Устройство для электропитания постоянным напряжением

 

ОП ИКАНИЕ

Союз Советских

Социалистических

Республик

ИЗОБРЕТЕНИЯ (61) Дополнительное к авт. сеид-sy (22) Заявлено 010279 (21) 2721566/24-07

8 05 F 1/58 с присоединением заявки Ио а (23) Приоритет

Государственный коинтег

СССР но делан нзобретеннй н открытнй

Опубликовано 231080, Бюллетень М 39

Дата опубликования описания 231080 (53) УДК 621. 316. .722.1(088.8) (72) Автор изобретения

И.И.Колосков (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОПИТЛНИЯ ПОСТОЯННЫМ

НАПРЯЖЕНИЕМ

Изобретение относится к электро. технике и предназначено для использования в ЦВМ, а также аналоговой вычислительной технике и электроавтоматике, для обеспечения функцио- 5 нальных устройств питающими напряжениями необходимых номинальных значений и качества стабилизации .

Известны устройства для электропитания, выполненные по схеме с 10 бестрансформаторным входом, т.е. содержащие в своем составе выпрямитель, сглаживающий фильтр-энергонакопитель и преобразователь постоянного напряжения в стабилизированное постоянное (1) .

Указанные устройства имеют на выходе один номинал стабилизированного напряжения. При необходимости получения других номинальных значений 2О стабилизированных напряжений используют соответствующее количество указанных устройств.

Если необхоцимо обеспечить большое количество номинальных значений 25 стабилизированных напряжений, а мощ» ность каждого из них должна быть достаточно мала, габариты подобного устройства электропитания в целом .получаются достаточно большими, ЗО надежность — низкая„ стоимость и трудоемкость изготовления — высокая„ и кроме того, повышается опасность попадания обслуживающего персонала под повышенное входное напряжение.

Наиболее близким из известных технических решений является устройство для электропитания постоянным напряжением, содержащее блок управления, защиты и сигнализации, соединенные последовательно й-фазный выпрямитель с фильтром-энергонакопителем, преобразователь постоянного напряжения в стабилизированное постоянное и дополнительные преобразователи постоянного напряжения в постоянное t2j.

Недостатками подобных устройств являются недостаточная стабильность напряжений по отдельным выходам (точно стабилизироваться может только одно из многих выходных напряжений), и отсутствие возможности унификации. устройств питания, что повышает их стоимость, усложняет процесс разработки и изготовления.

Цель изобретения — уменьшение габаритов, повышение надежности, снижение стоимости и повышение безопасности обслух;ивакия.

773604

Это достигается тем, что в устрайстве для злектропитаиия постоянным напряжением, содержащем .блок управления, защиты и сигнализации, соединенные последовательно И-фазный выпрямитель с фильтрам-знерганакопителем, преобразователь постоянного напряжения в стабилизированное постоянное, и дополнительные преобразователи постоянного напряжения в постоянное, все преобразователи объединены в две группы входными зажимами, первая из которых подключена к общему М-фазНОМУ ВЫПРЯМИтЕЛЮр ИМЕЮЩЕМУ ВХОД управления и содержащему 1 тиристо ров и и дополнительных тиристорав, подключенных параллельно первым че-. рез резистор, а вторая группа подключена к выходу на крайней мере одного из преобразователей первой группы, причем вход .управления N-фазнога выпрямителя подключен к устройству управления, защиты и сигнализации.

На чертеже приведена структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит М -фазный выпрямитель 1„ на выходе которого включен фильтр-энергонаконитель 2, преабразОватели 3 постоянного напряжения з стабилиэирОваннае пОстОянноеу и преобразователь 4 постояннага напряжения в постоянное, к выходу которого подключена другая группа преобразователей пастояннога напряжения в постоянное 5. Каждый из преобразователей 3, 4 и 5 вырабатывает соответствующие наминахы напряжения, которые поступают на функциональные узлы ЦВМ {или другого потребителя) через зажимы 6, а также на устройства управления, защиты и сигнализации

7, Выпрямитель 1 содержит основные тиристоры И и дополнительные тиристоры 9, поцключенные к основным через резистор 10, и к диодам 11. Ба силовой вход 12 выпрямителя 1 подается сетевое напряжение {127, 220 или 380 Б).

В зависимости от требований„ преобразователи 4 и (или один из них) могут выполняться со стабилизацией выходного напряжения, или беэ нее.

Преобразователи 3 и 4 используются для питания достаточно мощной (100 и более Вт) нагруки.

Преобразователи 5 используются для питания маломощной (ориентиравочно, менее 50 Вт) нагрузки. Режим работы устройства определяется командами, поцаваемыми на устройства управления„ защиты и сигнализации 7.

В .Обесточенном состоянии на Bxo+e

12 выпрямителя 1 имеется сетевое напряжение, но выходные напряжения отсутствуют, так как все тиристоры

8 и 9 выпрямителя 1 удерживаются в обесточенном состоянии.

При подаче команды "Включено" на вход управления выпрямителя 1 с устройства 7 поступает сигнал разрешения включения тиристоров 9.

