Источник питания Советский патент 1987 года по МПК G05F1/56 

Изобретение относится к электротехнике и радиоэлектронике, а именно к источникам питания, и может быть использовано для построения высоконадежных резервированных систем элекропитания устройств автоматики, вычислительной техники и средств связи.

Цель изобретения - повышение надежности, обеспечение ограничения выходного напряжения на любом заданном уровне при возникновении перенапряжения на выходе источника и расширение его функциональных возможностей.

На чертеже представлена функциональная схема источника питания.

Источник питания содержит транзисторный инвертор 1, силовой трансформатор 2, выпрямитель 3, фильтр 4, блок 5 управления, имеющий узел 6 выключения с управляющим трансформатором 7, компаратор 8 с щиротно-импульсной модуляцией (ШИМ), усилитель 9 постоянного тока, формирователь 10 треугольного напряжения, источник 11 опорного напряжения, первый 12 и второй 13 делители напряжения, узел 14 защиты от перегрузки по току, выполненный, например, в виде датчика 15 тока и порогового элемента 16, компаратор 17 защиты от перенапряжений, элемент ИЛИ 18 и узел 19 контроля работоспособности, представляющий собой, например, транзисторное пороговое устройство, первый 20 и второй 21 сумматоры.

Источник питания работает следующим образом.

Транзисторный инвертор 1 с силовым

трансформатором 2 управляется узлом 6 выключения через управляющий трансформатор 7. Переменное напряжение на выходной обмотке силового трансформатора 2 выпрямляется выпрямителем 3 и фильтруется фильтром 4. На вход узла 6 выключения через элемент ИЛИ 18 поступает сигнал с выхода компаратора 8 с ШИМ, обеспечивающий работу транзисторного инвертора 1 с коэффициентом заполнения, необходимым для поддержания выходного напряжения на заданном уровне. Этот уровень определяется первым делителем 12 напряжения, с выхода которого часть выходного напряжения источника поступает на не- инвентирующий вход усилителя 9 постоянного напряжения, на инвертирующий вход которого подается опорное напряжение. Усиленный сигнал рассогласования поступает на первый вход компаратора В с ШИМ, где сравнивается с суммой опорного и треугольного напряжений, поступающих на второй его вход от источника 11 опорного напряжения и формирователя 10 треугольного напряжения соответственно. В момент равенства указанных напряжений происходит срабатывание компаратора 8 с ШИМ и на его выходе формируется ШИМ-сигнал. В установившемся режиме работы при отсутствии перегрузки по току или перена0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

пряжения на выходе отсутствуют сигналы на выходах узла 14 защиты от перегрузок по току и компаратора 17 защиты от перенапряжений, и эти узлы не оказывают влияния на работу источника питания. этом на выходе узла 19 контроля работоспособности имеется сигнал, например логическая «1, свидетельствующий о нормальной работе источника питания.

При возникновении перегрузки амплитуда сигнала, снимаемого с датчика 15 тока, превышает порог срабатывания порогового элемента 16, и в результате его срабатывания на выходе узла 14 защиты от перегрузки формируется сигнал, выключающий инвертор 1. В результате коэффициент заполнения импульсов транзисторного инвертора 1 уменьшается, что приводит к снижению выходного напряжения и обеспечивает защиту источника питания от перегрузки. При этом вследствие снижения выходного напряжения исчезает сигнал на выходе компаратора 8 с ШИМ, и управление транзисторным инвертором 1 осуществляется только по каналу защиты от перегрузок по току. Вследствие снижения выходного напряжения ниже значения, определяемого пороговым элементом, например стабилитроном, узла 19 контроля работоспособности, последний срабатывает и на его выходе формируется сигнал, например логический «О, сигнализирующий о неисправности в источнике питания.

При неисправностях источника питания, приводящих к возникновению перенапряжения на его выходе, управление транзисторным инвертором 1 осуществляется по каналу защиты от перенапряжений. При этом компаратор 17 защиты от перенапряжений работает в режиме ШИМ за счет наличия на его втором входе суммы напряжений опорного источника 11 и формирова- те.чя 10 треугольного напряжения, а на первом - части выходного напряжения, снимаемого с выхода второго делителя 13 напряжения. Изменяя коэффициент деления делителя 13, можно обеспечить любое заданное значение выходного напряжения источника питания при возникновении перенапряжения. При этом выходной сигнал компаратора 17 защиты от перенапряжений поступает на второй вход узла 19 контроля работоспособности. В результате на выходе последнего формируется сигнал логический «О, свидетельствующий о неисправности в источнике питания. Выходной сигнал узла 19 контроля работоспособности может быть использован для отключения отказавшего источника питания при его работе в резервированной системе элекропитания.

