Устройство для защиты многоканального источника питания Советский патент 1986 года по МПК H02H7/10 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты и отключения электропи- тающих устройств с разнополярными и разнопотенциальными уровнями стабилизированных напряжений в случае короткого замыкания, изменения или пропадания одного, нескольких или всех контролируемых напряжений.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей.

На фиг.,. 1 представлена структур- .ная схема устройства для защиты многоканального источника питания; на фиг. 2 - принципиальная электрическая схема предлагаемого устройств

Устройство содержит измерительное звено 1, первьй дополнительный регулируемый источник 2 питания, второй дополнительный регулируемый источник 3 питания, согласующее звено 4, третий дополнительный регулируемый источник 5 питания, пороговый элемент узел 7 начальной установки, узел 8 фиксации режима, первый отключающий транзистор 9 и второй отключающий транзистор 10.

Измерительное звено 1 имеет N входов, которые являются входами устройства и предназначены для подключения N контролируемых напряжений многоканального источника питания. К N+1-му входу измерительного звена 1 подключен выход первого дополнительного регулируемого источника 2 питания. К выходу измерительного звена 1 подключен вход согласующего звена 4, выход которого соединен с первым входом порогового элемента 6, второй вход которого подключен к выходу второго дополнительного регулируемого источника 3 питания, а третий вход соединен с выходом третьего дополнительного регулируемого источника 5 питания. К выходу порогового элемента 6 подключен.первый вход узла 8 фиксации режима, второй вход которого соединен с выходом узла 7 начальной установки,, вход которого подключен к первому выходу узла 8 фиксации режима, второй и третий выходы последнего подключены к входам соответственно первого отключающего транзистора 9 и второго отключающего транзистора 10. Выход первого отключающего транзистора 9 является первым выходом устройства, а выход

0

5

20

25

30

35

40

45

50

55

второго отключающего транзистора 10 вторым выходом устройства.

Устройство работает следующим образом.

Посредством второго и третьего дополнительных регулируемых источников питания (3 и 5 соответственно) устанавливаются верхний (положительный) и нижний (отрицательный) пороги срабатывания порогового элемента 6, которые образуют зону напряжений срабатывания исходном состоянии при наличии контролируемых напряжений U , U, U ... U, при помощи первого дополнительного регулируемого источника 2 питания на выходе измерительного звена 1 устанавливается нулевой уровень напряжения, который через согласующее звено 4 подается на первый вход порогового элемента 6. На выходе последнего поддерживается нулевой уровень напряжения, который подается на первый вход узла 8 фиксации режима. Узел 8 фиксации режима формирует на первом выходе- высокий уровень напряжения, который подается на вход узла 7 начальной установки,, на втором выходе - высокий уровень напряжения, который подается на вход первого отключающего транзистора 9, на третьем выходе - нулевой уровень напряжения, который поступает на вход второго отключающего транзистора 10, что соответствует закрытому состоянию обоих транзисторов. Узел 7 начальной установки формирует на выходе высокий потенциал напряжения, который подается на второй вход узла 8 фиксации режима и удерживает последний в данном состоянии, что соответствует рабочему режиму. В аварийном режиме, т.е. в случаях короткого замыкания, пропадания или недопустимого изменения одного или нескольких контролируемых напряжений на выходе измерительного звена 1 появляется положитель- ) ное или отрицательное напряжение, что соответствует появлению на выходе согласующего звена 4 уровня напряжения выше Unco ниже , т.е. выходящего за зону напряжения срабатывания. Пороговый элемент 6 при этом срабатывает и на его выходе формируется высокий уровень напряжения. В момент появления данного уровня на первом входе у.зла 8 фиксации режима последний переключается и на его втором и третьем выходах формируются соответственно нулевой высокий уровни напряжений, которые включают соответственно первый и второй отключающие транзисторы 9 и 10. При этом первый отключающий транзистор 9 отключает источники питания с отрицательными выходными напряжениями, а второй отключающий транзистор 10 отключает источники питания с положительными выходными напряжениями. Узел 8 фиксации режима сохраняет данное состояние на все время аварийного .режима, т.е. до того момента, когда неисправности будут устранены и на выходе измерительного звена 1 сформируется нулевой уровень напряжения. Появление на выходе согласующего звена 4 и, следовательно, на входе порогового элемента 6 нулевого уровня напряжения вызывает срабатывание порогового элемента и формирование на его выходе нулевого уровня. Узел 8 фиксаций режима при появлении на его первом входе нулевого уровня напряжения (логического О) формирует на своем первом выходе высокий уровень напряжения (логическую 1), а узел 7 начальной установки в момент появления данного уровня формирует на своем выходе короткий импульс логического О, который поступает на второй вход узла 13 фиксации режима и вызывает его переключение, т.е. на втором и третьем выходах данного узла формируются соответственно высокий и нулевой уровни напряжений, которые закрывают соответственно первый и второй отключающие транзисторы 9 и 10, что вызывает включение источников питания.

Пример конкретной реализации устройства для защиты многоканального источ- ника питания иллюстрируется принципи- альной электрической схемой,представленной на фиг. 2. Измерительное звено 1 может быть выполнено в виде N+1 суммирующих резисторов, в общей точке под- ключенйя которых формируется уровень напряжения, равный сумме контролируемых напряжений U, Uj, U... U, и напряжения, поступающего с выхода первого дополнительного регулируемого источника 2 питания. В качестве последнего можно использовать, например параметрический стабилизатор с регулируемым выходом и двуханодным стабилитроном в качестве опорного элемента, чтобы иметь возможность подключать идор положительной или отри- дательной полярности в зависимости от номиналов и полярностей контролируемых напряжений. В качестве согласующего звена 4 можно применить резис- тивный делитель напряжения для согласования уровней напряжений на.выходе измерительного звена 1 и входе порогового элемента 6. Последний можно выполнить, например, в виде двухпо- рогового сдвоенного компаратора на

микросхеме 521 СА1. На входы компаратора подаются с выходов дополнительных регулируемых источников питания соответственно положительный и отрицательный уровни напряжений для

формирования верхнего и нижнего порогов срабатывания.

