Искробезопасный источник питания переменного тока Советский патент 1993 года по МПК E21F9/00 

Фиг.1

Изобретение относится к электротехнике, в частности к искробезопасным источникам питания, и может быть использовано для искробезопаснрго питания аппаратуры, работающей во взрывоопасной атмосфере.

Цель изобретения - упрощение настройки искробезопасного источника питания переменного тока на различные напряжения источника постоянного тока.

Нафиг.1 показана принципиальная схема искробезопасного источника питания переменного тока.

Искробезопасный источник питания переменного тока содержит источник постоянного тока 1 и преобразователь постоянного тока в переменный с внешним возбуждением, включающий в себя задающий генератор прямоугольных колебаний 2, противофазные выходные напряжения которого с выходных клемм 3 и 4 подаются на управляющие входы двухтактного усилителя мощности 5, нагрузкой которого является выходной трансформатор 6. Ко входным клеммам выходного трансформатора 6 подключены входы двухтактного амплитудного детектора 7, выход которого через Делитель напряжения на резисторах 8 и 9 подсоединен к первому входу компаратора 10, ко второму входу компаратора 10 через делитель напряжения на резисторах 11 и подсоединен выход источника постоянного тока 1. Выход компаратора 1Ј подключён к базе управляющего транзистора 13 управляемого стабилизатора напряжения 14, выполненного на регулирующем транзисторе 15 и стабилитроне 16, Силовой вход стабилизатора 14 - коллектор транзистора 15 подсоединен к положительному полюсу источника постоянного тока 1, к выходу стабилизатора 14 - эмиттеру транзистора 15 подключена цепь питания задающего генератора 2. Отрицательный полюс источника постоянного тока 1. является общим для задающего генератора 2, усилителя мощности 5, компаратора 10 и управляемого стабилизатора напряжения 14. Включение преобразователя осуществляется с помощью кнопки 17, выключение - с помощью кнопки 18.

Задающий генератор 2 может быть выполнен по схеме/показанной на фиг.2, позволяющей уменьшить ток холостого хода преобразователя. Задающий генератор 2 включает в себя мультивибратор 19, счетный триггер 20, одновибратор 21, длительность выходного импульса которого регулируется резистором 22, и схему формирования противофазных напряжений 23. Питание всех элементов задающего генератора 2 осуществляется от управляемого стабилизатора напряжения 14, работающего в ключевом режиме.

Искробезопасность выходных цепей преобразователей напряжения обеспечива- 5 ется следующим образом.

При превышении суммарной мощностью нагрузок определенной величины Рдоп по крайней мере один из силовых транзисторов двухтактного усилителя мощности 5 вы.-.

ходит из насыщения, напряжение на выходе двухтактного амплитудного детектора 7 уменьшается, что приводит к срабатыванию компаратора 10, в результате чего управляющий транзистор 13 управляемого

5 стабилизатора напряжения 14 открывается, опорный стабилитрон 16 шунтируется и напряжение на выходе управляемого стабилизатора 14 уменьшается до нуля. Колебания задающего генератора 2 срываются, управля0 ющие транзисторы двухтактного усилителя мощности 5 закрываются, закрывая тем самым силовые транзисторы, которые отключают цепь первичной обмотки выходного трансформатора 6 от источника питания по5 стоянного тока 1 и обесточивают тем самым нагрузку.

Особенности функционирования схемы управления, выполненной на компараторе 10, заключаются в следующем. В номиналь0 ном режиме напряжение на выходе двухтактного амплитудного детектора 7 близко к удвоенному значению напряжения источника постоянного тока 1. Напряжение, подаваемое на первый вход компаратора 10 через

5 делитель на резисторах 8 и 9,равно:

Ui E-2E Ki E(1-2Ki);

Kl Rg/(R8 + Rg).

... -- .. . . # .

На второй вход компаратора 10 подается напряжение через делитель на резисторах 0

11 и 12: ... ,,,..... -....-:-. ---V -.; - :

45 U2 E- K2;K2 Ri2/(Rii + Ri2).

о

Входное напряжение компаратора 10 равно разности этих напряжений:

UBx U2-Ui Е(К2 + 2К1-1).

Изменение этого напряжения при изменении напряжения источника постоянного тока 1 равно:

:: ; ;;. -. ,; . ....- ..-..: :

ДиВх АЕ(К2 + 2К1-1).

Если выполняется условие К2 + 2Ki 1, то независимо от изменения напряжения источника постоянного тока 1 Л11Вх 0, т.е. при изменении напряжения источника постоянного тока 1 компаратор 10 будет срабатывать по нулевому уровню, и, следовательно, схема управления не будет нуждаться в до- полнительной настройке.

Для обеспечения стабильности работы задающего генератора 2 в широком диапазоне изменения напряжения источника постоянного тока 1 питание задающего генератора 2 осуществляется через управляемый стабили- затор напряжения 14.

Таким образом, предлагаемый источник питания переменного тока имеет следующие преимущества перед аналогичными устройствами: схема управления не требует дополнительной настройки при изменении напряжения источника постоянного тока. Вследствие этого управляющая часть преобразователя (компаратор, задающий гене- ратор, двухтактный амплитудный детектор и управляемый стабилизатор напряжения) является унифицированной для преобразователя на различные параметры напряжения как постоянного, так и переменного тока.

Формула изобретения Искробезопасный источник питания переменного тока, содержащий источник постоянного тока, задающий генератор и амплитудный детектор, выход источника постоянного тока через двукратный усилитель мощности подключен к входу выходного трансформатора, а выход амплитудного детектора подключен к входу выходного трансформатора, отличающийся тем, что, с целью упрощения его настройки на различные напряжения, он снабжен управляемым Стабилизатором напряжения и компаратором, выход которого подключен через управляемый стабилизатор напряжения к задающему генератору, а выходдвухтактного амплитудного детектора подключен к первому входу компаратора, к второму входу которого подключен выход источника постоянного тока.

Сущность изобретения: устройство содержит 1 источник постоянного тока (1), 1 задающий генератор (2), 2 выходные клеммы (3,4). 1 двухтахтный усилитель мощности (5), выходной трансформатор (6), 1 амплитудный детектор (7), 4 резистора (8,9,1-1,12), 1 компаратор (10), 2 транзистора (13. 15), 1 стабилизатор напряжения (14), 1 стабилитрон (16), 2 кнопки(17,18). 1 - 11-12- 17-18 10-13- 15-16- 2 . 2 ил.