Источник питания постоянного напряжения с защитой Советский патент 1984 года по МПК G05F1/58 

ненные последовательно дополнитель- ,тельному вьгоодам накопительного конные конденсатор и резистор, подключен-денсатора, а их общая точка соединения ные резистором и конденсатором соот-подключена к другому выводу шестого ветственно к положительному и отрица-резистора.

1097990

ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ С ЗАЩИТОЙ, содержащий выпрямитель сетевого напряжения с фильтром, выход которого подключен к преобразователю постоянного напряжения в переменное высокочастотное, выход которого подключен к последовательно Соединенным первичным обмоткам силового высокочастотного трансформатора и трансформатора тока, выпрямители высокочастотного напряжения с фильтрами, подключенные к вторичным обмоткам силового высокочастотного трансформатора, стабилизаторы разнополярных напряжений, один выходной вывод которых соединен с корпусом, а входы подключены к выходам соответствующих выпрямителей высокочастотного напряжения, трансформатор, первичная обмотка которого через первый резистор подключена к входу выпрямителя сетевого напряжения, а вторичная - к входу выпрямителя, выход которого подключен к накопительному конденсатору и входу релаксационного генератора, выходы которого подключены к катоду и управляющему электроду п рвого тиристора, анод которого соединен с корпусом, задающий генератор, вход которого подключен к первому с:тлбилитрону, анод .йггчи i((iii-.mO..f, торого соединен с корпусом, а выход с вьщтеуказанным преобразователем, выпрямитель с фильтром и регулятором уровня напряжения, вход которого подключен к вторичной обмотке трансформатора тока, а выходы - к коллектору и эмиттеру первого транзистора, второй стабилитрон, катод которого соединен с коллектором первого транзистора, анод - с одним из выводов второго резистора и управляющим электродом второго тиристора, катод которого соединен с корпусом, другим выводом второго резистора и эмиттером первого транзистора, первый диод, г катод которого соединен с катодом первого стабилитрона, а анод - с анодом второго тиристора и одним из выводов третьего резистора, другой вы- вод которого соединен с входом фильтG ра и катодом второго диода, анод кос торого соединен с положительным выводом накопительного конденсатора и коллектором второго транзистора, эмиттер которого соединен с корпусом, со а база через четвертый резистор - с выходом стабилизатора положительной СО полярности, к которому подключен анод со третьего диода, катод которого соединен с выходом фильтра, один вывод которого соединен с корпусом, четвертый диод, катод которого соединен с выходом стабилизатора отрицательной полярности, а анод - с одним из выводов пятого резистора, другой выпол которого соединен с катодом первого тиристора, шестой резистор, один из выводов которого соединен с базой первого транзистора, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, в него введены с-.оедм-

Изобретение относится к электротехнике, в частности к источникам питания радиоэлектронной аппаратуры с защитой полупроводниковых преобразователей напряжения, и может быть использовано во вторичных источниках питания с бестрансформаторным входом.

Известен источник питайия, содержащий вьшрямитель сетевого напряже-. ния, задающий генератор, преобрааователь постоянного напряжения в переменное, вьтрямители преобразованного напряжения, фильтры Cl.

Однако в составе известного источн ка питания отсутствует защита преобразователя напряжения от перегрузок и коротких замыканий на его выходе. При коротком замыкании или значительной перегрузке на выходе преобразователя его транзисторы выходят из строя.

