МНОГОКАНАЛЬНЫЙ ИСТОЧНИК ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ С ЗАЩИТОЙ Российский патент 1994 года по МПК H02H7/12 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в источниках электропитания.

Известен многоканальный источник электропитания, содержащий широтно-импульсный модулятор, управляющий усилителем мощности, выходами которого являются как стабилизированные, так и нестабилизированные каналы, вход усилителя мощности подключен к схеме управления, каждый выход содержит делитель напряжения и датчик тока, воздействующие на исполнительный элемент при перегрузке по току и уменьшении любого из выходных каналов [1] .

Однако исполнительный элемент этого многоканального источника, содержащий трехкаскадный усилитель со схемой формирования уровня, является сложным, кроме того, устройство контролирует только уровень понижения выходных напряжений без учета важности каждого из каналов.

Известен также источник электропитания, содержащий усилитель мощности. N каналов выходного напряжения с выпрямителями, фильтрами и стабилизаторами, исполнительный элемент защиты, воздействующий на схему управления, пороговое устройство с источником эталонного напряжения (устройство контроля уровня), делители выходного напряжения (узел нормирования напряжений), К схем совпадения по количеству обобщенных аварийных сигналов, подключенных первыми входами к коллекторам транзисторов ключевых усилителей, исполнительного элемента защиты, сигналы на которые подаются с коммутаторов, вторыми входами - к сигналу начальной установки, выходами - к S-входам К-триггеров, выходы которых подключены к индикаторам аварийного режима [2] .

Недостатком этого устройства является контроль только понижения напряжения и защиты от КЗ без указания вида неисправности в конкретном канале, что затрудняет отыскание неисправности, ухудшает ремонтнопригодность. Кроме того, отсутствует приоритет отключения по неисправному каналу.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному устройству является выбранное в качестве прототипа [3] , содержащее усилитель мощности, выходы которого подключены ко входам соответствующих выпрямителей с фильтрами, входы которых соединены с выходными выводами соответствующих каналов источника, исполнительные органы в каждом из выходных каналов, схему управления, имеющую блокировочный вход и подключенную к соответствующим входам усилителя мощности, узел контроля напряжений, подключенный к выходам соответствующих каналов источника, систему управления, содержащую узел нормирования напряжений, мультиплексор, узел контроля уровня, задающий генератор, двоичный счетчик, первый и второй дешифратор, схемы И-НЕ, семисегментный индикатор с Н-сегментом, цифровой компаратор.

Недостатком известного устройства является отсутствие индикации и защиты приоритетного канала.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем введения контроля и защиты приоритетного канала вне зависимости от порядка поступления аварийных сигналов.

Цель достигается тем, что в многоканальный источник электропитания с защитой, содержащий усилитель мощности, выходы которого подключены ко входам соответствующих выпрямителей с фильтрами, выходы которых соединены с выходными выводами соответствующих каналов источника, исполнительные органы защиты в каждом из выходных каналов, систему управления, снабженную входом блокировки и выходами подключенную к соответствующим входам усилителя мощности, узел контроля напряжений, входами подключенный к выходным выводам соответствующих каналов источника, а выходом ко входу блокировки системы управления и включающий блок нормирования напряжений, мультиплексор, узел контроля уровня, задающий генератор, двоичный счетчик, первый и второй дешифраторы, цифровой компаратор и семисегментный индикатор с Н-сегментом, причем информационные входы мукльтиплексора подключены к выходам блока нормирования напряжений, адресные входы мультиплексора соединены с соответствующими выходами двоичного счетчика, выход мультиплексора подключен ко входу узла контроля уровня, соответствующие входы первого и второго дешифраторов подключены к соответствующим первым входам цифрового компаратора, выходы первого дешифратора соединены с соответствующими входами семисегментного индикатора, выходы второго дешифратора подключены ко входам соответствующих исполнительных элементов защиты, что в узел контроля напряжений введены узел начальной установки, элемент задержки, трехвходовый элемент ИЛИ, запоминающий регистр из D-триггеров и узел задания кода приоритетного канала, причем первый и второй выходы узла контроля уровня подключены, соответственно к первому и второму входам элемента ИЛИ, третий вход которого через элемент задержки подключен к выходу узла начальной установки, соединенному со входом начальной установки двоичного счетчика, выход элемента ИЛИ подключен к синхронизирующим входам триггеров запоминающего регистра, информационные входы которых подключены к соответствующим выходам двоичного счетчика, а выходы к соответствующим входам первого и второго дешифратора и соответствующим первым входам цифрового компаратора, вторые входы которого подключены к соответствующим выходам узла задания кода приоритетного канала, выход цифрового компаратора подключен ко входу запрета счета двоичного счетчика, входу Н-сегмента семисегментного индикатора и входу блокировки системы управления.

