются в качестве автономных источников электрической энергии. АФЭМ относятся к новому поколению фотоэлектрических модулей типа «a-Si/µc-Si Double», которые изготавливаются с применением тонких пленок аморфного кремния a-Si и микропрозрачной кремниевой пленки µc-Si. При этом слой аморфного кремния преобразует в электрическую энергию видимую часть спектра солнца, а микропрозрачная пленка преобразует энергию солнца невидимого инфракрасного спектра. Такая тандемная технология кремниевых пленок позволяет повышать эффективность работы модулей приблизительно на 50% по сравнению с традиционной однопленочной технологией. АФЭМ отличаются высокой эффективностью, с точки зрения работы (преобразования солнечной энергии в электричество) даже в плохую погоду, при недостаточной освещенности, при рассеянном свете и в жарком климате.

Узел процессора 2 также может быть реализован на основе PIC-контроллеров, известных из [Л14].

В качестве узла МЯБ 9 может быть использованы изделия типа NanoTritium Battery [Л15], производства фирмы City Labs, которые отличаются миниатюрностью исполнения и большой длительностью работы (до 20 лет).

Узел БСК 8 может быть реализован на основе использования изделий типа суперконденсаторов [Л16], гибридных суперконденсаторов [Л17] или микросуперконденсаторов [Л18].

Для реализации узлов предлагаемого устройства с необходимыми признаками и свойствами, также могут быть использованы решения и программные процедуры, известные из авторских программ для [Л19-Л24] и авторских технических решений [Л25-Л36].

На основе приведенных данных можно заключить, что предлагаемая полезная модель устройства электропитания портативного прибора альтернативными источниками электроэнергии, за счет использования указанных выше отличительных признаков и свойств и реализации достигаемого технического результата, позволяет успешно решить поставленную задачу, связанную с повышением надежности функционирования и удобства применения МПЭУ в СУСС и условиях, когда стационарные источники электрической энергии отсутствуют или доступ к ним ограничен. Повышение эффективности применения МПЭУ, при использовании предлагаемого технического решения, достигается за счет применения альтернативных источников электроэнергии, в том числе МЯБ и БСК, обеспечивающих возможность поддержки работоспособности узла АКБ и автономной работы нагрузки (МПЭУ) в условиях, когда СИЭЭ отсутствуют или доступ к ним ограничен.

Приведенные средства, с помощью которых возможно осуществление полезной модели, позволяют обеспечить ее промышленную применимость.

Основные узлы предлагаемого устройства электропитания портативного прибора альтернативными источниками электроэнергии изготовлены, экспериментально испытаны и могут быть использованы при создании серийных образцов. Производимые устройства могут быть использованы для поддержки работоспособности аккумуляторных батарей (АКБ), обеспечивающих электропитание различных технических устройств и систем, преимущественно, мобильных/портативных устройств/приборов, к которым предъявляются повышенные требования по надежности и удобству применения, в том числе, в СУСС, особенно, при эксплуатации их в условиях, когда стационарные источники электрической энергии отсутствуют или доступ к ним ограничен.

Разработанное авторами техническое решение также повышает уровень автономности/длительности автономной работы МПЭУ, поскольку обеспечивает возможность осуществления зарядки/подзарядки АКБ, встроенной в МПЭУ, с использованием альтернативных источников электрической энергии (узлов МЯБ 9, БСК 8 и ПСБ 4) в условиях, когда стационарные источники электроэнергии отсутствуют или доступ к ним ограничен.

Предлагаемое техническое решение будет востребовано широким кругом пользователей различных технических устройств и систем, функционирующих автономно с электропитанием от встроенных АКБ, особенно, к которым предъявляются повышенные требования по надежности и эффективности применения в сложных условиях эксплуатации, особенно, когда доступ к стационарным источникам электроэнергии отсутствует или затруднен. Использование данного технического решения обеспечивает существенное повышение эффективности применения, как потребительской радиоэлектронной аппаратуры, так и техники специального назначения, особенно, при ее эксплуатации в сложных условиях без доступа к стационарным источникам электроэнергии.

ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ ИСТОЧНИКИ

1. Комбинированный источник бесперебойного электропитания, заявка на изобретение RU 2004138836, дата публикации 10.06.2006 г.