Наиболее близким к предлагаемому по своим существенным признакам является источник питания постоянного напряжения с защитой, содержащий выпрямитель сетевого напряжения с фильтром, выход которого подключен к преобразователю постоянного напряжения в переменное высокочастотное, выход которого подключен к последовательно соединенным первичным обмоткам силового высокочастотного трансформатора и трансформатора тока, выпрямители высокочастотного напряжения с фильтрами, подключенные к вторичным обмоткам силового высокочастотного трансформатора, стабилизаторы разнополярных напряжений, один выход(НОЙ вывод которых соединен с корпусом, а вход подключен к выходам выпрямителей высокочастотного напряжения, трансформатор, первичная обмотка которого через первый резистор подключена ко входу выпрямителя сетевого напряжения, а вторичная - ко входу выпрямителя, выход которого подключен к накопительному конденсатору и входу релаксационного генератора, выходы которого подключены к катоду и управляющему электроду первого тиристора, анод которого соединен с корпусом, задающий генератор, вход которого подключен к первому стабилитрону, анод которого соединен с корпусом, а выход - к преобразователю постоянного напряжения, вьтрямитель с.фильтром и регулятором уровня напряжения, вход которого подключен к вторичной обмотке трансформатора тока, а выходы - к коллектору и эмиттеру первого транзистора; второй стабилитрон, катод которого соединен с коллектором первого транзистора, анод - с одним из выводов второго резистора и управляющим электродом второго тиристора, катод которого соединен с корпусом, другим выводом второго резистора и эмиттером первого транзистора, первый диод, катод которого соединен с катодом первого стабилитрона, а анод - с анодом второго тиристора и одним из вьгеодов третьего резистора, другой вывод которого соединен с входом фильтра и катодом второго диода, анод которого соединен с положительным выводом накопительного конденсатора и коллектором второго транзистора, эмиттер которого соединен с корпусом, а база через четвертый резистор соединена с выходом стабилизатора положительной полярности, к которому подключен анод третьего диода, катод которого соединен с выходом фильтра, один вьгаод которого соединен с корпусом, четвертый диод, катод которого соединен с выходом стабилизатора отрицательной полярности, а анод - с одним из выводов пятого резистора, другой вывод которого соединен с катодом первого тиристора, шестой резистор, один из выводов которого соединен с базой первого транзистора, другой вывод с катодом пятого диода, анод которого соединен с положительным выводом накопительного конденсатора Г23.

Однако в момент включения известного источника питания при наличии короткого замыкания или значительной перегрузки на вторичных обмотках силового высокочастотного трансформатора, в высокочастотных вьтрямителях с фильтрами или на входах стабилизаторов (входы стабилизаторов могут служить источником питания нагрузок) преобразовательнапряжения оказывается длительное время незащищенным, так как его защита отключается. При этом преобразователь напряжения выхо дит из строя Целью изобретения является повьщ1е ние надежности. Поставленная цель достигается тем, что в источник питания постоянного напряжения с защитой, содержащий выпрямитель сетевого напряжения с фильтром, выход которого подключен к преобразователю постоянного н пряжение в переменное высокочастотное, выход которого подключен к последовательно соединенным первичным обмот кам силового высокочастотного трансформатора и трансформатора тока, выпрямители гысокочагтотного напряжения с фильтрами, подключенные к йторичным обмоткам силового высокочасто ного трансформатора, стабилизаторы разнополярных напряжений, один выходной вывод которых соединен с кор пусом, а входы подключены к выходам соответствующих выпрямителей высокочастотного напряжения, трансформатор первичная обмотка которого через пер вый резистор подключена ко входу выпрямителя сетевого напряжения, а вторичная - ко входу выпрямителя, выход которого подключен к накопител ному конденсатору и входу релаксацио ного генератора, выходы которого подключены к катоду и управляющему электроду первого тиристора, анод которого соединен с корпусом, задающий генератор, вход которого подключен к первому стабилитрону, анод которого соединен с корпусом, а выход - с указанным выше преобразователем постоянного напряжения, выпрямитель с фильтром и регулятором уров ня напряжения, вход которого подключе к вторичной обмотке трансформатора тока, а выходы - к коллектору и эмит теру первого транзистора, второй стабилитрон, катод которого соединен

