Преобразователь постоянного напряжения Советский патент 1987 года по МПК H02M7/5375 

25

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам стабилизации вторичных источников электропитания ос

Цель изобретения - повышение надежности путем исключения сквозных токов через коммутирующие элементы усилителей.

На чертеже приведена функциональ- 10 ная схема устройства.

Стабилизированный преобразователь напряжения содержит формирователь 1 импульсов управления, выходом соединенный с входом предварительного 15 усилителя 2, выход которого подклю-,

чен к входу усилителя 3 мощности, выходом соединенного с выходным выпря- мдтелем с фильтром 4, вьщод которо- ,. го является выходом преобразователя 20 и соединен цепью отрицательной обратной связи с формирователем 1 импульсов управления, узел 5 включения питающих напряжений, входом подключенный к питающей сети, а выходами - кусилителю 3 мощности, предварительному усилителю 2 и узлу б вспомогательных напряжений, выходы которого соединены с входами формирователя 1 импульсов управления, узел 7 30 запуска вспомогательных напряжений, соединенный входами с выходом узла 6 вспомогательных напряжений и выходом узла 5 включения питающих напряжений, а выходами - с запрещающими 35 входами 10 и 15 узла 6 вспомогательных напряжений, и узел 8 блокировки включения, соединенный входами с источниками оперативного напряжения +, -, выводом ,для подключения 40 сигнала отключения системы электропитания, а выходом - с запрещающим входом 25 предварительного усилителя 2 .

Узел 7 запуска вспомогательных 45 напряжений выполнен в виде двух транзисторов разной проводимости, при этом коллектор транзистора 9 соединен непосредственно с запрещающим

вывод которого соединен с базой тран зистора 9 и анодом стабилитрона 17, катод которого через резистор 18 подключен к выходу узла 6 вспомогательных напряжений (плюсу источника питания микросхем), узел 8 блокировки включения выполнен на транзисторе 19 и двух реле 20 и 21, при этом коллектор транзистора 19 подключен к плюсу источника оперативного напряжения (источник управления системы) и через нормально замкнутые контакты 22 реле 20 соединен с базой и резистором 23, второй вывод которого подключен к минусу источника онеративного напряжения, эмиттер транзистора 19 соединен с обмоткой реле 21, вторым выводом подключен- ,ной к минусу источника оперативного напряжения, обмотка реле 20 одним выводом подключена к минусу источника оперативного напряжения, а вторым к сигналу Откл., через нормально замкнутые контакты 24 реле 21 общая точка схемы (зекля) соединена с запрещающим входом 25 предварительного усилителя 2.

Преобразователь напряжения работает следующим образом.

Напряжение питающей сети 3 N В подается на узел 5 включения питающих напряжений, в котором напряжение питающей сети переменного тока преобразуется в напряжение постоянного тока требуемых уровней, ко торые выдаются на усилитель 3 мощности, предварительный усилитель 2 и узел 6 вспомогательных напряжений 61 Последний преобразует поступающие напряжения постоянного тока одного уровня в напряжения постоянного тока требуемых уровней (осуществляет стабилизацию напряжений постоянного тока) . С узла 6 вспомогательных напряжений стабилизированные напряжения постоянного тока подаются в формирователь 1 импульсов управления. В нор мальном рабочем состоянии (когда про

входом 10 узла вспомогательных напря- 50 десс включения закончился) формирожений, через резистор 11 - с выходом узла 5 включения питающих напряжений и через резистор 12 - с эмиттером транзистора 13, коллектор которого через резистор 14 соединен с запрещающим входом 15 узла 6 вспомогательных напряжений, а база - с эмиттером транзистора 9, с общей точкой схемы и резистором 16, второй

