Источник вторичного электропитания Советский патент 1991 года по МПК G05F1/569 H02H7/10 

Изобретение относится к источникам вторичного электропитания и может быть использовано для питания различной радиоэлектронной аппаратуры.

Целью изобретения является повышение надежности путем ограничения выбросов напряжения на входных выводах.

На фиг.1 приведена функциональная схема источника вторичного электропитания; на фиг.2 и 3 - вариант выполнения блока управления

Источник вторичного электропитания содержит последовательно соединенные между входными 1,2 и выходными 3,4 выводами ограничительный элемент - резистор 5, емкостной фильтр 6 и преобразователь 7 напряжения, а также ключевой элемент 8, соединенный управляющим входом с блоком 9 управления - с его выходом 10. Ключевой элемент 8 включен параллельно резистору 5, а первый вход 11 блока 9 управления соединен с дополнительным выходом 12 преобразователя 7 напряжения. Резистор 5 подключен к входным выводам 1,2 через выпрямитель 13. Кроме того, устройство содержит делитель 14 напряжения, источник 15 опорного напряжения и компаратор 16. Блок 9 управления имеет

О

второй вход 17, соединенный с выходом компаратора 16. Делитель 14 напряжения подключен к входным выводам 1,2 через выпрямитель 13, а входы компаратора 16 соединены с выходами соответственно делителя 14 напряжения и источника 15 опорного напряжения, Кроме того, блок 9 управления может содержать даа логических элемента 2И-НЕ 18 и 19, инвертор 20 и преобразователь 21 уровня, выход которого использован в качестве выхода 10 блока 9 управления. Первый и второй входы элемента 18 использованы в качестве соответственно первого 11 и второго 17 входов блока 9 управления, а выход соединен с первым входом элемента 19, второй вход которого соединен г первым входом элемента 18, а выход через инвертор 20 соединен с входом преобразователя 21 уровня.

Кроме того, блок 9 управления может содержать два логических элемента 2ИЛИ- НЕ 22,2.3 и преобразователь 24 уровня, выход которого использован в качестве выхода 10 блока 9 управления. Первые и второй входы элемента 22 использованы в качестве соответственно первого 11 и второго 17 входов блока 9 управления, а выход соединен с первым входом элемента 23, второй вход которого подключен к второму входу элемента 22, а выход соединен с входом преобразователя 24 уровня.

Преобразователь 7 напряжения может быть выполнен на любой из известных схем, например, по полумостовой схеме на транзисторах, и содержит трансформатор 25, имеющий первичную 26, вторичную 27 и дополнительную 28 обмотки, выпрямители 29 и 30, а также задающий генератор 31. Задающий генератор 31 может быть выполнен, например, по двухтактной схеме с магнитными связями.

Источник 15 опорного напряжения подключен к входным выводам 1,2 через выпрямитель 13. Однако источник 15 может быть подключен и к преобразователю 7 напряжения, например, через выпрямитель 30 к дополнительной обмотке 28 трансформатора 25 преобразователя 7,

Выпрямитель 13 необходим для подключения источника вторичного электропитания к первичному источнику напряжения переменного тока. При подключении его к первичному источнику напряжения постоянного тока выпрямитель 13 может отсутствовать.

Ключевой эпемент 8 может быть выполнен на транзисторах, тиристорах реле и других элементах.

Устройство работает следующим образом.

При подключении входных выводов 1 и 2 к первичному источнику напряжения происходит заряд конденсатора 6 через резистор 5. При этом резистор 5 ограничивает

броски тока через конденсатор б По мере заряда конденсатора 6 начинает работать преобразователь. Задающий генератор31 вырабатывает управляющее напряжение прямоугольной формы, поступающее в про0 тивофазе на базы транзисторов полумостовой схемы. Транзисторы поочередно находятся в открытом и закрытом состоянии. При этом на первичной обмотке 26 трансформатора 25 наводится переменное

5 напряжение. Трансформированное напряжение с Обмотки 27 через выпрямитель 29 поступает в нагрузку, подключаемую к выходным выводам 3 и 4. Напряжение с обмотки 28 через выпрямитель 30 поступает на

0 выход 12 преобразователя 7 и на вход 11 блока управления. Одновременно напряжение с делителя 14 и с выхода источника 15 опорного напряжения поступает на входы компаратора 16.

