Электропитающее устройство Советский патент 1987 года по МПК G05F1/577 

ю

15

1 1309016

Изобретение относится к электротехнике, в частности к вторичным источникам питания, и может быть использовано в радиотехнических устройствах.

Цель изобретения - повьшение надежности устройства и уменьшение аппаратурных затрат.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства, на фиг. 2- электрическая прингщпиальная схема узла контроля и анализатора узла контроля.

Устройство содержит силовой трансформатор 1, подключенный к выходным силовым вьгоодам через контакты реле 2,,выпрямители с фильтрами 3 и микроэлектронными стабилизаторами 4 напряжения, выходы которых зашунтированы тиристорно-транзисторными ключами 5, вспомогательньм источник 6 питания, подключенный непосредственно к входным выводам питающей сети, к выходу которого подключен узел 7 задержки срабатьгоания исполнительных элементов при включении, узлы 8 контроля, основные узлы ИЛИ 9-11, основные исполнительные элементы 12 с индикацией, транзисторный ключ 13, дополнительные исполнительные элементы 14 и 15, дополнительные узлы ИЛИ 16 и 17, анализаторы 18 узлов контроля,

Электрическая принципиальная схема узла контроля и анализатора узла контроля соде|)жит операционные усилители 19 и 20, транзисторный ключ 21, инвертор 22, узлы 2 И-Ш1И 23 и 24. На инвертирующий вход операционного усилителя 19 и на неинвертирующий вход операционного усилителя 20 со стабилитрона 25 подается опорное напряжение, поделенное резисторами 26 и 27 соответственно. На не2

транзисторного ключа 13, основных и дополнительных узлов ИЖ 9, 10, 11, 16 и 17, основных и дополнительных исполнительных элементов 12, 14 и 15 с индикандей осуществляется от положительного стабилизированного напряжения iUfbix всп вспомогательного источника 6 питания.Исполнительные элементы с индикацией могут быть выполнены на RS-триг герах с индикаторными светодиодами на выходах.

Узел задержки может быть вьтол- нен, например, на триггере и реле вр мени на однопереходном транзисторе.

Устройство работает следующим образом.

При включении напряжения питающей сети при помощи размыкающих силовых контактов реле 2 на выходе микроэлек ронных стабилизаторов 4 напряжения п я:вляются и возрастают до своей номинальной величины.

Одновременно появляются стабилизированные напряжения на выходах всп могательного источника 6 питания. Входное напряжение одного из микроэлектронных стабилизаторов 4 напряже ния и gx ,, подается на управляющий вход узла 7 задержки срабатывания исполнительных элементов, последний начинает свою работу, блокируя входы основных и одного дополнительного испол нительных элементов 12 и 14 от лож- 35 ного срабатывания на время переходно го процесса в источниках питания. Вр мя блокировки определяется таймерным устройством узла 7 задержки, срабаты вание которого приводит к снятию блокировки исполнительных элементов с индикацией.

20

25

30

40

Узел 8 контроля контролирует выходное напрягжение соответствующего инвертирующий вход операционного уси- .j микроэлектронного стабилизатора 4 лителя 19 и на инвертирующий вход one- с помощью делителя напряжения на ре- рационного усилителя 20 подается по- зисторах 28 и 29, подключенных к деленное резисторами 28 и 29 контролируемое стабилизированное напряясе- ние и

он

База транзистора 21, зашунтиро- ванная диодом 30, через ограничительный резистор 31 подключена к поделенному опорному напряжению резистором

50

выходным выводам микроэлектронного стабилизатора 4 напряжения. При контроле положительного напряжения стабилизатора на инвертирующий вход операционного усилителя 19 и на неин- зертирующий вход операционного усилителя 20 подается опорное поделенное

27. Питание узлов 8 контроля осуще- положительное напряжение. При конт- ствпяется от двухполярного стабилизированного напряжения iUg ц. вспомогательного источника 6 питания. Питание анализаторов 18 узлов контроля

роле отрицательного напряжения ста били-затора на те же входы подаются отрицательные поделенные опорны напряжения. Таким образом при конт-

5

016

2

транзисторного ключа 13, основных и дополнительных узлов ИЖ 9, 10, 11, 16 и 17, основных и дополнительных исполнительных элементов 12, 14 и 15 с индикандей осуществляется от положительного стабилизированного напряжения iUfbix всп вспомогательного источника 6 питания.Исполнительные элементы с индикацией могут быть выполнены на RS-триг- герах с индикаторными светодиодами на выходах.

