Устройство для стабилизации напряжения Советский патент 1991 года по МПК G05F1/56 

Изобретение относится к электротехнике и радиоэлектронике и может найти применение в устройствах электропитания узлов автоматики, вычислительной техники и средств связи.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет обеспечения контроля выходных напряжений положительной и отрицательной полярности гальванической развязки входных цепей с выходными цепями целыми управления и контроля при одновременном повышении КПД.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства для стабилизации напряжения; на фиг. 2, 3 - схемы первого и второго узлов анализа и индикации.

Устройство (фиг. 1) содержит последовательно соединенные между входными и выходными выводами входной выпрямитель 1, входной фильтр 2, датчик 3 тока, регулируемый преобразователь 4, выходной выпрямитель 5, выходной фильтр 6, узел 7 управления, выход которого соединен с управляющим входом регулируемого преобразователя 4

О СО СП

сэ J

информационный вход узла 7 управления соединен с выходными выводами, к которым подключен делитель 8 выходного напряжения, элемент 9 ИЛИ, первый вход которого соединен с сигнальным выходом датчика 3 тока, а второй вход - с выходом делителя 8 выходного напряжения, выход элемента ИЛИ 9 подключен к одному из входов компара- тора 10, другой вход которого соединен с источником опорного напряжения, а выход - со входом первого ключа 1 1 с гальванической развязкой, первый и второй узлы 12, 13 анализа и индикации, инвертор 14 с гальвани- - йской развязкой вход которого соединен с выходными выводами, первая RC- цепочка 15, первый инвертор 16, входы которых соединснп с шгпой Включение питания и первым входом элемента И-НЕ 17, выход которого через второй инвертор 18 соединен с шиной Выходки ко Троль :г первым входом третье- о инвертора 19, вторую КС-цепочку 20, выход которой соединен с первим ходом первого элемента ИЛИ-НЕ 21, торой вход которого соединен с BL.XO- ,;ом первой RC-цепочки 15, а выход соединен с первыми входами узлов 12 и 13, ключевой элемент 22, выход которого через второй ключ 23 с гальванической развязкой соединен с разрешающим входом узла 7 управления и с входом времязадшощего узла 24, выход которого соединен со вторым входом узла 12 и четвертым входом узла 13, второй элемент ИЛИ-НЕ 25, первый выход которого соединен с выходом третьего инвертора 19, второй вход - с выходом первого инвертора 16, а выход - со входом третьего элемента ИЛИ-НЕ 26, второй вход которого соединен с шиной Блокировка, а выход - со входом ключевого элемента 22. Узлы 12 и 13 анализа и индикации предназначены для приема сигналов внешних команд, контроля и индикации состояния устройства и строятся с использованием логических элементов.

Узел 12 анализа и индикации (фиг. 2) содержит входной элемент И-НЕ 27, два вхЪда которого использованы в качестве первого и второго входов узла 12, RS-триггер 28, К- вход которого использован в качестве третьего входа узла 12, усилитель 29 и индикатор 30, при этом ннвсрсньт выход RS-триггера 28 использован в

Q 0 5 Q 5

5

качестве выхода узла 12. .Узел 13 анализа и индикации (фиг. 3) содержит входной элемент И-НЕ 31, первый, второй, третий и четвертый входы которого использованы в качестве соответственно первого, второго, четвертого и пятого входов узла 13, RS-триггер 32, R-вход которого использован в качестве третьего входа узла 13, усилитель 33 и индикатор 34, при этом инверсный выход RS-триггера 32 использован в качестве выхода узла 13.

Устройство для стабилизации постоянного напряжения (фиг. 1) работает следующим образом.