На чертеже изображена структурно-функциональная схема устройства.

Устройство содержит усилитель мощности 1 (который может быть выполнен, как показано в [1] ), ко входу узла подключено входное напряжение, а выходы подключены ко входам управляемых (или неуправляемых) выпрямителей и фильтров 2¹. . . 2ⁿ, выходы которых подключены к соответствующим стабилизаторам напряжения 3¹. . . 3ⁿ и входам узла нормирования напряжений 4, выполненного, например, на резистивных делителях напряжения, выходы которого подключены к информационным входам мультиплексора 5, управляющие входы которого подключены к соответствующим выходам счетчика 6 и D-входам триггера 7, С-вход которого подключен к выходу схемы ИЛИ 8, два входа которой подключены к выходам узла контроля уровня напряжений 9 (выполненных, например, на 2-х компараторах 521СА3 с соответствующими опорными напряжениями), вход которого подключен ко входу мультиплексора 5; третий вход схемы ИЛИ 8 подключен к выходу узла задержки 10, (выполненным, например, на ИМС 564ТЛ1 с RC-связями), вход которого подключен к выходу узла начальной установки 11, (выполненному, например, на ИМС564ТЛ1 с RC-связями) и R-входу счетчика 6, V-вход которого подключен к задающему генератору 12, (выполненному, например, на ИМС564ТЛ1 с RC-связями), а С-вход упомянутого счетчика подключен к выходу компаратора 13, входу - Н-семисегментного индикатора 14 и входу блокировки схемы управления 15 усилителем мощности 1, причем одни входы компаратора 13 подключены к узлу задания приоритета 16, а другие - к выходам триггера 7, и соответствующим входам двоично-семисегментного дешифратора 17, выходы которого подключены ко входам индикатора 14, выходы двоично-десятичного дешифратора 18 подключены ко входам блокировки выпрямителей и фильтров 2¹. . . 2ⁿ или стабилизаторов 3¹. . . 3ⁿ.

Устройство работает следующим образом.

Усилитель мощности 1 функционирует под воздействием схемы управления, выходные напряжения выпрямляются выпрямителями и фильтрами 2¹. . . 2ⁿ и поступают в нагрузку 3¹. . . 3ⁿ и на блок нормирования напряжений 4, с выхода которого нормированные напряжения поступают на информационные входы мультиплексора 5, который управляется счетчиком 6, синхронизируемым генератором 12. При включении устройства счетчик 6 был установлен в состояние лог. "0" узлом начальной установки 11 по его R-входу, сигналы лог. "0" поступают на D-входы триггера 7 запоминающего регистра синхронизируемые сигналом, задержанным относительно сигнала узла начальной установки 11 узлом задержки 10 через схему ИЛИ 8, на выходе триггера 7 и входах компаратора 13, и дешифраторов 17 и 18 - сигналы лог. "0", на выходе компаратора 13 - сигнал лог. "0" - разрешение работы счетчика 6, на индикаторе 14 - индицируется сигнал "0" - "исправно"; на выходах дешифратора 18 сигналы, разрешающие работу выпрямителей и фильтров 2¹. . . 2ⁿ. Если напряжения, коммутируемые на устройство контроля уровня 9, в пределах допуска, на его выходах присутствует сигналы лог. "0", на выходе схемы 8 - сигнал лог. "0" и выходы триггера 7 не изменяют своего состояния. Если одно из напряжений (не приоритетное) выходит из допуска, на выходе схемы ИЛИ 8 присутствует сигнал лог. "1", который синхронизирует триггер 7; на его выходах присутствует код от счетчика 6, определяющий номер неисправного канала, он дешифрируется дешифраторами 17 (для индикации десятичной цифры на индикаторе 14) и 18 (для отключения соответствующего выпрямителя и фильтра 2) и проверятся компаратором 13 не соответствие коду приоритета, задаваемым узлом 16 (который может быть фиксированным для данного типа изделия или изменяться во времени). При выходе другого напряжения приоритетного из допуска, на выходе схемы ИЛИ 8 образуется сигнал лог. "1", на выходах триггера 7 - код с выходов счетчика 6, соответствующий номеру неисправного канала, который поступает на дешифратор 17 - на индикаторе 14 индицируется десятичная цифра, соответствующая номеру неисправного канала, на выходе дешифратора 18 - комбинация, обеспечивающая его отключение, на выходе компаратора 13 - сигнал лог. "1", который блокирует работу счетчика 6 (запрещает счет), на индикаторе 14 загорается сегмент "Н" (указание на приоритетный канал) и блокируется схема управления 15 усилителем мощности 1.

