Источник питания с комплексной защитой

 

Изобретение относится к электро технике и может быть использовано для питания технических средств вычислительной техники, устройств авто ;матики, телемеханики и электронной техники. Цель - расширение функциональных возможностей и исключение ложных срабатываний защиты от токовых перегрузок в пусковых режимах. Это достигается путем введения узла 14 защиты от пониженного выходного напряжения, индикатора 21 и исполнительного узла 22. Понижение выходного напряжения приводит к срабатыванию узла 14, вызывающему срабатывание узла 11 защиты от ., токовых перегрузок и открыванию тиристора защиты 17, что, в свою очередь, включает индикацию и стимулирует срабатывание и фиксацию состояния исполнительного узла 22, отключающего стабилизатор. 4 з.п.ф-лы, 3 ил. i (Л со to СП 4 4 4

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1

„„SU „„1325444 сЯ) 4 G 05 F 1/569

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ":ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К A BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4030167/24-07 (22) 27.02.86 (46) 23.07.87. Бюл. Р 27 (72) H.H. Михальниченко, А.Н. Иванов и А.В. Докторович (53) 621. 31 6. 722. 1 (088.8 ) (56) Авторское свидетельство СССР

У 805285, кл. G 05 Р 1/569, 1981.

Авторское свидетельство СССР !! 800984, кл. G 05 Р !/569, 1980. (54) ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ С КОИПЛЕКСНОЙ

ЗАЩИТОЙ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для питания технических средств вычислительной техники, устройств авто

:матики, телемеханики и электронной техники. Цель — расширение функциональных возможностей и исключение ложных срабатываний защиты от токовых перегрузок в пусковых режимах.

Это достигается путем введения узла

14 защиты от пониженного выходного напряжения, индикатора 21 и исполнительного узла 22. Понижение выходного напряжения приводит к срабатыванию узла !4, вызывающему срабатывание узла ll защиты от . токовых перегрузок н открыванию тнристора защиты !7, что, в свою очередь, включает индикацию и стимулирует срабатывание и фиксацию состояния исполнительного узла 22, отключающего стабилизатор. 4 з.п.ф-лы, 3 ил.

1 l3254

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам электропитания радиоэлектронной anna -" ратуры, и может быть использовано для питания технологических срецств вычислительной техники, устройств авто. матики, телемеханики и электронной техники, средств связи и радиоаппаратуры.

Целью изобретения является расширение. функциональных возможностей комплексной защиты и .исключение ложных срабатываний защиты от токовых перегрузок в пусковых режимах.

На фиг. 1-3 приведена схема источ 15 ника питания с комплексной защитой.

Источник питания с комплексной защитой содержит предохранитель 1, трансформатор 2, выпрямитель 3 и фильтр 4 вспомогательного источника, выпрямитель 5, входной фильтр 6 и выходной фильтр 7 стабилизатора, регулирующий элемент 8, усилитель 9 обратной связи, узел 10 защиты от повышенного входного напряжения, узел

11 защиты от токовых перегрузок, .узел 12 защиты от пониженного входно го напряжения, узел 13 защиты от по вышенного выходного напряжения, узел

14 защиты от пониженного выходного напряжения, термоконтакты 15 и 16, тиристор 17 диоды 18 и 19, нагрузочный резистор 20, индикатор 21 аварий-його состояния и исполнительный узел

22 универсальной защиты. Трансформа-: тор 2, выпрямитель 3, состоящий из диодов 23 и 24, фильтр 4 и диод 18 образуют вспомогательный источник..

Выпрямитель 5 состоит из диодов 25 и 26. Регулирующий элемент 8 состоит из согласующего транзистора 27 и транзистора 28.

Узел 10 образован элементами

29 — 32 и представляет собой транзисторный ключ с пороговым элементом (динистором 29) в базовой цепи.

Узел 11 образован элементами

33 — 36 и представляет собой транзисторный усилитель (ключ). Датчи- 50 ком тока является резистор 35, иэмерительно-усилительным элементом— транзистор 34. Резистор ЗЗ ограничивает ток в цепи управляющего электрода тиристора 17, резистор 30 ограничивает ток в базовой цепи транзистора 32.