При их включении, что может быть

5 осуществлено в момент перехода сетевого {синусоидального) напряжения через нулевое значение, для минимизации коммутационных высокочастотных помех выпрямитель 1 начинает функционировать как обычный неуправляемый выпрямитель, но ток нагрузки ограничивается резистором 10.

С этого момента начинается заряд емкостей фильтра-энергонакопителя 2, появляется напряжение на преабразова35 телях 3-5, и на выходных зажимах устройства 6.

Через время, необходимое для заряда до заданного напряжения емкостей фильтра 2, в результате чего ток чеЩ рез резистор 10 уменьшается с пускового значения примерно до номинального значения, вырабатывается (в устройстве 1 или 7 ) команда на включение тиристаров 8 и отключение тирнстарав 9..

После включения тиристаров 9 емкости фильтра 2 дозаряжаются до номинального значения, и на выходах

6 устанавливаются номинальные значения напряжений.

Перевод устройства вновь в отключенное coñòoÿíèå может быть произведен па команде "Отключено", подаваемой на устройство 7, или в аварийном режиме, например, при выходе из строя одного иэ преобразователей 3-5.

В Обоих случаях на выходе устройства 7 вырабатываются сигнал, один из которых поступает на вход управления выпрямителя 1 (в результате

40 .чего запрещается включение тиристоров 8, 9), а второй - на преобразователи 3 и 4, в результате чего прекращается их функционирование и напряжения на выходах 6 уменьшаются до нуля.

Выделение двух групп преобразователей, одна из которых подключена к сетевому выпрямителю, выполняющему также функции исполнительного элемен„ тa в цепи управления устройством и его защиты, а вторая - к выходу одного иэ первых преобразователей, позволяет оптимальным образом получить минимальные габариты устройства в целом. Иэ всех возможных схемных

M решений схемы с бестрансформаторным входом имеют наименьшие габариты.

Однако из-эа сложности схемы, больших габаритов высоковольтных транзисторов (которые выпускаются отечественной () промышленностью, только на большие токи) и других элементов, малые относительные габариты устройств с бестрансформатариым входом получаются только при достаточной большой (100-, 500 Вт) выходной мощности последних.

773604

-Такими в приведенном на чертеже уст. ройстве являются преобразователи

3 и 4.

У преобразователей, расстичанных на питание от низковольтных источников {например, 27 В), достигаются хорошие габаритные характеристики, так как для них имеется обширная малогабаритная элементная база, а также отработанная технология изготовления микросхемных узлов и даже преобразователей в целом. Эти миниатюрные преобразователи {на чертеже — 5) могут быть s готовом виде использованы в предложенном устройстве для питания маломощных узлов аппаратуры с большим количеством номинальных напряжений.

Уменьшение габаритов способствует также использованию общего выпрямителя 1 как коммутатора питания, обеспечивающего относительно плавный и беэ помех пуск и отключение устройства, что позволяет обеспечить электромагнитную совместимость данного устройства с другими, подключенными к той же сети, беэ дополнительных крупногабаритных средств.

Повышение надежности обеспечивается возможностью быстродействующего отключения устройства при аварийных ситуациях воздействием сразу по двум цепям — на выпрямитель 1 и на преобразователи 3 и 4, возможностью использования викросхемных преобразователей 5, изолированных от сети (c помощью преобразователя 4), возможностью высококачественного подавления помех s местах, гце они возникают, так как передача энергии между отдельными блоками устройства осуще-. ствляется только на постоянном токе.

Уменьшение стоимости обеспечивается воэможностью высокой степени униФикации всех узлов, в результате чего сравнительно небольшой номенклатуры последних достаточно для удовлетварения требований самой различной аппаратуры (IlBN, аналоговой техники, электроавтоматики). Это дает возмож ность организовать их крупносерийное производство и снизить стоимость.

Повышение безопасности обслуживания обеспечивается двойной быстродействующей защитой, минимальным количеством преобразователей, находящихся под потенциалом сети.

Формула изобретения

Устройство для электропитания постоянным напряжением, содержащее

15 блок управления, защиты и сигнализации, соединенные последовательно

Н-фаэный выпрямитель с фильтромэнергонакопителем, преобразователь постоянного напряжения в стабилизироЯ ванное постоянное, и дополнительные преобразователи постоянного напряжения в постоянное, а т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью уменьшения габаритов, повышения надежности, снижения стоимости и повыаения безопасности обслуживания, укаэанные преобразователи объединены входными зажимами в две группы, первая из которых подключена к общему И-фазному выпрямителю, имеющему вход управления и содержащему И тиристоров и И дополнительных тиристоров„ подключенных параллельно первым через резистор, а вторая группа подключена к выходу по крайней мере одного иэ преобразователей первой группы, причем вход управления И-Фаэного выпрямителя подключен к блоку управления, защиты и сигнализации.

Источники информации, 40 принятые во внимание при экспертизе

Заявка ФРГ В 2443893, кл. G 05 F 1/58, 1976.

2. SchaltÜeträåretå Helter Gcilu"

men Reduzieren, 1973, Bd 3, S. 2 .

773604

Составитель В.Круглова

Техред A.Ач Корректор М. Демчик

Редактор Н.Горват

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Эакаэ 7504/61 Тираж 956 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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