Схема управления 15 может быть выполнена как показано в [1] . Узел 2 может быть выполнен в виде управляемого выпрямителя, например, мостовой схемы, содержащей два диода и два тиристора с фильтром или неуправляемого в зависимости от необходимости отключения его при отсутствии стабилизатора напряжения. Узел 3 при наличии стабилизированных каналов может быть выполнен, например, в виде стабилизатора напряжения с последовательно включенным регулирующим элементом с управляемым выходом, как в ИМС серии 142ЕН. Компаратор 13 может быть выполнен в виде ИМС 564 серии ИП2. Остальные цифровые микросхемы могут быть выполнены из элементов К-МОП 561 или 564 серий, аналоговые элементы - на ИМС 521 или 574 серий. Узел 16 представляет собой кодовую комбинацию в двоичном коде, содержащую систему приоритетов.

Таким образом, предложенное устройство осуществляет контроль конкретного канала с системой неисправного или приоритетного отключения. (56) 1. Левинзон С. В. , Голубин В. И. Пpинципы построения источников электропитания телеграфных аппаратов. Сб. "Техника средств связи", серия ТПС, 1980, вып. 7, с. 75-78.

2. Авторское свидетельство СССР N 1023511, кл. Н 02 Н 7/12, 1983.

3. Авторское свидетельство СССР N 1697221, кл. Н 02 М 3/335, Н 02 Н 7/12, 1989.

Сущность изобретения: если напряжения, коммутируемые на устройство контроля уровня 9, в пределах допуска, то на его выходах присутствует сигнал лог "0", на выходе схемы 8 - сигнал лог "0" и выходы триггера 7 не изменяют своего состояния. Если одно из напряжений /не приоритетное/ выходит из допуска, то на выходе схемы ИЛИ 8 присутствует сигнал лог "1", который синхронизирует триггер 7; на его выходах присутствует код от счетчика 6, определяющий номер неисправного канала, он дешифрируется дешифраторами 17 (для индикации десятичной цифры на индикаторе 14) и 18 (для отключения соответствующего выпрямителя и фильтра 2) и проверяется компаратором 13 на соответствие коду приоритета, задаваемым узлом 16 /который может быть фиксированным для данного типа изделия или изменяться во времени/. При выходе другого напряжения приоритетного из допуска на выходе элемента ИЛИ 8 образуется сигнал логической "1" на выходах триггера 7 - код с выходов счетчика 6 соответствующий номеру неисправного канала, который поступает на дешифратор 17 - на индикаторе 14 индицируется десятичная цифра, соответствующая номеру неисправного канала, на выходе дешифратора 13 - сигнал логической "1", который блокирует работу счетчика 6 /запрещает счет/ на индикаторе 14 загорается сегмент "H" /указание на приоритетный канал/ и блокируется схемы управления 15 усилителем мощности. 1 ил.

МНОГОКАНАЛЬНЫЙ ИСТОЧНИК ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ С ЗАЩИТОЙ, содержащий усилитель мощности, выходы которого подключены к входам соответствующих выпрямителей с фильтрами, выходы которых соединены с выходными выводами соответствующих каналов источника, исполнительные органы защиты в каждом из выходных каналов, систему управления, снабженную входом блокировки и выходами подключенную к соответствующим входам усилителя мощности, узел контроля напряжений, входами подключенный к выходным выводам соответствующих каналов источника, а выходом - к входу блокировки системы управления и включающий блок нормирования напряжений, мультиплексор, узел контроля уровня, задающий генератор, двоичный счетчик, первый и второй дешифраторы, цифровой компаратор и семисегментный индикатор с Н-сегментом, причем информационные входы мультиплексора подключены к выходам блока нормирования напряжений, адресные входы мультиплексора соединены с соответствующими выходами двоичного счетчика, выход мультиплексора подключен к входу узла контроля уровня, соответствующие входы первого и второго дешифраторов подключены к соответствующим первым входам цифрового компаратора, выходы первого дешифратора соединены с соответствующими входами семисегментного индикатора, выходы второго дешифратора подключены к входам соответствующих исполнительных элементов защиты, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в узел контроля напряжения введены узел начальной установки, элемент задержки, трехвходовый элемент ИЛИ, запоминающий регистр из D-триггеров и узел задания кода приоритетного канала, причем первый и второй выходы узла контроля уровня подключены соответственно к первому и второму входам элемента ИЛИ, третий вход которого через элемент задержки подключен к выходу узла начальной установки, соединенному с входом начальной установки двоичного счетчика, выход элемента ИЛИ подключен к синхронизирующим входам D-триггеров запоминающего регистра, информационные входы которых подключены к соответствующим выходам двоичного счетчика, а выходы - к соответствующим входам первого и второго дешифраторов и соответствующим первым входам цифрового компаратора, вторые входы которого подключены к соответствующим выходам узла задания кода приоритетного канала, выход цифрового компаратора подключен к входу запрета счета двоичного счетчика, входу Н-сегмента семисегментного индикатора, к входу блокировки системы управления.