5

0 0 5 0

5

вывод которого соединен с базой транзистора 9 и анодом стабилитрона 17, катод которого через резистор 18 подключен к выходу узла 6 вспомогательных напряжений (плюсу источника питания микросхем), узел 8 блокировки включения выполнен на транзисторе 19 и двух реле 20 и 21, при этом коллектор транзистора 19 подключен к плюсу источника оперативного напряжения (источник управления системы) и через нормально замкнутые контакты 22 реле 20 соединен с базой и резистором 23, второй вывод которого подключен к минусу источника онеративного напряжения, эмиттер транзистора 19 соединен с обмоткой реле 21, вторым выводом подключен- ,ной к минусу источника оперативного напряжения, обмотка реле 20 одним выводом подключена к минусу источни ка оперативного напряжения, а вторым- к сигналу Откл., через нормально замкнутые контакты 24 реле 21 общая точка схемы (зекля) соединена с запрещающим входом 25 предварительного усилителя 2.

Преобразователь напряжения работает следующим образом.

Напряжение питающей сети 3 N В подается на узел 5 включения питающих напряжений, в котором напряжение питающей сети переменного тока преобразуется в напряжение постоянного тока требуемых уровней, которые выдаются на усилитель 3 мощности, предварительный усилитель 2 и узел 6 вспомогательных напряжений 61 Последний преобразует поступающие напряжения постоянного тока одного уровня в напряжения постоянного тока требуемых уровней (осуществляет стабилизацию напряжений постоянного тока) . С узла 6 вспомогательных напряжений стабилизированные напряжения постоянного тока подаются в формирователь 1 импульсов управления. В нормальном рабочем состоянии (когда про5

ватель 1- импульсов управления выдает широтно-импульсныё сигналы на предварительный усилитель 2, с которого сигналы управления подаются на усилитель 3 мощности, вырабатывающий переменное напряжение высокой частоты (20-25 кГц) требуемого уровня , которое подается на выходной выпрямитель с фил ьтром 4, откуда постоянное напряжение поступает на выход стабилизатора (). Широтно- импульсные сигналы в формирователе 1 импульсов управления формируются под воздействием сигнала отрицательной обратной связи, поступающего с выхода преобразователя напряжения. С формирователя 1 импульсов управления в предварительный усилитель 2 поступают также постоянные напряжения для питания входных каскадов. В нормальном рабочем состоянии (по окончании процесса включения)

равления и на узел 7 запуска вспомогательных напряжений. В начальный момент времени, когда напряжение питания микросхем не.достигло заданного уровня, транзистор 9 закрыт, так как нап1)1жение, поступающее на резистор 18, не достаточно для срабатывания стабилитрона 17. На коллекторе транзистора 9 имеется высокий положительный потенциал, который поступает на запрещающий вход 10 и блокирует включение вспомогательных поло- жите; ьных источников питания. Так

на запрещающих входах 10 и 15 (на вы-15 как транзистор 9 закрыт, то транзис25

ходах узла 7 запуска вспомогательных напряжений)узла 6 вспомогательных напряжений имеются низкие уровни напряжений (отсутствуют запрещающие сигналы), поэтому узел 7 запуска 20 вспомогательных напряжений не влияет

на работу стабилизированного преобразователя напряжения. В нормальном рабочем состоянии на выходе узла 8 блокировки включения отсутствует запрещающий сигнал и узел не влияет на работу устройства.

В Нормальном рабочем состоянии узел 7 запуска вспомогательных напряжений и узел 8 блокировки включения 30 работают следующим образом. С узла 6 вспомогатель 1ых напряжений на базу транзистора 9 через резистор 18 и пороговый элемент (стабилитрон) 17 поступает отпирающий сигнал, тран- gg зистор 9 открыт и на его коллекторе (на запрещающем входе 10) - низкий уровень напряжения, транзистор 13 закрыт и на его коллекторе (через резистор 14 на запрещающем входе 40 15) - низкий уровень напряжения. При отсутствии сигнала Откл, на входе узла 8 блокировки включения реле 20 обесточено, его контакты 22 замкнуты, транзистор 19 открыт и реле 21 45 включено, его контакты 24 разомкнуты и сигнал 25 запрета с входа предварительного усилителя 2 снят.