Узел задержки может быть вьтол- нен, например, на триггере и реле времени на однопереходном транзисторе.

Устройство работает следующим образом.

При включении напряжения питающей сети при помощи размыкающих силовых контактов реле 2 на выходе микроэлектронных стабилизаторов 4 напряжения по- я:вляются и возрастают до своей номинальной величины.

Одновременно появляются стабилизированные напряжения на выходах вспомогательного источника 6 питания. Входное напряжение одного из микроэлектронных стабилизаторов 4 напряжения и gx ,, подается на управляющий вход узла 7 задержки срабатывания исполнительных элементов, последний начинает свою работу, блокируя входы основных и одного дополнительного исполнительных элементов 12 и 14 от лож- 5 ного срабатывания на время переходного процесса в источниках питания. Время блокировки определяется таймерным устройством узла 7 задержки, срабатывание которого приводит к снятию блокировки исполнительных элементов с индикацией.

0

5

0

0

Узел 8 контроля контролирует выходное напрягжение соответствующего микроэлектронного стабилизатора 4 с помощью делителя напряжения на ре- зисторах 28 и 29, подключенных к

выходным выводам микроэлектронного стабилизатора 4 напряжения. При контроле положительного напряжения стабилизатора на инвертирующий вход операционного усилителя 19 и на неин- зертирующий вход операционного усилителя 20 подается опорное поделенное

положительное напряжение. При конт-

роле отрицательного напряжения стабили-затора на те же входы подаются отрицательные поделенные опорные напряжения. Таким образом при конт-роле положительного напряжения стабилизатора транзистор 21 открыт и насыщен за счет протекания базового тока от источника опорного напряже- ния через ограничительный резистор 31.На коллекторе транзистора 21 устанавливается низкий уровень выход- нрго напряжения (логический нуль), а на выходе инвертора 22 устанавливается высокий уровень выходного напряжения (логическая единица). При контроле отрицательного напряжения стабилизатора траг зистор 21 надежно закрыт и на его коллекторном выходе устанавливается высокий уровень напряжения, а на выходе инвертора 22 - низкий.

При контроле положительного напряжения стабилизатора операционный

усилитель 19 срабатывает по верхнему 20 пряжения приводит к включению тирисуровню изменения стабилизированного

напряжения за пределы допустимой

величины, а операционный усилитель

20 - по щтжнему уровню изменения

стабилизированного напряжения , . 25

Возрастание положительного уровня контролируемого напряжения одного из микроэлектронных стабилизаторов 4 напряжения приводит к тому, что на

торно-транзисторного ключа 5, который преобразует перенапряжение на выходе микрозлектронного стабилизатора 4 в короткое замыкание и тем самым защищает нагрузку. I

Одновременно высокий уровень напряжения, устанавливающийся на выходе узла 24, включает соответствующий

выходе операционного усилителя 19 ус-30 основной исполнительный элемент 12 с танавливается высокий уровень напряжения. I

индикацией, которьгй блокирует другой основной элемент с индикацией, включает транзисторный ключ 13, выключающий микроэлектронные стабилизаторы 4 напряжения. Затем происходит включение-электромеханического реле 2, отключающего источники питания от питающей сети. Одновременно высокий уро вень напряжения с выхода анализатора

индикацией, которьгй блокирует другой основной элемент с индикацией, включает транзисторный ключ 13, выключаю щий микроэлектронные стабилизаторы 4 напряжения. Затем происходит включение-электромеханического реле 2, отключающего источники питания от питающей сети. Одновременно высокий ур вень напряжения с выхода анализатора

Высокие уровни напряжения, поступающие с выхода операционного усили- эг теля 19 и с инвертора 22 на один из элементов И узла 2 И-ИЛИ 24, приводят к тому, что на его.выходе устанавливается высокий уровень напряжения.

