Устройство контроля и защиты многоканального блока питания Советский патент 1985 года по МПК G05F1/569 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к системам регулирования электрических величин и может быть использовано -в системах питания радиоэлектронной аппаратуры Цель изобретения - повышение надежности и ремонтопригодности. На чертеже представлена функциональная схема устройства контроля и защиты многоканального блока пита, ния. Устройство контроля и защиты многоканального блока питания содержит делители 1 выходных напряжений защищаемых каналов, первый плюсовой 2 и первьц минусовой 3 компараторы, источник 4 опорного напряжения,подключенный к входным клеммам 5, силовой коммутирующий блок 6 с управляющими входами, блок 7 питания, силовую шину 8, исполнительные элементы 9 в виде оптоэлектронных ключей 10 с оптронными входами и транзисторными выходами (транзисторы 11 и 12), делители 13 напряжений, резисторы 14 и общую шину 15. Делители 1 выходных напряжений защищаемых каналов соединены с входами первого плюсового 2 и первого минусового 3 компараторов. Плюсовой компаратор 2 соединен с пол жительным выводом источника 4 опорного напряжения, вход которого соеди нен с выводом для подключения источника питания контроля. Первый вход силового коммутирующего блока 6 соединен 1 выводом для подключения источника питания контроля, а выход через силовую шину питания 8 - с бло ком 7 питания. Входы оптоэлектронных ключей 9 соединены с выходами первого плюсового 2 и первого минусового 3 компараторов с помощью оптоэлектронных ключей 10, выходы которыхсое динены с базами соответствующих тран зисторов 11, при этом третьи выводы оптронных ключей соединены с общей шиной 15. Питающие выводы электронных ключей соединены с делителями 13 напряжения, которые одними вывода ми соединены с коммутирующим блоком 6, а другими вывод. - с общей шиной 15. Эмиттеры транзисторов 12 и 11 соединены с общей шиной 15, а коллекторы транзисторов 11 соединены с базами транзисторов 12 и через резисторы 14 соединены с коллекторами транзисторов 12. Кроме того, устройство содержит минусовой источник опорного напряжения 16, вторые плюсовой 17 и минусовой 18 компараторы, индикаторные узлы 19 и 20 соответственно для второго плюсового и второго минусового компараторов, третий 21 и четвертый 22 индикаторные узлы и преобразователь 23 постоянного напряжения с выходными шинами 24 и 25.Входы плюсового 1 7 и минусового 18 компараторов соедиЪены с входами плюсового 2 и минусового 3 компараторов соответственно, а вькоды подключены к первым выводам индикаторных узлов 19 и 20 соответственно. Второй вывод индикаторного узла 19 соединен с общей шиной 15, второй вывод индикаторного узла 20 соединен с компараторами 3 и 18 и подключен к отрицательной шине 24 преобразователя 23. Компаратор 24 соединен с положительным выводом источника 4 опорного напряжения и с компаратором 2, питание на компараторы 2 и 17 подается через вывод для подключения источника питания контроля. Цепи питания компараторов 3 и 18 объединены и подключены к выходным шинам 24 и 25 преобразователя 23, Который, в свою очередь, подключен к источнику питания. С помощью преобразователя 23 обеспечивается гальваническая развязка компараторов 3 и 18 от общей шины по питанию, что позволяет использовать одинаковые схемы для плюсовых и минусовых компараторов. Коммутирующий блок 6 снабжен третьим управляющим входом. Выводы коллекторов транзисторов 12 электрических ключей 9 раздельно подключены к второму и третьму управляющим входам коммутирующего блока 6. Входы индикаторных узлов 21 и 22 подключены соответственно к второму и третьму входам коммутирующего блока 6. Цепи питания индикаторных узлов 21 и 22 объединены и подключены к выводу для подключения источника питания контроля. Устройство контроля и защиты многоканального блока питания работает следующим образом. Напряжения защищаемых стабилизаторов блока 7 питания поступают на делители 1 напряжения, с которых снимаются напряжения, приведенные к одинаковой величине, например к 5 В, относительно шины 15. Все положительные напряжения, снимаемые с делителей 1, поступают на компараторы 2 и 17, вы олиеи ые, например, на операционных усилителях Отрицательные напряжения поступают на компараторы 3 и 18. При равенстве напряжений (по номинальному значению поступающих на входы компараторов 2, 3, 17 и 18,на выходах последних напряжение равно или близко к нулю. При превышении напряжением любого из заи№11Даемьгх: стабилизаторов заранее установленного уровня на выходах компараторов 2 и 3 возникает напряже ние, поступакяцее на вход оптоэлектро ного ключа 10, который сра батывает и подает запиракяцее напряжение на транзистор. При этом транзистор 12 открывается, что приводит к