5 В зависимости от соотношения напряжений на входах компаратора 16с его выхода на вход 17 блока 9 поступает сигнал логического О или логической 1, Если напряжение на входе компаратора 16, под0 ключенном к делителю 14, превышает напряжение на другом входе, и на выходе компаратора 16 присутствует сигнал логической 1, Делитель 14 рассчитывается таким образом, чтобы в отсутствии выбросов на5 пряжения на входных выводах 1,2 напряжение на входе компаратора 16, подключенном к делителю 14, было меньше напряжения на другом входе. При этом на выходе компаратора 16 присутствует сигнал

0 логического 0. Соответственно при возникновении выбросов напряжения на входных выводах 1,2, превышающих заданный уровень, напряжение на входе компаратора 16, подключенном к делителю 14, превышает

5 напряжение на другом входе и на выходе компаратора 16 формируется сигнал логической 1.

На входе 11 блока 9 присутствует сиг1 нал логического 0, когда преобразователь 7.

не работает, и сигнал логической 1, когда

0 произошел заряд конденсатора 6 до определенного уровня и начал работать преобразователь 7.

Если на обоих входах 11 и 17 блока 9, т.е. на входах элемента 18, присутствуют

5 логические О, то на выходе этого элемента имеется логическая 1. Этот сигнал поступает на первый вход элемента 19 и совместно с логическим О, присутствующим на втором входе элемента 19 дает на выходе

этого элемента логическую 1. поступающую на вход инвертора 20. На выходе инвертора 20 будет логический О, а на входе преобразователя 21 уровня также присутствует логический О.

Если на входе 11 блока 9 присутствует уровень логического О, а на входе 17 блока 9 - уровень логической Г, то на первом и втором входе элемента 18 имеются уровни О и 1я соответственно. При таких уровнях на выходе элемента 18 появляется логическая 1. Этот сигнал совместно с уровнем О на другом входе элемента 19 дает на выходе этого элемента уровень 1, которая, поступая на вход инвертора 20, преобразуется на выходе этого элемента в логический О. Таким образом на выходе преобразователя 21 уровня присутствует логический О.

Если на входе 11 блока 9 имеется логическая 1й, а на входе 17 этого же блока логический О, то на входах элемента 18 также будут присутствовать логические 1 и О. В результате этого на выходе элемента 1 присутствует логическая 1, которая, поступая на первый вход элемента 19, совместно с уровнем 1 на втором входе элемента 19 дает на выходе этого элемента логический О который поступает на вход инвертора 20. На выходе инвертора 20 появляется логическая 1. Таким образом, на входе и выходе преобразователя 21 уровня присутствует 1.

Если на входы 11 и 17 блока 9 поступают логические 1, то на выходах элемента 18 имеются логические 1. В таком состоянии на выходе элемента 18 присутствует логический О, который подается на первый вход элемента 19. На второй вход элемента 10 подана логическая 1 и в таком состоянии на выходе этого элемента присутствует логическая 1. Эта логическая 1 подается на вход инвертора 20 и на выходе инвертора 20 появляется логический О, который подается на вход преобразователя 21 уровня. Таким образом, на выходе преобразователя 21 уровня присутствует логический О.

Если на входах 11 и 17 блока 9 имеются уровни логического О, то на входах элемента 22 также присутствуют уровни логического О. На выходе элемента 22 в таком состоянии появляется логическая 1.

С выхода элемента 22 логическая 1 подается на второй вход элемента 23, на первом входе которого присутствует уровень О, приходящий с второго входа элемента 22. В таком состоянии на выходе элемента 23 присутствует логический О. Этот сигнал поступает на вход преобразователя уровня 24, на выходе которого устанавливается логический О,

Если на входе 11 блока 9 имеется уровень логического О, а на входе 17 этого блока - логическая 1, то на первом и втором входах элемента 22 присутствуют соответственно логические О и 1. В таком состоянии на выходе элемента 22 устанавливается логический О, который подается на второй вход элемента 23. На первом входе элемента 23 присутствует логическая 1.

0 На выходе элемента 23 устанавливается логический О, который подается на вход преобразователя 24 уровня, на входе которого устанавливается логический О.

Если на вход 11 блока 9 поступает уро5 вень логической 1, а на вход 17 - логический О, то на первом и втором входах элемента 22 присутствуют соответственно уровни 1 и О. На выходе элемента 22 устанавливается уровень логического О,

0 который подается на второй вход элемента 23. На первом входе элемента 23 присутствует логический О. На выходе элемента 23 устанавливается уровень логической 1, который подается на вход преобразователя 24

5 уровня. На выходе преобразователя 24 уровня устанавливается логическая 1.

