ИСТОЧНИК ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ Российский патент 1995 года по МПК H02M7/04 H02H7/12 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в различных устройствах электропитания, в частности контрольно-проверочной аппаратуре (КПА) специального назначения.

Известен источник электропитания, применяемый в авиационной аппаратуре, предназначенный для питания напряжением 115 В, 400 Гц [1] При включении источника электропитания, предназначенного для питания от сети 115 В, 400 Гц, в сеть 220 В, 50 Гц происходит выход из строя источника электропитания и изделия в целом.

Известен источник электропитания, предназначенный для питания от сети напряжением 115 В, 400 Гц, который не имеет защиты от случайного включения в сеть напряжением 220 В, 50 Гц [2] При проверке авиационных приборов с помощью КПА, кроме источников напряжения 115 В, 400 Гц, применяются источники напряжения 220 В, 50 Гц, 36 В, 50 Гц и источник постоянного тока напряжения 27 В. Недостатком указанного источника электропитания является отсутствие защиты от случайных включений в сеть с напряжением 220 В, 50 Гц. При этом плавкий предохранитель типа ВП-1-1 из-за малого быстродействия не защищает КПА и прибор. При этом выходит из строя не только сам источник электропитания, но и другие функциональные узлы, которые запитываются от данного источника электропитания.

Цель повышение эксплуатационной надежности путем защиты источника электропитания, предназначенного для питания от сети напряжением 115 В, 400 Гц, и изделия в целом от случайных включений в сеть переменного тока напряжением 220 В, 50 Гц. При этом одновременно обеспечивается защита указанного источника электропитания от случайных включений в сеть постоянного тока напряжением 27 В и в сеть переменного тока напряжением 36 В, 50 Гц.

Указанная цель достигается тем, что в источник электропитания, содержащий силовой трансформатор, первичная обмотка которого соединена с выводами для подключения первичного источника питания через ключ переменного тока, состоящий из диодного моста и коммутирующего транзистора в управляющей диагонали, силовой выпрямитель, вход которого подключен ко вторичной обмотке силового трансформатора, сглаживающий фильтр, вход которого соединен с выходом силового выпрямителя, а выходная цепь с выводами для подключения нагрузки, RC-узел временной задержки, включенный в токозадающую цепь между выходом вспомогательного выпрямителя и базовой цепью коммутирующего транзистора, введен дополнительный пусковой трансформатор, первичная обмотка которого через развязывающий конденсатор соединена с выводами для подключения первичного источника электропитания, а вторичная обмотка соединена со входом вспомогательного выпрямителя.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что предлагаемый источник электропитания отличается наличием дополнительного трансформатора, первичная обмотка которого включена в сеть переменного напряжения через развязывающий конденсатор, и отсутствием пускового резистора. Таким образом, этот источник электропитания соответствует критерию "новизна". При сравнении предлагаемого устройства с другими техническими решениями не обнаружены технические решения, которые обладали бы совокупностью признаков предлагаемого устройства, в связи с чем можно сделать вывод о соответствии его критерию "изобретательский уровень".

На чертеже представлена блок-схема источника электропитания.

Источник электропитания содержит силовой трансформатор 1, первичная обмотка которого через диодный мост 2 и коммутирующий транзистор 3 включается в сеть переменного тока, силовой выпрямитель 4, подключенный ко вторичной обмотке силового трансформатора, сглаживающий фильтр 5, дополнительный трансформатор 6, первичная обмотка которого через развязывающий конденсатор 7 включается в сеть переменного тока, вспомогательный выпрямитель 8, подключенный к вторичной обмотке дополнительного трансформатора, RC-узел временной задержки 9.

Источник электропитания работает следующим образом. При включении питания в начальный момент времени коммутирующий транзистор 3 закрыт, так как напряжение на выходе RC-узла временной задержки 9 нарастает плавно с некоторой задержкой, которая зависит от постоянной RC-цепи узла временной задержки. Номинальная емкость развязывающего конденсатора 7 выбирается такой, чтобы при включении в сеть 115 В, 400 Гц напряжения на первичной обмотке дополнительного трансформатора 6 и на развязывающем конденсаторе 7 были равны между собой. При этом напряжения на развязывающем конденсаторе 7 и на первичной обмотке дополнительного трансформатора 6 не зависят от нагрузки силового трансформатора 1, так как нагрузка дополнительного трансформатора стабильна и не зависит от нагрузки силового трансформатора. Если источник электропитания включить в сеть напряжением 220 В, 50 Гц, то происходит перераспределение напряжения между разделительным конденсатором 7 и первичной обмоткой дополнительного трансформатора 6 из-за резкого увеличения сопротивления конденсатора 7 и резкого уменьшения сопротивления первичной обмотки трансформатора. При этом напряжение, наводимое на вторичной обмотке дополнительного трансформатора, составляет не более 1 В, и транзистор при этом практически полностью закрыт, что обеспечивает надежную защиту силового трансформатора и источника электропитания в целом при случайных включениях КПА в сеть переменного тока напряжением 220 В, 50 Гц.

Внедрение данного изобретения позволяет значительно повысить эксплуатационную надежность как самого источника электропитания, так и изделия КПА в целом. При этом полностью исключается выход из строя контрольно-проверочной аппаратуры, предназначенной для питания от сети переменного тока 115 В, 400 Гц, при случайных включениях в сеть переменного тока напряжением 220 В, 50 Гц, 36 В, 50 Гц и в сеть постоянного тока напряжением 27 В при проверках в лабораторных условиях, исключив при этом перегорание предохранителя.

Сущность изобретения состоит в том, что в источник электропитания, содержащий силовой трансформатор 1, первичная обмотка которого соединена с выводами для подключения первичного источника питания через ключ переменного тока, состоящий из диодного моста 2 и коммутирующего транзистора 3 в управляющей диагонали, силовой выпрямитель 4, вход которого подключен ко вторичной обмотке силового трансформатора 1, сглаживающий фильтр 5, вход которого соединен с выходом силового выпрямителя 4, а выходная цепь с выводами для подключения нагрузки, RC-узел временной задержки 9, включенный в токозадающую цепь между выходом вспомогательного выпрямителя 8 и базовой цепью коммутирующего транзистора 3, введен дополнительный пусковой трансформатор 6, первичная обмотка которого через развязывающий конденсатор 7 соединена с выводами для подключения первичного источника электропитания, а вторичная обмотка соединена со входом вспомогательного выпрямителя 8. 1 ил.

ИСТОЧНИК ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ, содержащий силовой трансформатор, первичная обмотка которого соединена с выводами для подключения первичного источника питания через ключ переменного тока, состоящего из диодного моста и коммутирующего транзистора в управляющей диагонали, силовой выпрямитель, вход которого подключен к вторичной обмотке силового трансформатора, сглаживающий фильтр, вход которого соединен с выходом силового выпрямителя, а выходная цепь с выводами для подключения нагрузки, RC-узел временной задержки, включенный в токозадающую цепь между выходом вспомогательного выпрямителя и базовой цепью коммутирующего транзистора, отличающийся тем, что в него введен дополнительный пусковой трансформатор, первичная обмотка которого через развязывающий конденсатор соединена с выводами для подключения первичного источника электропитания, а вторичная обмотка соединена с входом вспомогательного выпрямителя.