Регулируемый источник питания с автоматическим переключением режимов стабилизации Советский патент 1992 года по МПК G05F1/577 

Изобретение относится к злектротехнике, в частности к стабилизированным источникам питания, обеспечивающим защиту нагрузки от превышения наперед заданных значений напряжения, тока или мощности путем автоматического переключения режимов стабилизации.

Цель изобретения - повышение эксплуатационной надежности источника питания.

На фиг. 1 представлена схема регулируемого источника питания с автоматическим переключением трех режимов стабилизации; на фиг. 2 -блок выбора режимов, обеспечивающих стабилизацию двух параметров, например, тока и напряжения.

Схема содержит выпрямитель 1, регулятор 2 стабилизируемого параметра, необходимый для поддержания стабильйого выходного параметра, нагрузку 3, датчик 4 тока, датчик 5 напряжения, датчик 6 мощности, контролирующие электрические параметры на нагрузке 3, ключи обратной связи по напряжению 7, току 8 имощности 9, через которые в зависимости от режима стабилизации сигнал с датчиков 4-6 подается на первый вход усилителя 10 обратной связи, компаратор 11, первый вход которого подключен -к выходу усилителя обратной

связи 10, а второй вход к генератору 12 треугольных импульсов, ла выходе которого формируется ШИКЛ-сигнад, управляющий регулирующим элементом 2, сравнивающие элементы 13-15, предназначенн&1е для сравнения сигналов обратной связи с датчиков напряжения 5, тока 4 и мощности б с сигналами, задаваемыми потенциометрами задатчиков напряжения 16, тока 17 и мощности 18,

Блок 19 выбора режима предназначен для управления ключами 7-9 обратной связи, а также ключами, коммутирующими напряжение уставки, поступающее на второй вход усилителя обратной связи 10. Блок выбора режима стабилизации для источника питания с тремя режимами стабилизации выполнен на RS-триггерах 20-22, входы которых подключены к выходам сравнивающих элементов 13-15, вырабатывающих сигналы превышения измеренной величины над заданной величиной напряжения, тока или мощности. Однбвибратор 23, подключенный к соответствующим входам RS-триггеров 20-22, устанавливает эти элементы в исходное состояние. Выходы RS-триггеров 20-22 подключены, во-первых, к входам Nвходового одновибратора 24,вырабатывающего сигнал бестоковой паузы (во время переключения любого из режимов стабилизации), во-вторых, к управляющим входам ключей 7-9 обратной связи, а также к управляющим входам задающих ключей 25-27, через которые с потенциометров задзтчиков 16-18 стабилизируемого параметра (напряжения), тока, мощности и резисторов 28-30 сигнал уставки подается на усилитель 10 обратной связи через дополнительный управляемый ключ 31, управляемый одновибратор 24, который в момент выработки сигнала бестоковой паузы не только отключает ключ 31, но также через инвертор 32 дает команду на замыкание ключа 33 сброса, подающего отрицательное напряжение на конденсатор 34, обеспечивающий плавное нарастание напряжения на выходе источника питания при каждом переходе из одного режима стабилизации в другой.

Схема также имеет дополнительный источник питания (не показан), выводы которого обозначены + Е и - Е.

Блок 19 по фиг. 2 содержит RS-триггер 35, входы которого подключены к выходам элементов сравнения, сравнивающих сигналы обратной связи с сигналами уставок (компараторы 13 и 14, фиг, 1), а выход - к инвертору 36. К выходам.RS-триггера 35 и инвертора 36 подключены входы одновибратора 24, вырабатывающего сигнал бестоKOBOV1 паузы. С выхода RS-триггера 35

осуществляется управление ключами, подключающими к входам усилителя обратной связи сигнал обратной связи по току и сигнал уставки по току (ключи 8 и 26, фиг. 1). С выхода инвертора 36 осуществляется управление ключами, подключающими- к входам усилителя обратной сигнал обратной связи по напряжению и сигнал уставки по напряжению (ключи 7 и 25, фиг. 1).

Источник питания работает следующим образом.

