УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ИСТОЧНИКА ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ Российский патент 1995 года по МПК G01R19/165 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для контроля параметров источников электропитания различных радиоэлектронных устройств.

Известно устройство контроля источников электропитания [1].

Известны устройства контроля источников электропитания, содержащие узел контроля, состоящий из трех компараторов и схемы совпадения, причем один из компараторов контролирует уровень напряжения на датчике тока нагрузки, а два других обеспечивают контроль соответственно верхнего и нижнего уровней допусковой зоны выходного напряжения контролируемого источника электропитания, а также узел сигнализации, содержащий два управляемых генератора, схему совпадения, светодиод и резистор [2].

Известно, что при включении источника электропитания его выход на номинальный режим происходит не мгновенно, а в течение определенного промежутка времени, обусловленного в основном зарядом его выходной емкости. В течение этого переходного процесса определенные параметры источника электропитания, контролируемые устройством контроля, находятся вне нормы, что приводит к формированию на выходе устройства контроля ложного сигнала неисправности, что нежелательно, а в случае использования выходного сигнала устройства контроля для отключения источника электропитания - не допустимо, так как в этом случае не обеспечивается его запуск. В известном устройстве в течение переходного процесса, связанного с включением источника электропитания, на выходах двух компараторов присутствуют сигналы аварии, которые не содержат достоверной информации о состоянии источника электропитания. Наличие этих сигналов аварии обусловлено тем, что, во-первых, выходное напряжение источника электропитания при включении возрастает от нулевого значения до номинального и определенный промежуток времени находится ниже нижнего уровня допусковой зоны выходного напряжения, на который настроен второй компаратор, а, во-вторых, пусковой ток заряда выходного конденсатора источника электропитания, как правило, значительно превышает ток, на который настроен третий токовый компаратор. Таким образом, известное устройство при включении контролируемого источника электропитания сигнализирует о его неисправности, что в действительности не соответствует истине.

Целью изобретения является повышение достоверности контроля за счет исключения появления ложного сигнала неисправности на выходе устройства во время переходного процесса, связанного с включением контролируемого источника электропитания.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство контроля, содержащее узел контроля, состоящий из компараторов и схемы совпадения, введены узел блокировки, обеспечивающий формирование сигнала, блокирующего прохождение сигнала неисправности на выход устройства, на время переходного процесса, связанного с включением контролируемого источника электропитания или на заданное время и узел формирования сигнала неисправности, обеспечивающий прохождение сигнала неисправности на выход устройства при отсутствии блокирующего сигнала на его разрешающем входе, при этом входы компараторов узла контроля соединены каждый со своими входами узла контроля и устройства, их выходы подключены к входам схемы совпадения, выход которой соединен с выходом узла контроля, входом узла блокировки и с информативным входом узла формирования сигнала неисправности, разрешающий вход которого подключен к выходу узла блокировки, а выход - к выходу устройства.

Поставленная цель достигается также тем, что узел блокировки содержит элемент задержки и схему совпадения, один вход которой соединен с выходом элемента задержки, другой - с входом узла блокировки, выход которого подключен к выходу схемы совпадения, а узел формирования сигнала неисправности состоит из схемы совпадения и триггера, причем один вход схемы совпадения соединен с разрешающим, а другой - с информативным входами узла формирования сигнала неисправности, выход которого подключен к выходам устройства и триггера, входом соединенного с выходом схемы совпадения.

Существенные признаки, отличающие предлагаемое устройство от известного, состоят в введении в устройство узлов блокировки и формирования сигнала неисправности и связей между узлами устройства. Введение этих признаков позволяет исключить появление ложного сигнала неисправности на выходе устройства во время переходного процесса, связанного с включением контролируемого источника электропитания, и тем самым повысить достоверность контроля.

На чертеже представлена электрическая схема предлагаемого устройства, при этом на чертеже приведен один из возможных вариантов выполнения узлов блокировки и формирования сигнала неисправности, количество компараторов в узле контроля, для простоты описания принципа действия заявленного устройства, выбрано равным трем.

Устройство контроля содержит узлы 1 и 2 контроля и блокировки соответственно и формирователь 3 сигнала неисправности. Узел 1 состоит из компараторов 4-6 и схемы 7 совпадения, выход которой соединен с выходом узла 1, входом узла 2 и информативным входом формирователя 3, а входы - с выходами компараторов 4-6, входы которых являются входными выводами устройства. Выход узла 2 блокировки подключен к разрешающему входу формирователя 3, выход которого является выходным выводом устройства. Узел 2 состоит из элемента 8 задержки и схемы 9 совпадения. При этом выход схемы 9 совпадения соединен с выходом узла 2 блокировки, один ее вход - с выходом элемента 8 задержки, а другой - с входом узла 2 блокировки. Формирователь 3 сигнала неисправности содержит схему 10 совпадения и триггер 11, при этом выход триггера 11 соединен с выходом узла, его вход - с выходом схемы 10 совпадения, один из входов которой соединен с разрешающим входом фоpмиpователя 3 , а другой - с его информативным входом.