При включении устройства сначала появляются напряжения постоянного 50 тока на выходах узла 5 включения питающих напряжений, поступаюпще на предварительный усилитель 2, усилитель 3 мощности, узел 6 вспомогательных напряжений и узел 7 запуска вспо- gg могательных напряжений. С узла 6 запуска вспомогательных напряжений напряжение питания микросхем подается на формирователь 1 импульсов уптор 13 открыт (на его эмиттере высокий положительный потенциал) и с его коллектора через резистор 14 подается напряжение на запрещающий вход 15, которое блокирует включение вспомогательных отрицательных источников питания. Как только напряжение питания микросхем достигнет заданного уровня, сработает стабилитрон 17 и транзистор 9 откроется, уровень напряжения на его коллекторе

и, следовательно, на запрещающем входе 10 станет низким, транзистор 13 закроется и с запрещающего входа 15 снимется напряжение запрета, вспомогательные источники питания поло- жительйой и отрицательной полярности включатся.

Снижение напряжения питания микросхем возможно как при отключении стабилизированного преобразователя напряжения, так и в результате неисправности источника питания. При снижении напряжения питания микросхем ниже заданного уровня транзистор 9 закроется, а транзистор 13 откроется и на запрещающих входах 10 и 15 появятся напряжения запрета включения положительных и отрицательных вспомогательных источников питания.

При отключении стабилизированного преобразователя напряжения на вход узла 8 блокировки включения подается сигнал Откл., по которому включа- реле 20, размыкаются контакты 22, транзистор 19 закрывается, реле 21 обесточивается, замыкаются контакты 24 реле 21 и на запрещающий вход 25 предварительного усилителя 2 подаете сигнал запрета (земля). При СНЯТИИ сигнала Откл. с узла 8 блокировки включения реле 20 обесточивается, его контакты 22 замыкаются.

равления и на узел 7 запуска вспомогательных напряжений. В начальный момент времени, когда напряжение питания микросхем не.достигло заданного уровня, транзистор 9 закрыт, так как нап1)1жение, поступающее на резистор 18, не достаточно для срабатывания стабилитрона 17. На коллекторе транзистора 9 имеется высокий положительный потенциал, который поступает на запрещающий вход 10 и блокирует включение вспомогательных поло- жите; ьных источников питания. Так

как транзистор 9 закрыт, то транзис5

0

0 g

тор 13 открыт (на его эмиттере высокий положительный потенциал) и с его коллектора через резистор 14 подается напряжение на запрещающий вход 15, которое блокирует включение вспомогательных отрицательных источников питания. Как только напряжение питания микросхем достигнет заданного уровня, сработает стабилитрон 17 и транзистор 9 откроется, уровень напряжения на его коллекторе

и, следовательно, на запрещающем входе 10 станет низким, транзистор 13 закроется и с запрещающего входа 15 снимется напряжение запрета, вспомогательные источники питания поло- жительйой и отрицательной полярности включатся.

Снижение напряжения питания микросхем возможно как при отключении стабилизированного преобразователя напряжения, так и в результате неисправности источника питания. При снижении напряжения питания микросхем ниже заданного уровня транзистор 9 закроется, а транзистор 13 откроется и на запрещающих входах 10 и 15 появятся напряжения запрета включения положительных и отрицательных вспомогательных источников питания.

При отключении стабилизированного преобразователя напряжения на вход узла 8 блокировки включения подается сигнал Откл., по которому включа- реле 20, размыкаются контакты 22, транзистор 19 закрывается, реле 21 обесточивается, замыкаются контакты 24 реле 21 и на запрещающий вход 25 предварительного усилителя 2 подаете сигнал запрета (земля). При СНЯТИИ сигнала Откл. с узла 8 блокировки включения реле 20 обесточивается, его контакты 22 замыкаются.