с коллектором первого транзистора, анод - с одним из выводов второго резистора и управляющим злектродом второго тиристора, катод которого соединен с корпусом, другим выводом второго резистора и эмиттером первого транзистора, первый диод, катод которого соединен с катодом первого стабилитрона, а анод - с анодом второго тиристора и одним из выводов третьего резистора, другой вывод которого соединен с входом фильтра и катодом второго диода, анод которого соединен с положительным вывоДом накопительного конденсатора коллектором второго транзистора, эмиттер которого соединен с корпусом, а база - через четвертый резистор с выходом стабилизатора положительНой полярности, к которому подключен анод третьего диода, катод которого соединен с выходом фильтра, один вывод которого соединен с корпусом, четвертый диод, катод которого соединен с выходом стабилизатора отрица- тельной полярности, а анод - с одним из выводов пятого резистора, другой вывод которого соединен с катодом первого тиристора, шестой резистор, один из выводов которого соединен с базой первого транзистора, введены соединенные последовательно дополнительные конденсатор и резистор, подключенные резистором и конденсатором соответственно к положительному и отрицательному выводам накопительного конденсатора, а их общая точка соединения подключена к другому выводу шестого резистора. На чертеже представлена функциональная схема источника питания постоянного напряжения с защитой. Устройство содержит выпрямитель 1 сетевого напряжения с фильтром, выход которого подключен к преобразователю 2 постоянного напряжения в переменное высокочастотное, выход которого подключен к последовательно соединенным первичным обмоткам силовоРо высокочастотного трансформатора 3 и трансформатора тока 4, выпрямители 5 высокочастотного напряжения с фильтрами, подключенные входом к вторичным обмоткам трансформатора 3, гтабилизаторы 6 разнополярных напряжений, один выходной вывод которых соединен с корпусом, а вход подключен к выходам выпрямителей 5, трансформатор 7, первичная обмотка которого через первый резистор 8 подключена к входу выпрямителя 1, а вторичная - к входу выпрямителя 9, выход которого подключен к накопительному конденсатору 10 и входу релаксационного генератора 11, выходы которого подключены к катоду и управляющему электро ду первого тиристора 12, анод которо го соединен с корпусом, задающий генератор 13, вход которого подключен к первому стабилитрону 14, анод кото рого соединен с корпусом, а выход к преобразователю 2, выпрямитель 15 с фильтром и регулятором уровня напряжения, вход которого подключен к вторичной обмотке трансформатора 4, а выходы - к коллектору и эмитгеру первого транзистора 16, второй стабилитрон 17, катод которого соединен с коллектором транзистора 16, анод с первым выводом второго резистора 1 и управляющим электродом второго тиристора 19, катод которого соединен с корпусом, вторым выводом резистора 18 и Э1 даттером транзистора 16, первы диод 20, катод которого соединен с катодом стабилитрона 14, а анод - с анодом тиристора 19 и первым выводом третьего резистора 21, второй вывод которого соединен с входом фильтра 22 и катодом второго диода 23, анод которого соединен с положительным выводом конденсатора 10 и коллектором второго транзистора 24, эмиттер которого соединен с корпусом, а база че.рез четвертый резистор 25 соединена с выходом стабилизатора положительной полярности, к которому подключен анод третьего диода 26, катод которого соединен с выходом фильтра 22, один вывод которого соединен с корпусом, четвертый диод 27, катод кото рого соединен с выходом стабилизатора отрицательной полярности, а анод с первым выводом пятого резистора 28 второй вывод которого соединен с катодом тиристора 12, шестой резистор 29, первый вывод которого соединен с базой транзистора 16, второй - с точкой соединения конденсатора 30 и.резистора 31, вторы.