Предположим, что на вход компаратора 4 поступает напряжение с датчика тока нагрузки, а компараторы 5 и 6 обеспечивают контроль соответственно верхнего и нижнего уровней допусковой зоны выходного напряжения контролируемого источника электропитания и нормальному состоянию контролируемых напряжений соответствует сигнал логической "1" на выходе каждого компаратора. Тогда в качестве схемы 7 узла 2 следует выбрать логический элемент И, в качестве схем 9 и 10 узла 2 и формирователя 3 - логический элемент ИЛИ-НЕ, а элемент 8 при включении контролируемого источника электропитания заданное время должен обеспечивать на своем выходе сигнал логического "0" с последующим его окончательным переходом в "1".

В этом случае устройство работает следующим образом.

При включении контролируемого источника электропитания на входы устройства контроля поступают контролируемые напряжения с соответствующих датчиков и одновременно начинается отсчет заданного с помощью элемента задержки 8 времени, в течение которого на его выходе присутствует сигнал логический "0". Это время должно быть выбрано таким, чтобы при любых разбросах параметров и факторов, влияющих как на длительность переходного процесса выхода контролируемого источника электропитания на номинальный режим, так и на точность установки самого этого времени, оно было равно или чуть больше максимально возможного времени выхода на номинальный режим контролируемого источника электропитания. Пока выходное напряжение контролируемого источника питания ниже уровня, на который настроен компаратор 6, или пусковой ток превышает ток нагрузки, на который настроен компаратор 4 или оба эти фактора присутствуют одновременно на выходе узла 1 контроля имеет место сигнал неисправности, т.е. логический "0". Однако на выходе устройства сформирован сигнал, в который был первоначально установлен триггер 11, т.е. сигнал "Норма", так как сигнал логическая "1", присутствующий при этом на выходе узла 2, запрещает прохождение сигнала неисправности с выхода узла 1 контроля на выход устройства. Как только контролируемый источник электропитания выходит на номинальный режим, т.е. на выходе узла 1 контроля устанавливается сигнал логическая "1", то независимо от состояния выхода элемента 8 задержки на выходе узла 2 блокировки устанавливается сигнал логический "0", который является разрешающим для прохождения сигнала неисправности на выход устройства, а выходной сигнал при этом не изменяется, т.е. по-прежнему на выходе устройства присутствует сигнал "Норма". Теперь уход за допуски любого из контролируемых параметров сопровождается изменением выходного сигнала устройства с сигнала "Норма" на сигнал "Авария". В случае, если по каким-либо причинам, например при включении на короткозамкнутую нагрузку, контролируемый источник электропитания не выходит на номинальный режим, то разрешающий сигнал на прохождение сигнала неисправности с выхода узла 1 контроля на выход устройства формируется за счет изменения сигнала на выходе элемента 8 задержки (с логического "0" на логическую "1") по прошествии заданного времени, т.е. на выходе устройства и в этом случае сигнал изменяется с "Нормы" на "Аварию", т.е. опять будет достоверным.

Таким образом предложенное устройство в отличие от устройства-прототипа обеспечивает формирование достоверного сигнала неисправности процесса, связанного с включением контролируемого источника электропитания. Это обстоятельство особенно важно в том случае, когда выходной сигнал устройства контроля используется не только для сигнализации неисправности, но и для отключения контролируемого источника электропитания от нагрузки при аварийной ситуации. В этом случае использование предложенного устройства позволяет минимизировать время появления достоверного сигнала состояния контролируемого источника электропитания при его включении на выходе устройства контроля; обеспечить появление сигнала неисправности на выходе устройства контроля и в случае включения контролируемого источника электропитания на короткозамкнутую нагрузку, а также в случае когда авария произошла во время переходного процесса его включения.

Использование: изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для контроля параметров источников вторичного электропитания различных радиоэлектронных устройств. Сущность изобретения: устройство контроля содержит узлы контроля 1, блокировки 2 и формирователь 3 сигнала неисправности. Узел 1 состоит из компараторов 4 - 6 и элемента 7 совпадения, выход которого соединен с выходом узла 1, входом узла 2 и информативным входом формирователя 3, а входы соединены с выходами компараторов 4 - 6, входы которых соединены с входными клеммами устройства, выход узла 2 подключен к разрешающему входу формирователя 3, выход которого соединен с выходом устройства. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ИСТОЧНИКА ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ, содержащее узел контроля, в состав которого входят три компаратора и элемент совпадения, входы компараторов соединены с входными клеммами устройства для подключения контролируемого источника, выходы второго и третьего компараторов соединены с соответствующими входами элемента совпадения, выход которого соединен с выходом узла контроля и информационным входом формирователя сигнала неисправности, выход которого соединен с выходом устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности контроля, введен узел блокировки, содержащий последовательно соединенные элемент задержки и элемент совпадения, второй вход которого соединен с входом узла и выходом узла контроля, а выход соединен с выходом узла и разрешающим входом формирователя сигнала неисправности, выход первого компаратора узла контроля соединен с первым входом элемента совпадения. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что формирователь сигнала неисправности содержит последовательно соединенные элемент совпадения и триггер, первый вход элемента совпадения соединен с разрешающим входом формирователя, второй вход - с информационным входом формирователя, выход триггера соединен с выходом формирователя.