Если на входы 11 и 17 блока 9 поданы уровни логических 1, то на входе элемента 22 присутствуют такие же уровни. В таком

0 состоянии на выходе элемента 22 устанавливается логический О, который подается на второй вход элемента 23, на первом ьхо- де которого присутствует логическая 1. На выходе элемента 23 устанавливается логи5 ческий О1, который поступает на вход преобразователя 24 уровня. На выходе последнего устанавливается логический О.

Сигнал с выхода 10 блока 9, т.е. с выхода

0 преобразователя 21 или 24 уровня, поступает на ключевой элемент 8, который при логической 1 на выходе 10 замыкается и шунтирует резистор 5.

Таким образом, в случае появления вч5 бросов напряжения на входных выводах 1.2 ключевой элемент 8 размыкается и на резисторе 5 создается падение напряжения от тока, протекающего от первичного источника питания. При этом напряжение, поступа0 ющее на конденсатор 6 и преобразователь 7, меньше на величину падения напряжения на резисторе 5.

По сравнению с прототипом при выбросах напряжения на входных выводах 1,2 в

5 данном устройстве повышается надежность. Причем для ограничения напряжения не требуется вводить дополнительные элементы в силовую цепь источника вторичного электропитания. Для этого используются ограничительный элемент 5 и ключевой элемент 8, которые использовались в прототипе только в момент включения устройства. Таким образом, в предложенном источнике вторичного электропитания повышается надежность путем ограничения выбр осов напряжения на входных выводах без ухудшения массогабаритных показателей. Кроме того, уменьшается нестабильность выходного напряжения устройства.

Формула изобретения

1. Источник вторичного электропитания, содержащий последовательно соединенные между входными и выходными выводами ограничительный элемент, емкостной фильтр и преобразователь напряжения, ключевой элемент, соединенный управляющим входом с выходом блока управления, причем ключевой элемент включен параллельно ограничительному элементу, а первый вход блока управления соединен с дополнительным выходом преобразователя напряжения, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности путем ограничения выбросов напряжения на входных выводах, в него введены делитель напряжения, источник опорного напряжения и компаратор, а блок управления снабжен вторым входом, причем делитель напряжения подключен к входным выводам, а входы компаратора соединены с выходами соответственно делителя напряжения и источника опорного напряжения, при этом второй вход блока управления, формирующего на своем выходе сигнал, замыкающий ключевой элемент, только в том случае, когда на его первом входе присутствует сигнал, а на втором - отсутствует, соединен с выходом компара- тора.

2.Источник по п.1, отличающий- с я тем, что блок управления содержит два логических элемента 2И-НЕ, инвертор и преобразователь уровня, выход которого

использован в качестве выхода блока управления, а первый и второй входы первого логического элемента 2И-НЕ использованы в качестве соответственно дервого и второго входов блока управления, при этом выход

первого логического элемента 2И-НЕ соединен с первым входом второго логического элемента 2И-НЕ, второй вход которого подключен к первому входу первого логического элемента 2И-НЕ, а выход через инвертор

соединен с входом преобразователя уровня.

3.Источник по п.1, отличающий- с я тем, что блок управления содержит два логических элемента 2ИЛИ-НЕ и преобразователь уровня, выход которого использован в качестве выхода блока управления, а первый и второй входы первого логического элемента 2ИЛИ-НЕ использованы в качестве соответственно первого и второго входов

блока управления, при зтом выход первого логического элемента 2ИЛИ-НЕ соединен с первым входом второго логического элемента 2ИЛИ-НЕ, второй вход которого подключен к второму входу первого логического

элемента 2ИЛИ-НЕ. а выход соединен с входом преобразователя уровня.

Изобретение относится к источникам вторичного электропитания для различной радиоэлектронной аппаратуры. Целью изобретения является-повышение надежности путем ограничения выбросов напряжения на входных выводах. Источник вторичного электропитания содержит последовательно соединенные между входными и выходными выводами ограничительный элемент 5, емкостной фильтр 6 и преобразователь напряжения 7, а также ключевой элемент 8 и блок 9управления. В источнике реализуется работа ограничителя тока также в режиме ограничения напряжения и зависимость времени работы в режиме ограничения напряжения от уровня входного напряжения. В случае появления выбросов напряжения на входных выводах 1,2 ключевой элемент 8 разомкнут и на резисторе 5 создается паде ние напряжения от тока, протекающего от первичного источника питания. При этом напряжение, поступающее на конденсатор 6 и преобразователь 7, меньше на величину падения напряжения на резисторе 5 2 з.п.ф-лы, 3 ил. сл с

W

I i

IJ-r-y

25

Фиг.1

11

п

19 ||яГ}

Фиг. Z

11

п

гг

ц

Фиг.З

ю

10