5 . 13561 открываются транзистор 19,- включается реле 21 и его контакты 24 размыка- ю 1 ся, тем самьм снимается сигнал запрета с предварительного усилителя 2.

Узел 8 блокировки включения может быть выполнен на одном реле 20. В данном случае использована схема включения стабилизированного преоб- разователя напряжения, а именно блокирующие контакты реле.

Фо рмула изобретения

1.Преобразователь постоянного напряжения, содержащий формирователь импульсов управления, выходом соединенный с входом предварительного усилителя,- выход которого подключен

к входу усилителя мощности, выходом соединенного через выпрямитель с фильтром с выходными выводами, .соединенными через цепь обратной связи с формирователем импульсов управления, узел включения питающих напряжений, входом подключенный к входным выводам для подключения к питающей сети, а выходами - к усилителю мощности, предварительному усилителю и узлу вспомогательных напряжений выходы которого соединены с входами формирователя импульсов управления, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности путем исключений сквозных токов через коммутирующие элементы усилителя мощности при включении и выключении, в него введен узел контроля вспомогательных напряжений, соединенный входами с выходом узла вспомогательных Напряжений и выходом узла включения питающих напряжений, а выходами - с запрещающими входами узла вспомогательных напряжений,

2.Преобразователь по-п. 1, о т- лич.ающийся тем, что узел контроля вспомогательных напряжений

5

о

5 Q

5

0

5

64-6

выполнен в виде двух транзисторов разной проводимости, коллектор первого транзистора соединен непосредственно с первым запрещающим входом узла вспомогательных напряжений, через первый резистор - с выходом узла включения питающих напряжений и через второй резистор - с эмиттером второго транзистора, коллектор которого через третий резистор соединен с вторым запрещающим входом узла вспомогательных напряжений, а база - с эмиттером первого транзистора, с общей точкой схемы и первым выводом четвертого резистора, второй вывод которого соединен с базой первого транзистора, соединенной через пороговый элемент и пятый резистор с выходом узла вспомогательных напряжений.

3.Преобразователь по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что введен узел блокировки включения, соединенный входами с источником оперативного включения напряжения

и выводом для подключения сигнала отключения системы электропитания, а выходом.- с запрещающим входом предварительного усилителя.

4.Преобразователь по пп. 1-3, отличающийся тем, что узел блокировки включения рыполнен на транзисторе и двух реле, при этом коллектор транзистора подключен к первому выводу источника оперативного напряжения и через размыкающие контакты первого реле соединен с базой, подключенной через резистор к второму выводу источника оперативного напряжения, соединенному через обмотку второго реле с эмиттером транзистора, через обмотку первого реле - с выводом для подключения сигнала отключения системы электропитания, причем общая точка схемы соединена с запрещающим входом предварительного усилителя через размыкающие контакты второго реле.

Изобретен;ие относится к электротехнике, в частности к устройствам вторичного электропитания. Цель иэоб- ретения - повышение надежности путем исключения сквозных токов через коммутирующие элементы усилителей при включении и отключении. Изобретение поз воляет блокировать включение вспомогательных источников питания положительной и отрицательной полярностей при включении устройства до момента достижения заданного уровня напряжения источника питания микросхем формирователя импульсов управления, и мгновенно блокировать работу предварительного усилителя при отключении устройства. В момент включения (нарастания питающего напряжения микросхем) введенный узел запуска вспомогательных напряжений блокирует включение вспомогательных источников питания на время вьрсода питающего напряжения микросхем на номинальный режим. Узел блокировки включения при поступлении на него сигнала отключения вьщает сигнал запрета на предварительный усилитель. 3 з.п. ф-лы, 1 ил. S (Л со СП О) О5 4

Редактор М.Петрова

Составитель Т.Ерьова Техред Л.Сердюкова

Заказ 5808/52 Тираж 659 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобрётен 1й и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушскай наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Г оектная, 4

Корректор С.Черни