Стабилизированное напряжение появляется на выходе устройства при наличии входного напряжения и сигнала Включение питания, который подает сигнал лог. 1 на входы первого инвертора 16, RC-цепочки 15, первый вход элемента И-НЕ 17. С выхода RC- цепочки 15 поступает сигнал через пс; вый элемент ИЛИ-НЕ 21 а первые входы узлов 12 и 13 анализа и индикации, устанавливая их в исходное состояние, при этом на входы 2 и 3 элемента И-НЕ 17 поступают лог. 1, а при наличии на входе 4 лог. 1 с шины входной контроль на выходе элемента И-НЕ 17 появляется лог. О, при этом с выхода второго инвертора 18 на шину Выходной контроль выдается лог, 1 и через третий инвертор 19, подается лог. О на первый вход элемента ИЛИ-НЕ 25 при наличии на его втором входе лог. О с выхода первого инвертора 16, с выхода элемента ИЛИ-НЕ 25 через элемент ИЛИ-НЕ 26, ключевой элемент 22, второй ключ 23 с гальванической развязкой подается разрешающий сигнал на второй вход узла 7 управления,, при этом на выходе устройства появляется постоянное стабилизированное напряжение. Одновременно ключевой элемент 22 выдает сигнал на включение времязадающего узла 24, временная задержка которого определеяется временем готовности устройства.

При повышении выходного напряжения или входного тока до уровня выше допустимого на выходе компаратора 10 появляется лог. 1, которая через ключ 1 с гальванической развязкой поступает на третий вход, при этом на втором входе этого узла присутствует лог. 1 с узла 24 временной за

516

держки, на выходе узла 12 появляется лог. О, который поступает на вход элемента И-НЕ 17, одновременно узел 12 включает индикацию о неисправности.

При появлении лог. О на любом входе элемента И-НЕ 17 на его выходе появляется лог. 1, при этом через инвертор 18 поступает в шину Выход- ной контроль лог. О, свидетельствующий о неисправности в устройстве и чер ез элементы, инвертор 19, элемент ИЛИ-НЕ 25, ключевой элемент 22 и ключ 23 с гальванической развязкой поступает сигнал на выключение узла 7 управления,при этом снимается выходное напряжение устройства.

При снижении выходного напряжения ниже допустимого уровня через инвертор 14 с гальванической развязкой на пятый вход узла 13 анализа и индикации поступает лог. 1, если при этом на его первом, втором и третьем входах присутствует лог. 1, то устройство отключается как описано выше и появляется индикация о неисправности устройства при понижении выходного напряжения.

Если снижение выходного напряжения является результатом срабатывания защиты по повышению выходного напряжения и отключения при этом устройства, сигнал, поступающий с выхода первого узла 12 анализа и индикации лог. О, не дает возможность появиться индикации о неисправности устройства по понижению напряжения узла 13 анализа и индикации.

Для повторного включения устройства по шине Сброс подается лог. 1 на первую RC-цепочку, при этом сигналом с его выхода узлы 12 и 13 анализа и индикации устанавливаются в исходное состояние. При этом устройство работает аналогично в момент включения.

Работа устройства происходит при наличии лог. О на шине Блокировка.

Устройство работает вне зависимости от полярности выходного напряжения. Благодаря наличию узлов 11, 14 и 23 с гальванической развязкой входные, выходные цепи и цепи контроля и управления электрически между собой не связаны.

Использование изобретения позволяет обеспечить унификацию устройства с любой полярностью выходного напряжения. При этом за счет оптимизации режима работы силовых элементов регулируемого преобразователя 4 повышается 5 ЮЩ устройства.

Устройство имеет встроенную защиту от любых неисправностей по внутренним и внешним цепям устройства, а также при нестационарных процессах.

5

0

5

0

5

Формула изобретения I

Устройство для стабилизации напряжения, содержащее входной выпрямитель, входом соединенный с входными выводами, а выходом - с входным фильтром, выходной фильтр, выходом соединенный с выходными выводами и с элементом выходного напряжения, первая и вторая КС-цепочки, выходы которых соединены с входами первого элемента ИЛИ-НЕ, а входы - с шинами Включено питание и Сброс соответственно, выход элемента ИЛИ-НЕ соединен с первыми входами первого и второго узлов анализа и индикации, вход первого инвертора соединен с шиной Включено питание вторым входом второго узла анализа и индикации и первым входом элемента И-НЕ, второй ьход которого соединен с выходом первого и третьим входом второго узлов анализа и индикации, времязадающий узел, выход которого соединен с вторым входом первого и четвертым входом второго узлов анализа и индикации, выход второго узла анализа и индикации соединен с третьим входом элемента И-НЕ, четвертый вход которого соединен с шиной Входной