2. Устройство защиты аккумуляторной батареи от пиковых токовых нагрузок, Патент 124983, дата регистрации 20.02.2013 г.

3. Походное зарядное устройство для мобильных телефонов, http://www.3http://dnews.ru/power/neodrive_charge

4. Солнечная зарядка для мобильного телефона, http://blogerov.net/gadjeti/839-solnechnaya-zaryadka-dlya-mobilnogo-telefona.html

5. Миниатюрная ядерная батарея, http://monoblog.su/?p=8583

6. Первичные источники питания, http://digteh.ru/BP/PervIstP/

7. Букридер «AtomicBookReader» от компании «Ebook Wing», http://resheto.ru/news/single/7533

8. Миниатюрные ядерные батарейки, http://originweb.info/news/2009/10/09_cozdani_miniaturnie_jadernie_batareyki.html

9. Технологии Фалл аута. Миниатюрная ядерная батарейка, http://ehhu.ru/people/user/6/blog/48761/

10. Ядерный аккумулятор - технологии в кармане, http://promplace.ru/article_single.php?arc=470

11. Суперконденсаторы или Ионисторы вместо аккумулятора. http://www.insidecarelectronics.coni/superkondensavmesto-akkumulyatora-novaya-tehnologiya-yo-mobil

12. Фотоэлектрические модули, http://dom5solntsa.myinsales.ru/collection/fotoeliektrichieskiie-moduli

13. Аморфные фотоэлектрические модули Double (a-Si/µc-Si), http://www.306.ru/solnbat.htm

14. Микроконтроллеры серии PIC18FX5XX с поддержкой шины USB 2.0, http://www.trt.ru/products/microchip/pic 18_2.htm

15. Commercially-available NanoTritium battery can power microelectronics for 20+ years, http://www.gizmag.com/city-labs-nanotritium-betavoltaic-battery

16. Суперконденсаторы для электроники, http://madelectronics.ru

17. Новый гибридный суперконденсатор Ioxus, http://www.elcomdesign.ru/

18. Микросуперконденсатор - сверхмощный накопитель энергии, http://popnano.ru/news/show/3357

19. ФГУП «18 ЦНИИ» МО РФ, Программа для ЭВМ «Эмулятор протокола USART», Свидетельство о государственной регистрации в ФИПС РФ, 2011610490 от 13.11.2010 г.

20. ФГУП «18 ЦНИИ» МО РФ, Программа для ЭВМ «Программа хостинга микроконтроллерного устройства», Свидетельство о государственной регистрации 2010612122 от 22.01.2010 г.

21. ФГУП «18 ЦНИИ» МО РФ, Программа для ЭВМ «Платформа интерфейсов», Свидетельство о государственной регистрации в ФИПС РФ 2009616277 от 13 ноября 2009 г.

22. ФГУП «18 ЦНИИ» МО РФ, программа для ЭВМ «Драйвер светоиндикаторного устройства», Свидетельство о государственной регистрации в ФИПС РФ, 2011610487 от 13.11.2010 г.

23. ФГУП «18 ЦНИИ» МО РФ, программа для ЭВМ «Программа автоматизированной обработки данных», Свидетельство о государственной регистрации в ФИПС РФ 2009613019 от 10.06.2009 г.

24. ФГУП «18 ЦНИИ» МО РФ, Программа для ЭВМ «Менеджер преобразователя напряжения», Свидетельство о государственной регистрации в ФИПС РФ 2008614983 от 16 октября 2008 г.

25. Войсковая часть 11135 (RU), Патент на изобретение 2289856 «Устройство индикации», зарегистрирован в ФИПС РФ 20.12.2006 г.

26. ФГУП «18 ЦНИИ» МО РФ, патент на полезную модель 98641 «Устройство заряда никель-кадмиевых аккумуляторов и контроля их работоспособности», зарегистрирован в ФИПС РФ от 20.10.2010 г.

27. ФГУП «18 ЦНИИ» МО РФ, патент на полезную модель 114226 «Устройство обслуживания аккумулятора и контроля его работоспособности», зарегистрирован в ФИПС РФ от 10.03.2012 г.