е выводы которых подключены к конденсатору 10. Источник питания постоянного напря жения с защитой работает следующим образом. Напряжение питающей сети поступает на выпрямитель 1, выпрямляется, фильтруется и подводится на вход преобразователя напряжения 2, которьп не включается, так как не работает задающий генератор 13. Напряжение питающей сети через резистор 8 поступает также на первичную обмотку трансформатора 7. Снимаемое с вторичной обмотки трансформатора 7 напряжение выпрямляется выпрямителем 9 и начинается заряд конденсаторов 10 и 30. Когда конденсаторы 10 и 30 зарядятся до требуемого напряжения, включаются релаксационный генератор 11 и тиристор 12. Напряжение с конденсатора 10 через диоды 23, 20 и резистор 21 подается на стабилитрон 14 и задающий генератор 13, который начинает работу. Напряжение с конденсатора 30 через резистор 29 поступает на базу транзистора 16. Он кратковременно открывается и закорачивает защиту преобразователя 2. Преобразователь 2 включается и начинает работу. Ряд напряжений, снимаемых с вторичных обмоток трансформатора 3, выпрямляется выпрямителями 5, фильтруется и пода:ется на стабилизаторы напряжения 6. Напряжение стабилизатора отрицательной полярности через диод 27 и резистор 28 поступает на тиристор 12 и удерживает его во включенном состоянии. Напряжение стабилизатора положительной полярности через диоды 26 и 20, фильтр 22 и резистор 21 поступает на задающий генератор 13, обеспечивая его стационарное питание. Кроме этого, напряжение стабилизатора положительной полярности через резистор 25 поступает на базу транзистора 24, открывает его. Конденсатор 10 шунтируется. Источник питания включился. Если источник питания работает и произошла значительная перегрузка по току или короткое замыкание на вторичных обмотках трансформатора 3, или в выпрямителях 5, или на входах стабилизаторов 6, или на выходах стабилизаторов 6 (если они не имеют защиты от перегрузок или если их защита неисправна) , то возрастают ток через первичную обмотку трансформатора 4 и напряжение на выходе выпрямителя 15, включается стабилитрон 17, на резисторе 18 возрастает напряжение, тиристор 19 включается и закорачивает напряжение, питающее задающий генератор 13. Преобразователь напряжения 2 прекращает работу, выходные напряжения источника питания уменьшаются до нуля. Источник питания отключается на HPпродолжительное время. Тиристор12. о ключается, транзистор 24 закрывается Начинается заряд конденсаторов 10 и 30 и снова происходит запуск источни ка питания. Если авария устранена, т источник питания включается автомати чески. Если авария не устранена, то в момент запус а источника питания транзистор 16 открывается. Защита пр обоазователя отключается на время,дрстаточное для запуска нормально работающего преобразователя напряжения 2 т.е. кратковременно. За это время, которое, можно регулировать, изменяя сопротивление резистора 29 и емкость конденсатора 30, конденсатор 30 разряжается и транзистор 16 закрывается Время разряда конденсатора 10 значительно большее, чем конденсатора 30. Конденсатор 30 не может зарядиться до J V «« следующего пускового цикла, так как следующего пускового цикла, так как тиристор 12 включен, а резистор 31 выбран очень высокоомнь м. После того, как транзистор 16 закроется, через трансформатор 4 продолжает протекать аварийный ток и тиристор 19 включается, закорачивая вход задающего генератора 13. Источник питания 7990 отключается. Конденсатор 10 разряжается через диод 23, резистор 21, тиристоры 12 и 19. Разряд конденсатора 10 происходитбыстрее, чем его подзаряд. Тир исторы 12 и 19 отключаются. Начинается новый цикл заряда разряда конденсаторов 10 и 30 и запуска - отключения источника питания, которые продолжаются до тех пор, пока есть авария и подается сетевое напряжение. Если аварийньй режим, описанный вьпие, имеется в источнике питания в момент подачи на него сетевого напряжения, то запуск - отключение происходит так же, как описано вьше. В результате введенных средств до « ьньпс конденсатора и резисто полнительных конденсатора и резисто „ .. Р «ре- -л.-г- - -«(«J 11COU грузке или коротком замыкании (например, на входе стабилизатора положительной полярности) не отключается на продолжительное время (как это происходит в устройстве прототипа). Это позволяет сохранить работоспособным преобразователь, что повышает наежность устройства.