Изобретение относится к электротехнике и радиоэлектронике и может найти применение в устройствах электропитания узлов автоматики, вычислительной техники и средств связи. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения контроля выходных напряжений положительной и отрицательной полярности, гальванической развязки входных цепей с выходными цепями, цепями управления и контроля при одновременном повышении КПД. Устройство работает независимо от полярности выходного напряжения. Благодаря наличию с гальванической развязкой выходные цепи и цепи контроля и управления электрически не связаны между собой. Оптимизация режима работы силовых элемен1ов регулируемого преобразователя и позволяет повысить КПД устройства. Устройство имеет встроенную защиту от любых неисправностей по внутренним и внешним цепям. Неисправности анализируются и индицируются с помощью узлов анализа и индикации. 3 ил. (Л

При наличии лог. 1 на шиле Бло- 50 контроль, а выход через второй инкировка устройство работает ,. -едую- щим образом. При неисправности появляется сигнал неисправности в устройстве. В этом случае поступает в шину Выходной контроль лог. О, но с элемента ИЛИ-НЕ 26 команда на отклонение устройства не поступает, что позволяет устройству в режиме Блокировка работать бесперебойно.

вертор соединен с шиной Выходной контроль и входом третьего инвертора, выход которого соединен с первым входом второго элемента ИШ-НЕ, второй вход которого соединен с выходом первого инвертора, третий элемент КЛИ-НЕ, первый вход которого соединен г. тиной Блокировка, второй вход - с выходом второго элемента 1ШИ-НЕ, выход третьего элемента ИЛИ-НЕ через ключевой элемент соединен с входом времязадающего узла, узел управления, информационный вход которого соединен с выходными выводами, а выход - с управляющим входом регулирующего элемента, при этом первый узел анализа и индикации состоит из входного элемента И-НЕ, RS-триггера, усилителя и индикатора, причем выход входного элемента И-НЕ через RS-триггер и усилитель соединен с индикатором, первый второй входы входного элемента И-НЕ использованы в качестве соответствен- но третьего входа которого ислользо- зан R-вход RS-трйггера, инверсный Ыход которого использован в качестве выхода первого узла анализа и индикации, второй узел анализа и индикации ;.1стоит из входного элемента И-НЕ, RS-триггера, усилителя и индикатора, причем выход входного элемента И-НЕ fetes RS-триггер и усилитель соеди- чен с индикатором, при этом первый, уторой, третий и четвертый входы эле- чента И-НЕ использованы в качестве соответственно первого, второго, четвертого и пятого входов второго узла анализа и индикации, в качестве третьего входа которого использовав R-вход RS-триггера, инверсный выход которого использовав в качестве выхода второго узла анализа и индикации,

отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возQj 0 5 0

5

можностей за счет обеспечения контроля выходных напряжений положительной и отрицательной полярности, гальванической развязки выходных цепей с входными цепями, цепями управления и контроля при одновременном повышении Ю1Д, в него введены датчик тока, выходной выпрямитель, элемент ИЛИ, компаратор, один из входов которого соединен с источником опорного напряжения, первый, второй, узлы анализа и индикации, два ключа и инвертор с гальванической развязкой, причем выход входного фильтра через датчик тока, регулируемый преобразователь и выходной выпрямитель соединен с входом выходного фильтра, сигнальный выход датчика тока соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом делителя выходного напряжения, выход элемента ИЛИ подключен к второму входу компаратора, выход которого через первый ключ с гальванической развязкой соединен с третьим входом первого узла анализа и индикации, пятый вход второго узла анализа и индикации через инвертор с гальванической развязкой соединен с выходными выводами,, разрешающий вход узла управления через второй ключ с гальванической развязкой соединен с выходом ключевого элемента, при этом регулирующий элемент выполнен в виде регулируемого преобразователя.

Вход,

Вх. контр

Bbixod

R

11

28

29

Фиг.2

Фнг.д