Устройство для контроля и комплексной защиты вторичного источника питания Советский патент 1984 года по МПК H02H7/12 G05F1/58 

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в системах автоматики и вычислительной техники.

Известно устройство контроля источника питания, содержащее поляризованное реле, нагрузку, подключенную параллельно источнику питания и цепи, состоящей из конденсатора, соединенного последовательно с обмотками поляризованного реле и диодом, включенным в проводящем направлении по отнощению к источнику питания, динистор, включенный последовательно с одной из обмоток поляризованного реле, причем полярность подключения динистора и диода, включенного последовательно с другой обмоткой поляризованного реле, противоположна по отношению к источнику питания. Устройство сигнализирует только при пропадании напряжения i 1.

Недостатком устройства является то, что оно не контролирует уменьшение напряжения источника питания ниже допустимого, а также .ограничения, накладываемые на величину сопротивления нагрузки, которое вызвано тем, что ток разряда конденсатора, переключающий реле в исходное состояние, зависит от сопротивления нагрузки, и в некоторых случаях его может не хватить для возврата реле в исходное состояние.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для контроля и комплексной защиты вторичного источника питания, содержащее исполнительное реле, первый вывод обмотки которого подключен к выводу для подключения блока управления, а второй вывод - к выводу для подключения блока включения, размыкающий контакт исполнительного реле включен последовательно с источником, усилительный транзистор, эмиттер которого подключен к общей щине, два диода развязки, элемент задержки, датчик перегрузки, включенный параллельно вы, ходным выводам, состоящий из порогового элемента и двух делителей напряжения 2

Недостатками устройства являются: ограниченные функциональные возможности применения, например, устройство не может быть использовано для защиты вторичного источника питания, предназначейного для питания мини-ЭВМ собранной на микросхемах серии 155, которые имеют жес.ткие требования к напряжению питания,а именно + 5В Ч; , так как устройство имеет низкую чувствительность срабатывания защиты порядка нескольких десятых вольта из-за разброса параметров усилительного элемента и датчика нагрузки; отсутствие возможности оперативного контроля нормального или аварийного состояния вторичного источника питания; низкая надежность из-за того, что входные элементы устройства защиты находятся под напряжением как при нормальной работе

вторичного источника, так и при его аварийном состоянии, а также потери полезной мощности.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей, повыщениенадежности и увеличение КПД.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для контроля и комплексной защиты вторичного источника питания, содержащее исполнительное реле, первый

вывод обмотки которого подключен к выводу для подключения блока управления, а второй вывод - к выводу для подключения блока включения, размыкающий контакт исполнительного реле включен последовательно с вторичным источником, уси5 лительный транзистор, эмиттер которого подключен к общей щине, два диода развязки, элемент задержки, датчик перегрузки, включенный параллельно выходным выводам, состоящий из порогового элеменQ та и двух делителей напряжения, введены согласующий элемент и дополнительная обмотка исполнительного реле, а в датчик перегрузки введены второй пороговый элемент и вывод для подключения источника опорного напряжения, к которому подклю5 чен первый вход первого порогового элемента и вход второго делителя напряжения, выход которого подключен к второму входу второго порогового элемента, а выход первого делителя напряжения подключен к второму входу первого порогового эле0 .мента и к первому входу второго порогового элемента, выходы первого и второго пороговых элементов через элемент задержки подключены к базе усилительного транзистора, коллектор которого подключен через первый диод развязки к .первому выводу дополнительной обмоткиисполнительного реле и к первому входу согласующего элемента, второй вход которого подключен к входу источника, а выход согласующего элемента подключен к второму выводу до0 полнительной обмотки исполнительного реле и через второй диод развязки - к первому выводу основной обмотки исполнительного реле.

На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства.

5 Устройство состоит из исполнительного реле 1, выполненного двухобмоточным, размыкающего контакта 2, включенного последовательно с нагрузкой 3 и вторичным источником 4 питания, усилительного транзистора 5, датчика 6 перегрузки, включенного параллельно выходным выводам и состоящего из первого и второго делителей 7 и 8 напряжения, вьшода 9 для подключения источника опорного напряжения и первого и второго пороговых элементов 10