28. ФГУП «18 ЦНИИ» МО РФ, патент на полезную модель 114227 «Устройство заряда аккумулятора и защиты его от перегрузок», зарегистрирован в ФИПС РФ 10.03.2012 г.

29. ФГУП «18 ЦНИИ» МО РФ, патент на полезную модель 114228 «Устройство заряда элемента аккумулятора с ограничением и сигнализацией его токовых перегрузок», зарегистрирован в ФИПС РФ 10.03.2012 г.

30. ФГУП «18 ЦНИИ» МО РФ, патент на полезную модель 124983 «Устройство защиты аккумуляторной батареи от пиковых токовых нагрузок», зарегистрирован в ФИПС РФ 20.02.2013 г.

31. ФГУП «18 ЦНИИ» МО РФ, патент на полезную модель 126513 «Устройство депассивации литий-тионлхлоридной батареи», зарегистрирован в ФИПС РФ 27.03.2013 г.

32. ФГУП «18 ЦНИИ» МО РФ, патент на полезную модель 126514 «Устройство активации и контроля работоспособности литиевой батареи», зарегистрирован в ФИПС РФ 27.03.2013 г.

33. ФГУП «18 ЦНИИ» МО РФ, патент на полезную модель 127520 «Устройство тестирования и активации литий-тионлхлоридной батареи», зарегистрирован в ФИПС РФ 27.04.2013 г.

34. ФГУП «18 ЦНИИ» МО РФ, патент на полезную модель 127520 «Устройство контроля электрических параметров и управления режимом заряда литиевой аккумуляторной батареи», зарегистрирован в ФИПС РФ 27.04.2013 г.

35. ФГУП «18 ЦНИИ» МО РФ, патент на полезную модель 130143 «Устройство дистанционного контроля работоспособности батареи химических источников тока», зарегистрирован в ФИПС РФ 10.07.2013 г.

36. ФГУП «18 ЦНИИ» МО РФ, патент на полезную модель 124443 «Устройство дифференцированного управления автономным электропитанием портативной радиоэлектронной аппаратуры», зарегистрирован в ФИПС РФ 20.01.2013 г.

Устройство электропитания портативного прибора альтернативными источниками электроэнергии, состоящая из процессора, сетевого блока электропитания (СБП), портативной солнечной батареи (ПСБ), контроллера заряда (КЗ), порта подключения внешних устройств (ППВУ) и аккумуляторной батареи (АКБ), которая своим портом соединена с нагрузкой и первым портом контроллера заряда, который вторым и третьим портами соединен, соответственно, с первым портом процессора и с первым портом узла ППВУ, который вторым и третьим портами соединен, соответственно, со вторым портом процессора и с портом узла ПСБ или с портом узла СБП, и выполненная с возможностью электропитания нагрузки и зарядки/подзарядки узла АКБ от узла СБП или узла ПСБ, отличающаяся тем, что в ее состав дополнительно введены батарея суперконденсаторов (БСК) и малогабаритная ядерная батарея (МЯБ), выход которой соединен с первым портом узла БСК, который вторым портом соединен с третьим портом узла процессора и четвертым узлом порта КЗ, при этом узел процессора функционирует по программе, обеспечивающей непрерывный менеджмент электропитания нагрузки с возможностью контроля уровня работоспособности узла АКБ путем мониторинга его электрических параметров, автоматической активации режима зарядки/подзарядки узла АКБ при снижении его работоспособности ниже допустимого значения, контроля уровня работоспособности узлов СБП, ПСБ и БСК/МЯБ, используемых в качестве источников электрической энергии (ИЭЭ), путем мониторинга их электрически параметров, управления режимами работы узла КЗ в соответствии с видом используемого ИЭЭ, в том числе, при использовании в качестве ИЭЭ узлов СБП или БСК/МЯБ, программирования узла КЗ для работы, соответственно, в режиме ускоренной или медленной зарядки/подзарядки узла АКБ, поддержки бесперебойной зарядки/подзарядки узла АКБ путем подключения доступного/ работоспособного ИЭЭ, в том числе, при снижении работоспособности узла ПСБ, автоматического подключения в качестве текущего ИЭЭ узла БСК/МЯБ.