Дополнительные регулируемые источники питания можно выполнить, например, в виде параметрических стабилй- заторов напряжения. Узел 8 фиксации режима можно выполнить, например, на трех элементах И-НЕ микросхемы К155 ЛАЗ, первый из которых используется в качестве инвертора при срабатывании порогового элемента 6, формирующего на своем выходе импульс с отрицательным фронтом нарастания напряжения, т.е. импульс логического О. Два других элемента И-ЦЕ обра- зуют асинхронный RS-триггер, S-вход которого через КС-цепь временной за- держки подключен к выходу инвертора, а R-вход подключен к выходу узла 7 начальной установки. Прямой и инверсный выходы RS-триггера являются соответственно вторым и третьим выходами узла 8 фиксации режима.

Узел 7 начальной установки можно выполнить, например, на элементе И-НЕ (микросхема К155 ЛАЗ), выход кторого является выходом данного узла, а вход через дифференцирующую RC-цепь подключен к входу данного узла. При формировании на выходе порогового элемента 6 нулевого уровня напряжения, что соответствует появлению на выходе инвертора D 2.1 высокого уровня (напряжения логической 1), на выходе элемента D 2.2 формируется кратковременный импульс логического О, который переключает RS-триггер узла 8 фиксации режима в начальное состояние, что соответствует рабочему режиму.

Формула изобретения

1. Устройство для защиты многоканального источника питания, содержащее измерительное звено, N входов которого использованы в качестве входов устройства, первый дополнительный регулируемый источник питания, выход которого подключен к N+1-му входу измерительного звена, выход которого через согласующее звено подключен к информационному входу порогового элемента, и первый отключающий транзистор, о-т л и - чающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, в него введены второй и третий дополнительные регулируемые источники питания, узел начальной установки, узел фиксации ре- жима и второй отключающий транзистор, причем выходы второго и третьего дополнительных регулируемых источников питания подключены соответственно к входу установки верхнего порога срабатьшания и входу установки нижнего порога срабатывания порогового элемента, выход которого подключен к информационному входу узла фиксации pfeжимa, первый отключающий выход которого подключен к входу первого отключающего транзистора, второй отключающий выход - к входу второго отключающего транзистора, а выход управления установкой режима - к входу узла начальной установки, выход которого подключён к входу задания режима узла фиксации режима при зтом выходы первого и второго отключающих транзисторов использованы в качестве выходов устройства.

0

2.Устройство по д.1, о т л и - чающееся тем , что, с целью автоматической установки узла фиксации режима в рабочий режим, узел на5 чальной установки содержит элемент И-НЕ и дифференцирующую RC-цёпь, состоящую из резистора и конденсатора, первый вывод которого использован в качестве входа узла начальной уста0 новки, а второй вывод подключен к первому выводу резистора и к первому и второму входам элемента И-НЕ, выход которого использован в качестве выхода узла начальной установки, при

5 этом второй вывод резистора подключен к общей шине.

3.Устройство по п.1, о т л и - чающееся тем, что, с целью удержания состояния устройства в рабочем или аварийном режиме, узел фиксации режима содержит первый элемент И-НЕ, первый и второй входы которого объединены и использованы в качестве информационного входа узла

фиксации режима, а выход первого элемента И-НЕ - использован в качестве выхода управления установкой режима узла фиксации режима и одновременно подключен к первому выводу резистора,

0 второй вьшод которого подключен к пер вому выводу конденсатора и второму входу второго элемента И-НЕ, первый вход которого подключен к выходу третьего элемента И-НЕ, первый вход

5 которого использован в качестве входа задания режима узла фиксации режи- ма, а второй вход подключен к выходу второго элемента И-НЕ, который одновременно использован в качестве

0 второго отключающего выхода узла фиксации режима, а выход третьего элемента И-НЕ - в качестве первого отключающего выхода узла фиксации режима, при этом второй вывод конденса5 тора подключен к общей шине.

Cvj

U U JDU и-Яг

: : :

Редактор M. Петрова

Составитель 0. Мещерякова

Техред М.Ходанич Корректор В. Синицкая

Заказ 4134/54Тираж 612Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение относится к злектрЪ- технике и может быть использовано для защиты и отключения электропи- тающих устройств с разнополярными и разнопотенциальными уровнями стабилизированных напряжений в случае короткого замыкания, изменения или про падания одного, нескольких или всех контролируемых напряжений. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей. В ава - рийном режиме, т.е. в случае короткого замыкания, пропадания или недопустимого изменения одного или нескольких контролируемых напряжений на выходе измерительного звена 1 появляется положительное или отрицательное напряжение, что соответствует появлению на выходе согласующего звена 4 уровня напряжения вьппе +Unop или ниже . Пороговый элемент 6 срабатывает. Узел 8 фиксации режима переключается и на его втором и третьем выходах формируются соответственно нулевой и высокий уровни напряжений, которые включают соот-. ветственно первый 9 и второй 10 отключающие транзисторы. При зтом первый отключающий транзистор 9 отключает источники питания с отрицательными выходными напряжениями, а второй отключающий транзистор 10 отключает источники питания с положительными выходными напряжениями. Узел 8 фиксации режима сохраняет данное состояние на все время аварийного режима. 2 з.п. ф-лы, 2 ил. (Л 149 4iai sj СО 00 СП Выхода Выкод2