Возрастание отрицательного уровня 0 Узла контроля поступает на допол- по абсолютной величине контролируемо- нительный узел ШШ 17, включая ис- го напряжения одного из микроэлектронных стабилизаторов и напряжения приводит к тому, что на выходе операционного усилителя 20 устанавливается45 происходит процесс при высокий уровень напряжения. Высокие срабатывании узла 8 контроля по ниж- уровн-и напряжения, поступающие с выхода операционного усилителя 20 и с коллектора транзистора 21 на другой.элемент И узла 2 И-ИЛИ 24, приводят к 50 тому, что на его выходе также устанавливается высокий уровень напряжения.

полнительный элемент 15 с индикацией указывающий, что имеется перенапряжение в микроэлектронном стабилизатор

нему уровню контролируемого напряжения. При этом включается соответствующий основной исполнительный элемент- 12с индикацией, указывающий однозначно, в каком микроэлектронном стабилизаторе произошла неисправность Сигнал с анализатора 18 узла контроля поступает в этом случае на дополнему уровню контролируемого напряжения. При этом включается соответствующий основной исполнительный элемент- 12с индикацией, указывающий однозначно, в каком микроэлектронном стабилизаторе произошла неисправность Сигнал с анализатора 18 узла контроля поступает в этом случае на дополПри понижении положительного уровня контролируемого напряжения на один нительный узел ИЛИ 16 и включается из элементов И узла 2 И-ШШ 23 пода-дополнительный исполнительный элемент ются высокие уровни напряжений с вы-14 с индикацией, указьшая на недона- хода операционного усилителя 20 и спряжение в микроэлектронном стабили- инвертора 22, что приводит к уставов-заторе 4.

ке высокого уровня напряжения U на выходе узла 23.

При понижер{ии уровня отрицатапь- ного контролируемого напряжения по

абсолютной величине на другой элемент И узла 2 И-ШШ 23 подаются высокие уровни напряжений с выхода операционного усилителя 19 и с коллектора транзистора 21. На выходе узла 23 устанавливается также высокий уровень Р1апряжения.

Таким образом,- анализатор узла контроля производит разделени; сигналов при срабатывании узла 8 контроля по верхнему и нижнe fy U уровню выходного контролируемого напряжения.

Срабатывание узла 8 контроля по верхнему уровню контролируемого наторно-транзисторного ключа 5, который преобразует перенапряжение на выходе микрозлектронного стабилизатора 4 в короткое замыкание и тем самым защищает нагрузку. I

Одновременно высокий уровень напряжения, устанавливающийся на выходе узла 24, включает соответствующий

основной исполнительный элемент 12 с

индикацией, которьгй блокирует другой основной элемент с индикацией, включает транзисторный ключ 13, выключающий микроэлектронные стабилизаторы 4 напряжения. Затем происходит включение-электромеханического реле 2, отключающего источники питания от питающей сети. Одновременно высокий уровень напряжения с выхода анализатора

Узла контроля поступает на допол- нительный узел ШШ 17, включая ис- происходит процесс при срабатывании узла 8 контроля по ниж-

полнительный элемент 15 с индикацией, указывающий, что имеется перенапряжение в микроэлектронном стабилизаторе

Узла контроля поступает на допол- нительный узел ШШ 17, включая ис- происходит процесс при срабатывании узла 8 контроля по ниж-

нему уровню контролируемого напряжения. При этом включается соответствующий основной исполнительный элемент- 12с индикацией, указывающий однозначно, в каком микроэлектронном стабилизаторе произошла неисправность Сигнал с анализатора 18 узла контроля поступает в этом случае на дополнительный узел ИЛИ 16 и включается дополнительный исполнительный элемент 14 с индикацией, указьшая на недона- пряжение в микроэлектронном стабили- заторе 4.

5 13

Для исключения ложного срабатывания дополнительного исполнительного элемента 14- с индикацией в случае перенапряжения на выходе, микроэлектронного стабилизатора А напряжения за счет включения тиристорно-транзистор- ного ключа 5, преобразующего это перенапряжение в короткое замыкание, предусмотрена блокировка дополнительного исполнительного элемента 14 с индикацией, по входу при включении дополнительного исполнительного элемента 15 с индикацией.