При включении питания RS-триггеры 21 и 22 блока 19 выбора режима стабилизации переводятся в исходное положение одновибратором 23, который одновременно переключает RS-триггер 20. При переключении RS-триггера 20 срабатывает одновибратор 24, вырабатывающий бестоковую паузу, во время действия которой размыкается ключ 31 и замыкается,ключ 33 по сигналу, поступающему с одновибратора 32, а также поступает запирающий сигнал на стробирующий вход компаратора 11, чем предотвращается возможность включения регулятора 2. При замыкании ключа 33 отрицательное напряжение -Е подается на первый вход усилителя 10 обратной связи и на конденсатор 34, который запирается отрицательным напряжением, приводящим к появлению запирающего сигнала на первом сравнивающем входе компаратора 11.

Переключение RS-триггера 20, помимо выработки сигнала бестоковой паузы, приводит к замыканию ключа 7, подключающего к второму входу- усилителя обратной связи датчик 5 напряжения, и к замыканию ключа 25 коммутирующего напряжения, поступающего с задатчика 16 напряжения через резистор 28. Таким образом источник питания подготавливается к работе в режиме стабилизации напряжения.

По окончании действия бестоковой паузы, формируемой одновибратором 24, происходит подача сигнала с инвертора 32 на размыкание ключа 31 и снятие сигнала запирающего со стробирующего входа компаратора 11. В результате этото с потенциометра задатчика 16 напряжения через резистор 28, ключи 25 и 31 подается положительное напряжение на конденсатор 34. Последний перезаряжается, обеспечивая подачу на первый вход усилителя обратной связи 10 плавно нарастающего напряжения уставки. На второй вход этого усилителя черезключ 7 подается сигнал обратной связи по напряжению. Таким образом в источнике П11тания обеспечивается режим стабилизации напряжения. При этом стабилизируется любое .значение напряжения, задаваемое потенциометром задатчика 16.

Включение источника питания в режим стабилизации напряжения при первом включении питающего напряжения выбрано в качестве примера. При превышении в нагрузке допустимого значения, например, тока, задаваемого потенциометром задатчика 17, срабатывает сравнивающий элемент 14, с выхода которого поступает сигнал на S-вход триггера 21 и на R-входы триггеров 20 и 22. При этом триггер 20 воз вращается в исходное состояние и отключает ключ 7 обратной связи по напряжению и задающий ключ 25 по напряжению, а RSтриггер21 опрокидывается, запускает одновибратор 24, включает ключ 8 обратной связи по току и задающий ключ 26 по току. Одновибратор 24 формирует бестоковую паузу, на время действия которой на стробирующий вход компаратора 11 подается запирающий сигнал, что приводит к выключению регулирующего элемента 2, в результате чего перезаряд емкости конденсатора 34 происходит при отсутствии выходного напряжения на нагрузке 3. Таким образом обеспечивается защита регулирующего элемента 2 от переходных процессов при резком изменении сопротивления нагрузки.

После окончания импульса одновибратора 24 на первый вход.усилителя 10 обратной связи через ключ 8 с датчика 4 тока поступает напряжение обратной связи по току, и на конденсатор 34 поступает положительное напряжение уставки по току с потенциометра задатчика 17 через ключи 26 и 31. При этом на втором входе усилителя 10 обратной связи происходит плавное нараст ание напряжения, что обеспечивает плавный выход источника питания на заданный потенциометром 17 режим стабилизации тока. Таким образом защита нагрузки от превышения заданного значения тока осуществляется путем перехода источника питания из режима стабилизации напряжения в режим стабилизации тока.

Аналогичным образом источник питания переходит в режим стабилизации мощности при превышении заданного значения последнего, задаваемого потенциометром задатчика 18. При этом происходит сброс предыдущего режима стабилизации, запирание регулятора 2 и затем плавное нарастание напряжения на выходе источника питания до значения, величина которого определяется потенциометром задатчика 18.

Схема источника питания с двумя режимами стабилизации, например, напряжения и тока подобна схеме, приведенной на фиг.1, но блок 19 выбора режима выполнен

по схеме на фиг. 2 и, кроме того, в блоке отсутствуют потенциометр задатчика 18, резистор 30, ключ 27, ключ 9, датчик 6 мощности, компаратор 15 и связи этих элементов.