срабатыванию коммутирующего блока 6 и к разрыву питания цепи 8 блока 7 питания. Одновременно с открытием транзистора 12 происходит срабатывание соответствующего индикаторного узла 21 или 22, Сигнализирующего в какой из групп однополярных источников произошел отказ типа Повышение напряжения. Поскольку индикаторные узлы 21 и 22 подключены к сети питания контроля, которая не отключается при срабатывании коммутирующего блока 6 индикация однополярной группы отказавших стабилизаторов сохраняется и после выключения блока 7 питания, что сокращает в 2 раза время на обнаружение неисправности. При понижении напряжения любого из защищенных каналов ниже установленного уровня вследствие коммутации нагрузки на выходе компараторов 17 и 18 возникает напряжение, приводящее к свечению индикаторов 19 или 20, сигнализирующих о наличии отказа типа Пониженное напряжение, причем блок 7 через коммутирующий блок 6 не отключается. При возрастании напряжения любого из защищенных каналов до номинального значения свечение элементов нидикаторных узлов 19 или 20 прекращается и блок питания продолжает нормально функционировать. При включений одного или нескольких каналов блока на короткозамкнутую нагрузку, например, на конденсаторы сравнительно большой емкости, срабатывает встроенная электронная защита одного или нескольких стабилизаторов. На выходе компараторов 17 или 18 возникает напряжение, приводящее к свечению индикаторов 19 или 20. Остальные каналы блока питания, на выходе которых нет перегрузки, продолжают нормально функционировать. После устранения причины перегрузки на выходе одного 1ШИ нескольких каналов индикаторы 19 или 20 перестают светиться. . Таким образом, в предлагаемом устройстве обеспечивается индикация вида отказа и группы однополярных стабилизаторов, в которой произошел отказ. При этом индикация отказа типа Повьш1ение напряжения сохраняется и после отключения блока питания от силовой цепи, что примерно в 4 раза сокращает время, необходимое на обнаружение отказавшего канала, т.е. повышает ремонтнопригодность блока. Схема защиты от перенапряжения включается одновременно с включением блока, что при надлежащем выборе параметров коммутирующего блока 6 гарантирует защиту нагрузки (в виде микросхем), подключенной к выходу стабилизатора. Отсутствие отключения блока, снабженного современными стабилитронами со встроенными схемами защиты от перегрузки, при возникновении кратковременной перегрузки на выходе одного или нескольких из каналов позволяет обеспечить повышение помехозащищенности. Автоматическое восстановление выходного напряжения (т.е. автовозврат после устранения причины перегрузки) повышает эксплуатационную надежность, особенно на подвижных объектах.

УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ И ЗАЩИТЫ МНОГОКАНАЛЬНОГО БЛОКА ПИТАНИЯ, содержащее силовой коммутирующий блок с управляющими входами, соединенный силовой шиной с блоком питания, делители выходных напряжений защищаемых каналов блока питания, соединенные с входами первого плюсового и первого минусового компараторов, первый из которых соединен с выходом первого источника опорного напряжения, подключенного относительно общей шины к выводу для подключения к источнику питания контроля, исполнительные элементы в виде двух оптоэлектронных ключей, входы которых по отдельности подключены к выходам указанных компараторов, а питающие выводы которых относительно общей шины соединены через делители напряжений с первым управляющим входом силового коммутирующего блока, второй управляющий вход которого подключен к выходу плюсового оптоэлектронного ключа, отличающееся тем, что, с целью повьш1ения надежности и -ремонтопригодности, в него введены преобразователь постоянного напряжения, второй источник опорного напряжения, четыре индикаторньк, узла, вторые плюсовой и минусовой компараторы, выходы которых подключены по отдельности к первому и второму индикаторным узлам Соответственно, а входы - к . делителям выходньтх напряжений одноименных каналов блока питания, при этом питающие выводы минусовых комi параторов и второго источника опорного напряжения соединены с выходами (Л преобразователя постоянного напряжения, питающий вывод которого относиС тельно общей шины соединен с выводом для подключения источника питания, силовой коммутирующий блок снабжен третьим управляющим входом, причем второй управляющий вход коммутирую;о щего блока соединен с входом третье-, 00 4 го индикаторного узла, а третий управляющий вход соединен свькодом вто00 рого минусового и оптоэлектронного ключа и входом четвертого индикаторного узла, выходы третьего и четвертого индикаторных узлов соединены с первым управляющим входом коммутирующего блока, который подключен к выводу для подключения источника питания.