Таким образом, предлагаемое устройство подключает делитель напряже- ния узла контроля к контролируемому напряжению, автоматически производит резделение сигналов срабатывания узлов контроля по верхнему и нижнему уровню контролируемы напряжений по- ложительной и отрицательной полярности, имеет быстродействующую защиту от перенапряжения и с помощью только двух дополнительных исполнительных элементов с индикацией решает за- дачу определения характера неисправности в микрозлектронном Стабилизаторе напряжения.

Кроме того предлагаемое устройство позволяет добиться более высокой точности контроля.

Предлагаемое техническое решение повышает надежность устройства, существенно уменьшает число исполнительных элементов с индикацией, не- обходимых для однозначного определения неисправного канала и характера неисправности, и существенно повышает унификационные возможности устройства. Формула изобретения

1. Электропитающее устройство, содержащее реле, силовой .трансформатор подключенный входом через контакты реле к входным силовьм выводам и вы- ходом.через по меньшей мере два выпрямителя с фильтрами - к двум ник- роэлектронным стабилизаторам напряжения, параллельно выходам которых, подключены тиристорно-транзисторные ключи, вспомогательный источник пита ния, к выходу которого входом подключен узел задержки, по меньшей мере два узла контроля с источниками опорного напряжения и операционными усилителями, входы котор1)К подключены к выходам микроэлектронньж стабилизаторов, по меньшей мере три основ66

ньгх; узла ИЛИ и два основных исполнительных элемента с индика1дией, выходы которых через первый основной .узел ИЛИ подключены тс первым своим входам и к входу транзисторного ключа, выход которого соединен с управляющими входами микроэлектронных стабилизаторов напряжения, выходы второго и третьего основных узлов ИЛИ связаны с вторыми входами основных исполнительных элементов с индикацией, дополнительные исполнительные элементы с индикацией, первый вход первого из которых соединен с третьими входами основных исполнительных элементов с индикацией и выходом узла задержки, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и уменьшения аппаратурных затрат, в него введены два дополнительных узла ИЛИ, по меньшей мере два анализатора узлов контроля, входы которых соединены с выходами уз.пов контроля, первые выходы анализаторов узлов контроля соединены с управляющими входами ти- ристорно-транзисторных ключей, с пepвы ш входами второго и третьего основных у.злов ИЛИ и с входами первого дополнительного узла ИЛИ, вторые выходы анализаторов узлов контроля соединены с вторЬЕ ги входами вторых и третьих основных узлов ИЛИ и входами второго до полнительного узла ИЛИ, выходы дополнител.ьных узлов ИЛИ соединены с вторьЕ-i и первым входами первого и второго соответственно дополнительных исполнительных элементо с индикацией, выход второго из которых соединен с третьим входом первого, кроме того5 выход транзисторного ключа соединен с входом реле.

2. Устройство по п„ 1, отличающееся тем, что анализатор узла контроля выполнен на двух элеметах 2 И-ШШэ инверторе и транзисторном ключе, параллельно ба- за-эмиттерному переходу которого подключен диод, база через ограничительный резистор подключена к выходу источника опорного напряжения узЛа контроля, коллектор транзистора непосредственно и через инвертор подклю- ч;ен соответственно к первым входам элементов 2И-ИДИ, вторые входы кото- рых подключены соответственно к выходам опера)дионньпс усилителей узлов контроля.

Ufm.r

.Scn

UltfMtat

Ф1е2

Составитель В Баранов Редактор Н.Тупица . Техред В.Кадар

Заказ 1798/41 Тираж 864Подписное

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

Корректор М.Демчик

Изобретение относится к стабилизированным источникам питания. Целью изобретения является повышение надежности и уменьшение аппаратурных затрат. Цель достигается тем, что в электрбпитающем устройстве осуществляется контроль выходного напряжения каждого стабилизатора, анализируется результат контроля и после его логической обработки формируются сигналы на отключение каждого из стабилизаторов, или устройства в целом, а также осуществляется индикация неисправности устройства. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. €