Узел 12 образован элементами

37 — 48 и представляет собой триг44 2 герную схему с. исходным нулевым состоянием, соответствуюшим выключенному мощному транзистору 47, с воэможностью потенциально-импульсного управления узлом по входу установки в единичное состояние (через пороговый элемент — стабилитрон

37) и потенциального управления по входу установки в "нулевое" состояние транзистором 32.

Иапряжение на коллектор транзистора 27, усилитель 9 и резистор 48 поступает только через открытый транзистор 47. При включении источника питания транзистор 47 закрыт.

Включение транзистора 47 осуществ-. ляется только в момент срабатывания узла 12 (через стабилитрон 37), Выключение транзистора 47 осуществляется выходным сигналом транзистора 32, включающегося при срабатывании узлов

10,11, 13 и 14 универсальной защиты и при замыканиях термоконтактов 15

16.

Узел 13 образован элементами

49 — 55 и представляет собой компаратор напряжений на транзисторе. опорного и части выходного напряжения стабилизатора. Сигнал на выходе компаратора выделяется только в случае превышения выходным напряжением стабилизатора заданного (расчетного) значения.В остальных случаях выходной сигнал компафатора отсутствует.

Узел 14 образован элементами

56 — 67 и представляет собой компаратор напряжений на транзисторе: опорного и части выходного напряжений стабилизатора. Сигнал на выходе компаратора выделяется только в случае понижения выходного напряжения стабилизатора .ниже заданного (расчетного} значения при работе источни ка питания в стационарных режимах, В остальных случаях выходной сигнал компаратора отсутствует.

Индикатор 21 образован светодиодом 68 и ограничительным резистором

69.

Узел 22 образован реле 70 и ограничительным резистором 71,.

Конденсатор 72 подключен между выводами базы -и эмиттера транзистора 34.

Выпрямленное выпрямителем 3 напряжение поступает на резистор 64. Сглаженное фильтром б напряжение поступает через первую размыкающуюся контактную группу реле 70 на стабилит30

3 13254 рон 37 и на коллектор транзистора

28. Сглаженное фильтром 4 напряжение поступает на обмотку реле ?О, светодиод 68, резистор 20 и через вторую размыкающуюся,контактную группу реле

70 — на анод динистора 29, термоконтакты 15 и 16, транзистор 34, резистор 35, а через резистор 35 и транзистор 47 — на коллектор транзистора 27 и усилитель 9. Эмиттер транзистора 27 соединен с базой транзистора 28, а эмиттер последнего— с фильтром 7. Стабилизированное выходное напряжение с фильтра 7 поступает на резисторы 49, 54 и 56, на 15 анод диода 19, и на усилитель 9, второй вход которого подключен к общей шине, третий вход — к коллектору транзистора 27, а выход — к базе последнего. Катод диода 19 соединен с резисторами 71, 69, 20 и анодом тиристора 17, управляющий электрод последнего — с резистором 33, а катод — с общей шиной. Динистор 29 и термоконтакты 15 и 16 подключены параллельно цепи эмиттер-коллектор транзистора 34, база последнего подключена к выходам узлов 13 и 14, а коллектор соединен с резисторами

30 и 33.

Источник питания с комплексной. защитой работает следующим образом.

При включении источника питания заряжаются емкости фильтров 6 и 4, а также конденсатор 67 по цепи: диоды 23 и 24, резистор 64, диод 65.

Транзисторы источника питания закрыты до момента, когда напряжение на фильтре 6 превысит напряжение стабилизации стабилитрона 37.После 40 этого стабилитрон пробивается и открывается транзистор 46, что вызывает открывание мощного транзистора

47, поступление напряжения с фильтра ,4.через резистор 35 и транзистор 47 45 на коллектор транзистора 27 и на усилитель 9 обратной связи, а также на базу транзистора 46 через резистор 48 и диод 2.

Выходной фильтр, 7 стабилизатора начинает заряжаться.

Разряженный конденсатор 72 шунтирует переход база — эмиттер транзистора 34, удерживая транзистор в закрытом состоянии на время переход- 55 ных процессов в стабилизаторе.

В переходных режимах защита от пониженного выходного напряжения ста- билизатора не срабатывает, так как

44

4 параметры элемента задержки, состоящего из резистора 64, конденсатора

67, германиевого диода 65 и кремниевого диода 63 обеспечивают надежное запирание транзистора 60 на время,. переходных процессов в источнике питания за счет большой постоянной времени цепи заряда конденсатора 67 и разницы в падениях напряжения на кремниевом и германиевом диодах.