5 и 11, элемента 12 задержки, согласующего элемента 13, диодов 14 и 15 развязки, выводов 16 и 17 для подключения блока управления и блока выключения соответственно, вывода 18 для подключения блока отключения. Устройство работает следующим образом. При приходе управляющих сигналов на выводы 16 и 17 управления и включения на основную обмотку реле 1 включается исполнительное . При этом входное напряжение через размыкающие контакты 2 исполнительного реле 1 поступает на вход вторичного источника 4 и напряжение на нагрузке 3 возрастает от нуля до номинального значения. До момента установления номинального значения напряжения на нагрузке 3 элемент 12 задержки устраняет срабатывание защиты. При увеличении выходного напряжения максимально допустимое напряжение, поступаемое с первого делителя 7 напряжения на первый вход второго порогового элемента 11, становится больше опорного напряжения, поступаемого с второго делителя 8 напряжения на второй вход этого же порогового элемента 11. Пороговый элемент 11 включается и через некоторое время, равное времени задержки на элементе 12, включает усилительный транзистор 5, который открывает согласующий элемент 13, вследствие чего током, протекающим по цепи, согласующий элемент 13 - дополнительная обмотка реле 1 - диод развязки - усилительный- транзистор 5, отключается исполнительное реле 1. При этом размыкается контакт 2 исполнительного реле 1, который отключает вторичный источник от входного напряжения. При уменьшении выходного напряжения до минимально допустимого напряжение, поступаемое с первого делителя 7 напряжения на второй вход первого порогового элемента 10 становится медьше опорного напряжения, nocTynaeMpiro от источника опорного напряжения на его первый вход. Пороговый элемент 10 включается. Далее устройство работает аналогично, как и при увеличении выходного напряжения. Подбором резисторов делителей 7 и 8 напряжения можно настроить срабатывание защиты при любом уходе выходного напряження. Чувствительность равна сотым вольта. Согласующий элемент 13 предназначен, с одной стороны, для устранения появления напряжения на входе вторичного источника 4 в момент прихода сигнала на вывод 16управления по цепи: вывод 16 управления - диод 15 развязки - согласующий элемент 13 - вход .вторичного источника 4, с другой стороны - для устранения появления входного напряжения на выводе 17отключения по цепи вторичный источник 4 - согласующий элемент 13 - дополнительная обмотка реле 1 - вывод 18 отключения. Диод 14 развязки предназначен для устранения включения согласующего элемента 13, а следовательно, срабатывания защиты при приходе управляющего сигнала через вывод 18 отключения на основную обмотку исполнительного реле 1 до момента прихода управляющего сигнала на вывод 16 управления. Диод 15 развязки предназначен для исключения возможности появления напряжения на выводе 16 управления и через основную обмотку реле 1 на выводе 17 включения в момент включения управляющего элемента 13 сигналом, приходящим от усилительного элемента. Использование предлагаемого устройства для контроля и защиты вторичного источника позволит расщирить функциональные возможности применения, например. использовать его для питания микросхем серии 155, имеющих жесткие требования к питающему напряжению, а именно +5BilO°/o, за счет повышения на порядок чувствительности срабатывания защиты при уходе выходного напряжения вторичного источника на сотые вольта выще или ниже допустимого значения, а также, использовать устройство для оперативного контроля нормального или аварийного состояния вторичного источника напряжения, когда необходимо переключиться на резервный источник, так как нагрузкой является микропроцессор, управляющий непрерывным технологическим процессом, повысить надежность работы устройства с 0,85 до 0,90 по сравнению с известным путем устранения нахождения входных элементов защиты под напряжением в момент аварийного состояния вторичного источника напряжения, а также исключения постоянного протекания тока через резистор и усилительный элемент в момент нормальной работы вторичного источника. Кроме того, увеличивается КПД с 0,6 до 0,68 по сравнению с известным устройством.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ И КОМПЛЕКСНОЙ ЗАЩИТЫ ВТОРИЧНОГО ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ, содержащее исполнительное реле, первый вывод обмотки которого подключен к выводу для подключения блока управления, а второй вывод - к выводу для подключения блока включения, размыкающий контакт исполнительного реле включен последовательно с вторичным источником, усилительный транзистор, эмиттер которого подключен к общей щине, два диода развязки, элемент задержки, датчик перегрузки, включенный параллельно выходным выводам, состоящий из порогового .элемента и двух делителей напряжения, отличающееся тем, что, с целью расщирения функциональных возможностей, повыщения и увеличения КПД, в него введен согласующий элемент и дополнительная обмотка в исполнительное реле, а в датчик перегрузки введены второй пороговый элемент и вывод для подключения источника опорного напряжения, к которому подключен первый вход первого порогового элемента и вход второго делителя напряжения, выход которого подключен к второму входу второго порогового элемента, а выход первого делителя напряжения подключен к второму входу первого порогового элемента и к первому входу второго порогового элемента, выходы первого и второго пороговых элементов через элемент задержки подключены к базе усилительного транзистора, коллектор которого подключен через первый диод развязки к первому выводу дополнительной обмотки (Л исполнительного реле и к первому входу согласующего элемента, второй вход которого подключен к входу источника, а выход согласующего элемента подключен к второму выводу дополнительной обмотки исполнительного реле и через второй диод развязки - к Первому выводу основной обмотки исполнительного реле. СХ) 1 to 00