ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ Российский патент 1997 года по МПК G05F1/56 G05F1/571 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано как в источниках питания вычислительной техники, так и в источниках резервного питания.

Наиболее близким является источник питания, содержащий микросхему КР1033ЕУ2, выходом подключенную к входу силового транзистора, выход которого подключен к силовому трансформатору, с которого через выпрямители и фильтры выходные обмотки подключены к нагрузке.

Недостатком данного источника питания является невозможность его отключения как при аварии сети (резкое повышение напряжения), так и при превышении допустимого уровня тока, проходящего через силовой транзистор.

Предлагаемая схема источника питания направлена на устранение вышеуказанных недостатков. Это достигается тем, что в источник питания, содержащий выпрямитель сетевого напряжения, генератор на микросхеме, выходом подключенной к входу силового транзистора, выход которого подключен к обмотке силового трансформатора, с которого через выпрямители и фильтры выходные обмотки подключены к нагрузке. Введены: блок опорного напряжения, блок делителей напряжения, компаратор, входной делитель, измерительный элемент, подключенный к одному из выходов силового транзистора, первый и второй входы компаратора подключены, соответственно, к выходам блока опорного напряжения и блока делителей напряжения, третий вход компаратора подключен к измерительному элементу, выход компаратора через входной делитель напряжения подключен к выключающему входу микросхемы.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что предложенный источник отличается наличием новых элементов и связей, обеспечивающих защиту источника питания от выхода из строя в аварийном режиме.

Таким образом, предлагемый источник питания соответствует критерию "новизны".

Сравнение предлагаемого решения с другими техническими решениями показывает, что все элементы известны, однако их введение в указанной связи с остальными элементами схемы в предложенный источник питания позволяет защитить силовой и задающий частоту ключевания элементы от выхода из строя при аварийных ситуациях в сети и в цепях, обслуживающих микросхему. Это позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию "существенные отличия".

На фиг. 1 и 2 представлены схемы источников питания, реализующие защиту по току через силовой транзистор и отключение источников питания при повышении или понижении напряжения питающей сети.

Схема на фиг.1 реализуется при питании средств вычислительной техники и аналогичной нагрузки.

Схема на фиг.2 реализуется в источниках резервного питания.

Источник питания содержит: выпрямитель сетевого напряжения 1, блок опорного напряжения 2, генератор на микросхеме 4 с выключающим входом 3 и выходом 5, резисторы 6 и 7 входного делителя напряжения, блок делителей напряжения 8, компаратор 9, силовой транзистор 10, силовой трансформатор 11 с выходными обмотками и обмоткой обратной связи 12, измерительный элемент 12, входную шину 14 блока опорного напряжения 2, входную шину 15 блока делителей напряжения 8, шину 16 связи блока опорного напряжения 2 с первым входом компаратора 9, шину 17 связи блока делителей напряжения 8 со вторым входом компаратора 9, шину 18 связи выхода компаратора 9 с выключающим валом 3 микросхемы 4, шину 19 связи измерительного элемента 13 с третьим входом компаратора 9, шина 20 связи обмотки обратной связи 12 трансформатора 11 с микросхемой 4, фильтр 21.

Источник питания может быть снабжен зарядным устройством 22, аккумуляторной батареей 23, разделительными диодами 24, 25.

Источник питания работает следующим образом: импульсы с выхода 5 генератора на микросхеме 4 поступают на вход силового транзистора 10 и открывают его. На силовом трансформаторе 11 накапливается энергия, которая отдается в нагрузку при выключении микросхемы 4 и силового транзистора 10 по шине 20 обмоткой обратной связи 12 (создающей стабилизированный режим) трансформатора 11. Входным делителем на резисторах 6 и 7 устанавливается нижний порог работоспособности микросхемы 4. Подключенный к выключающему входу 3 микросхемы 4 выход компаратора 9 позволяет резко расширить возможность контроля состояния источника питания при аварийных режимах. Открытие компаратора 9 приводит к выключению генератора на микросхеме 4 и всего источника.

Сравнением опорного напряжения блока опорного напряжения 2 с напряжением на блоке делителей напряжения 8 или с напряжением измерительного элемента 13 управляется компаратор 9.

1. Понижение напряжения на блоке делителей напряжения 8 относительно напряжения на блоке опорного напряжения 2 это контроль при переходе на аккумуляторное питание в источниках резервного питания.

2. Повышение напряжения на блоке делителей напряжения 8 относительно напряжения на блоке опорного напряжения 2 это контроль аварийной ситуации в питающей сети.

3. Повышение напряжения на измерительном элементе 13 относительно напряжения на блоке опорного напряжения 2 защищает силовой транзистор 10 от пробоя при резком повышении длительности сигнала с выхода 5 микросхемы 4, приводящего к насыщению силового трансформатора 11 и к резкому повышению тока через силовой транзистор 10.

Питание нагрузки в источнике фиг.1 происходит через фильтр 21, а в источнике фиг.2 через разделительные диоды 24, 25 с фильтра 21 и аккумуляторной батареи 23. При нормальной работе сети и источнике питания нагрузка питается через разделительный диод 24, а аккумуляторная батарея 23 заряжается через зарядное устройство 22. При отключении генератора на микросхеме 4 выключается зарядное устройство 22, и питание нагрузки осуществляется с аккумуляторной батареи 23 через разделительный диод 25.

Опытные образцы предлагаемого источника питания прошли испытания как в охранном режиме работы источника, так и в персональных компьютерах, что показало существенное повышение надежности источника питания и сокращение оборудования при переходе на аккумуляторный режим работы охранного источника.

Использование: в электротехнике, в источниках питания вычислительной техники и в источниках резервного питания. Сущность: устройство сетевого напряжения, генератор на микросхеме, силовой транзистор, силовой трансформатор, выпрямитель, фильтры, блок опорного напряжения, блок делителей напряжения, компаратор, входной делитель, измерительный элемент, подключенный к одному из выходов силового транзистора. Первый и второй входы компаратора подключены, соответственно, к выходам блока опорного напряжения и блока делителей напряжения, третий вход компаратора подключен к измерительному элементу, выход компаратора через входной делитель напряжения подключен к выкючающему входу микросхемы. Это защищает силовой и задающий частоту ключевания элементы от выхода из строя при аварийных ситуациях в сети и в цепях, обслуживающих микросхему. 2 ил.

Источник питания, содержащий выпрямитель сетевого напряжения, генератор на микросхеме, выходом подключенный к входу силового транзистора, выход которого подключен к обмотке силового трансформатора, с которого через выпрямитель и фильтры выходные обмотки подключены к нагрузке, отличающийся тем, что в него введены блок опорного напряжения, блок делителей напряжения, компаратор, входной делитель, измерительный элемент, подключенный к одному из выходов силового транзистора, первый и второй входы компаратора подключены соответственно к выходам блока опорного напряжения и блока делителей напряжения, третий вход компаратора подключен к измерительному элементу, выход компаратора через входной делитель напряжения подключен к выключающему входу микросхемы.