При номинальном выходном напряжении стабилизатора транзистор 60 за перт напряжением,поступающимна его эмиттер с резистора 57, транзистор

53 заперт положительным потенциалом катода стабилитрона 55, превьппающим, потенциал базы транзистора.

Если ток, протекающий через резистор 35, не превышает величину, соответствующую номинальному значению тока срабатывания защиты от перегрузок, то транзистор 34 закрыт и его ток утечки не может вызвать открывание транзистора 32 и тиристо ра 17, Если входное напряжение источника питания не превьппает заданное (расчетное) .значение, то динистор 29 находится в выключенном состоянии и его ток утечки не может вызвать1открывание транзистора 32 и тиристора 17, При отключениях источника питания от сети защита от пониженного выходного напряжения не должна сра:батывать. Это достигается выключением диодов 65 и 18, исключающих возможность отпирания транзистора

60 за счет накопленной энергии конденсатором 67 и фильтром 4 соответственно.

Защита перехода эмиттер — база транзистора 60 от обратных напряжений при отключениях источника питания осуществляется диодом 61 и резистором 62.

/ При превьппении напряжениемфильтра б напряжения переключения динистора

29 последний включается, что вызывает включение транзистора 32 и ти б ристора 17 токами, протекающими через резисторы 30 и 33 соответственно< но.

Включение транзистора 32 вызыва вает выключение транзисторов 46 и

47 и, как следствие, прекращение тока через транзисторы 27 и 28.

Включение тиристора 17 вызывает свечение светодиода 68, сигнализитока транзистора 28 и коллекторного тока транзистора 27, что приводит к увеличению падения напряжения на датчике 35 тока. При возрастании напряжения на датчике 35 до величины, соответствующей заданному (расчетному) значению срабатывания защиты, транзистор 34 открывается идальней" ший процесс работы схемы защиты повторяется.

При превьппении входным напряжеМ нием стабилизатора номинального значения напряжения срабатывания защиты транзистор 53 открывается, образуя цепь для протекания базового тока. транзистора 34 и его открывание..

Дальнейший процесс работы схемы защиты повторяется. Порог срабатывания защиты от повьппенного выходного на- пряжения стабилизатора определяется напряжениями стабилитрона 55 и резистивного делителя 9-51.

Когда выходное напряжение стабилизатора, понижаясь, становится меньше номинального значения напряжения срабатывания защиты, открывается транзистор 60, вызывая включение транзистора 34 ° Дальнейший процесс работы схем защиты повторяется. Порог срабатывания защиты от пониженного выходного напряжения стабилизатора определяется напряжениями. резистивного делителя 56-58, стабилитрона 66 и диодов 63 и 65.

Формула изобретения

1. Источник питания с комплексной защитой, содержащий предохранитель, включенный последовательно с первичной обмоткой трансформатора, к вторичным обмоткам которого подключены выпрямитель стабилизатора с входным фильтром и выпрямитель вспомогательного источника с фильтром, регулирующий элемент, управляющий вход которого подключен к выходу усилителя обратной связи, входом подключенный к выходному фильтру, выходу регулирующего элемента и входу узла защиты от повьппенного выходного напряжения, выход которого подключен к первому входу узла защиты от токовых перегрузок, второй вход которого подключен к резистивному датчику тока, соединенному одним выводом с анодом динистора узла защиты от повьппенного входного напряжения, а другим вы5 1325444 6 рующего о срабатывании защиты, и включении реле 70, которое первой размыкающейся контактной группой отключает силовой транзистор 28 от фильтра 6, а второй размыкающейся

5 контактной группой — шину питания узлов защиты от фильтра 4. Третьей размыкающейся контактной группой реле может отключать от сети периферийные устройства, работа которых !О нецелесообразна после отключения ис точника,питающего центральноеустройство (предполагается, что предлагаемый источник используется для питания центрального устройства) ° f5

Четвертой (замыкающейся) контактной группой реле может включать внеш= нее устройство аварийной сигнализации.