Таким образом, за счет разделения каналов защиты от перегрузок по току, стабилизации выходного напряжения и защиты от перенапряжений обеспечивается парирование отказов элементов канала стабилизации выходного напряжения, приводящих к возникновению перенапряжения, что повышает надежность источника. В результате суммирования на входе компаратора защиты от перенапряжений треугольного напряжения н напряжения опорного источника обеспечивается работа источника питания в режиме ШИМ при возникновении перенапряжений на его выходе, что позволяет гарантировать любое заданное значение выходного напряжения при возникновении пещему входу усилителя постоянного тока, к инвертируюп1е.му входу которого подключен источник опорного напряжения, а выход соединен с первым входом компаратора с широтно-импульсной модуляцией, к второму входу которого через первый сумматор подключен выход формирователя треугольного напряжения и источник опорного напряжения, выход второго де, 1ите,пя подключен к первому входу компаратора заренапряжения. За счет введения узла кон- 10 щиты от перенапряжений, а узел выключе- троля работоспособности, срабатывающегония через управляющий трансформатор

при возникновении как

связан с управляющим входом транзисторного инвертора, отличающийся тем, что, с целью повыщения надежности, обеспечения

возникновении как неисправностей, приводящих к возникновению перенапряжений на выходе, так и неисправностей, приводящих к возникновению перегрузок, ограничения выходного напряжения на лю- обеспечивается формирование выходного сиг бом заданном уровне при возникновении

перенапряжения на выходе источника и расширения его функциональных возможностей, дополнительно введены узел контроля работоспособности, второй сумматор и элемент 20 ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом узла защиты от перегрузок по току.

нала, который может быть использован для выключения неработоспособного источника.

Формула изобретения Источник питания, содержащий последовательно соединенные транзисторный инвертор, силовой трансформатор, выпрямитель и фильтр, блок управления, имеющий

узел выключения с управляющим трансфор-

матором, компаратор с щиротно-импульсной 25 входом узла выключения, причем к второму модуляцией, усилитель постоянного тока,входу компаратора защиты от перенапряжений

второй подключен к выходу компаратора с щиротно-импульсной модуляцией, третий - к выходу компаратора защиты от перенапряжений, а выход соединен с

формирователь треугольного напряжения, источник опорного напряжения, первый и второй делители напряжения, узел защиты от

через второй сумматор подключены источник опорного напряжения и выход формирователя треугольного напря- перегрузки по току, компаратор защиты от жения, первый вход узла контроля работо- перенапряжений на выходе источника пита- способности соединен с выходом источника ния и первый сумматор, причем выход перво-питания, а второй подключен к выходу комго делителя подключен к неинвертирую-паратора защиты от перенапряжений.

щему входу усилителя постоянного тока, к инвертируюп1е.му входу которого подключен источник опорного напряжения, а выход соединен с первым входом компаратора с широтно-импульсной модуляцией, к второму входу которого через первый сумматор подключен выход формирователя треугольного напряжения и источник опорного напряжения, выход второго де, 1ите,пя подключен к первому входу компаратора засвязан с управляющим входом транзисторного инвертора, отличающийся тем, что, с целью повыщения надежности, обеспечения

ограничения выходного напряжения на лю- бом заданном уровне при возникновении

входом узла выключения, причем к второму входу компаратора защиты от перенавторой подключен к выходу компаратора с щиротно-импульсной модуляцией, третий - к выходу компаратора защиты от перенапряжений, а выход соединен с

Изобретение относится к элекротех- нике, в частности к источникам питания с трансформаторным выходом. Целью изобретения является повышение надежности, обеспечение ограничения выходного напряжения на любом заданном уровне при возникновении перенапряжения на выходе источника и расширение его функциональных возможностей. Цель достигается тем, что в источник введены узел контроля работоспособности 19, второй сумматор 21 и элемент ИЛИ 18. При перегрузке по току амплитуда сигнала, снимаемого с датчика тока 15, превышает порог срабатывания порогового элемента 16, в результате чего через элемент ИЛИ 18 формируется сигнал, выключаюший инвертор 1. При перенапряжении аналогичным образом работает компаратор 17, выходной сигнал которого обеспечивает срабатывание узла 19 контроля работоспособности. 1 ил. со со со (X) ел to