, Работа схемы источника питания с двумя режимами стабилизации аналогична работе схемы, представленной на фиг. 1. При включении источника питания RS-триггер 35 блока 19 выбора режима устанавливает0 ся в произвольное положение, например, в исходное состояние, при этом через инвертор 36 на вход одновибратора 24 поступает сигнал, Одновибратор 24 формирует бестоKOByio паузу, во время действия которой регулятор 2 выключается, емкость 34 заряжается отрицательным напряжением. При установке RS-триггера 35 в исходное состояние с выхода инвертора 36 поступает сигнал на замыкание ключей 7 и 25, т.е.

0 источник питания подготавл-ивается к работе в режиме стабилизации напряжения. После окончания импульса бестоковой паузы происходит включение регулятора 2 и плавное нарастание напряжения на выходе источника питания. Источник питания работает в режиме стабилизации напряжения. В случае превышения током заданной потенциометром задатчика 17 величины срабатывает компаратор 14, переключается

0 RS-триггер 35, запускается одновибратор 24, формирующий бестоковую паузу, размыкаются ключи 7 и 25 и замыкаются ключи 8 и 26, После окончания бестоковой лаузы источник питания плавно переходит в ре5 жим стабилизации тока. Таким образом, предлагаемый источник питания обеспечивает в любых режимах быстродействующую защиту нагрузки и самого иctoчникa питания от превышения

0 наперед заданных значений выходных параметров. При этом автоматически исключается возможность ошибки оператора. Все это обусловливают высокую эксплуатационную надежность источника питания.

5 Формулам зобретения

Регулируемый источник питания с автоматическим переключением режимов стабилизации, содержащий включенный между входными и выходными выводами

0 регулятор стабилизируемого параметра, цепь управления которого соединена с выходом компактора, усилитель обратной связи, выход которого подключен к первому входу компаратора, первый вход - к точке

5 соединения выхода управляемого ключа сбросаС одной из обкладок конденсатора, другая обкладка которого соединена с заземленной шиной, а второй вход через N (где N 2) ключей обратной связи - к сигнальным выходам соответствующих датчиков стабилизируемого параметра, подсоединенных к одному из входов соответствующих сравнивающих элементов и задатчиков стабилизируемого параметра, каждый из которых подсоединен к другому входу соответствующего сравнивающего злемента и к входной цепи соответствующего задающего ключа, блок выбора режима с входами, соединенными с выходами соответствующих сравнивающих элементов, и N выходамисоединенными с управляющими входами соответствующих ключей обратной связи и соответствующими входами N-BXOдового одновибратора, и генератор треугольных импульсов, подключенный к второму входу компаратора, отличающ и и с я тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности, в него введены инвертор и Дополнительный управляемый ключ, а компаратор выполнен со стробирующим входом, соединенным с входом инвертора, управляющим входом дополнительного управляемого ключа и выходом N-входового одновибратора, причем выводы задающих ключей соединены с входом дополнительного управляемого ключа, выход которого подключен к первому входу усилителя обратной связи, а управляющие входы задающих ключей соединены с управляющими входами соответствующих ключей обратной свяэи.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к стабилизированным источникам питания, обеспечивающим защиту нагрузки от превышения наперед заданных значений напряжения, тока или мощностипутем автоматического переключения режима стабилизации. Цель- повышение эксплуатационной надежности. Устр-во снабжено Многовходовым одновибратором. инвертором и дополнительным управляемым ключом, а имеющийся в источнике первый компаратор выполнен со стробирующим входом. Выход блока выбора режима, подключенный к управляющему входу соответствующего ключа обратной связи, соединен с управляемым соответствующим входом однрвибратора, выход которого подключен к управляемому входу первого компаратора и через указанный инвертор к управляющему входу ключа сброса, а управляемые ключи режимов соединены с входом усилителя через дополнительный управляемый ключ. Такая схема обеспечивает в любых режимах быстродействующую защиту нагрузки. Автоматически исключена возможность ошибки оператора. 2 ил.слс

Фиг, /