Кроме того, включение тиристо- 20 ра вызывает скачкообразное уменьшение направления фильтра 7 до величины, равной сумме напряжений на открытом диоде 19 и тиристоре !7, что, в свою очередь, вызывает вклю- 25 чение транзистора 60 в каждом полупериоде напряжения, выпрямленного выпрямителем 3, и открывание транзистора 34 коллекторным током транзистора 60 до момента срабатывания 30 реле 70. Однако после включения тиристора 17 эти переключения транзисторов значения не имеют, так как они не изменяют состояния тиристора, а. тепловые режимы наиболее нагруженных узлов источника питания — регулирующего элемента 8, трансформатора 2 и выпрямителя 5 начинают приходить в норму.

Резистр 20 предотвращает возмож- 40 ное выключение тиристора 17 из-за изменения его анодного тока после разряда фильтра 7, удерживая его во включенном состоянии до отключе ния источника питания оператором.

Наличие резистора 20 обязательно, если сумма токов, протекающих через реле ?О и светодиод 68, меньше тока выключения тиристора 17.

При замыкании термоконтактов

15 и 16 {или обоих одновременно) срабатывание защиты происходит аналогично описанному эа исключением того, что динистор 29 остается в выключенном состоянии, а напряжение фильтра

4 поступает на резистор 30-через замкнутый термоконтакт.

Увеличение тока нагрузки стабилизатора вызывает увеличение разового

1325444 водом через исполнительный транзистор узла защиты от пониженного напряжения подключен к .силовому выводу согласующего транзистора регулирующего элемента, выход узла защиты от токовых перегрузок соединен с катодом динистора, выводами подключенных пареллельно ему термоконтактов, входом узла защиты от повышенного входного напряжения и через ограничи- 10 тельный резистор — с управляющим электродом тиристора защиты, катод которого соединен с общей шиной, выход узла защиты от повышенного входного напряжения соединен с первым входом узла защиты от пониженного входного напряжения, второй вход которого соединен с силовым входом регулирующего элемента, о т л и— ч а ю шийся. тем, что, с целью 20 расширения функциональных возможностей комплексной защиты, в него введены узел защиты от пониженного выход= ного напряжения, первый диод, включенный между выпрямителем и фильтром вспомогательного источника, второй диод, включенный между выходным фильтром стабилизатора и анодом тиристора защиты, и:параллельно соединенные индикатор аварийного отклю- -ЗО чения источника питания, нагрузочный резистор и исполнительный узел защиты, включенные между фильтром вспомогательного источника и анодом тиристора защиты, причем первая размы- 35 кающая контактная группа исполнительного узла защиты включена между входным фильтром стабилизатора и силовым входом регулирующего элемента, а вторая размыкающая контактная группа 40 включена между фильтром вспомогательного источника и анодом динистора, выход узла защиты от повышенного вы- ходного напряжения подключен к выходу узла защиты от пониженного выход- 45 ного напряжения, вход которого соединен с выходом выпрямителя вспомогатель ного источника.

2. Источник по п. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью исключения ложных срабатываний защиTbl от токовы-." перегрузок в пусковых режимах при работе на нагрузку емкост ного характера, в него введен конденсатор, подключенный между базой и эмиттером транзистора узла защиты от токовых перегрузок.

3. Источник Во и. 1, ч а ю шийся тем, что узел защиты от пониженного выходного напряжения выполнен на транзисторе, стабилитроне, третьем, четвертом и пятом диодах, конденсатора и шести резисторах, причем первый, второй и третий резисторы образуют регулируемый делитель выходного напряжения стабилизатора, выход которого подключен к эмиттеру транзистора и к аноду третьего диода, катод которого соединен с базой транзистора, катодом четвертого диода и через четвертый резис.. тор — с общей шиной, коллектор транзистора через пятый резистор соединен с выходом узла защиты, а база транзистора через четвертый диод подключен к выходу источника опор ного напряжения, выполненного из последовательно соединенных шестого резистора, пятого диода и стабилитрона, параллельно которому подключен конденсатор, анод указанного стабилит рона соединен с общей шиной, а катод — с катодом пятого диода, анод которого подключен к аноду четвертого диода.

4. Источник по п. 1, о т л и— ч а ю шийся тем, что индикатор выполнен из последовательно соединенных светодиода и резистора.

5. Источник по и. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что исполнительный узел выполнен из последовательно соединенных реле и резистора.

1325444

Фиг. 3

Составитель В. Баранов

Редактор Н. Егорова ТехредА.Кравчук Корректор М., Демчик

Заказ 3108/43 Тираж 8б3 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4