Система электропитания постоянного тока с комплексной защитой Советский патент 1993 года по МПК G05F1/569 

/7

г-fflСЛ

С

Область использования: в источниках электропитания. Сущность изобретения: устр-во содержит источник 16 вторичного электропитания и блок защиты, включающий в себя датчики 1, 3 тока и выходного напряжения. Б блок защиты введены датчик 2 входного напряжения, транзисторный оптрон 7, усилительный транзистор 6, пороговый элемент 14, три ограничительных резистора 9,13,15, два светодиода 10, 11, вывод 18 для подключения источника сигнала дистанционного управления. Благодаря такому построению блока защиты повышается надежность устр-ва и расширяются его функциональные возможности. 1 ил.

00

§

VI

VJ

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в источниках электропитания.

Целью изобретения является повышение надежности и расширение функциональных возможностей системы электропитания постоянного тока.

На чертеже изображена схема предлагаемого устройства.

Оно; содержит датчик тока 1, включенный с первым и вторым выводом в силовую шину, делитель - датчик входного напряжения UBx2 на резисторах 21 и 2, включенный между входным выводом и вторым выводом датчика тока, делитель - датчик выходного напряжения 1)Вых 3 на резисторах 3 и З11 включенный между выходными выводами, нагрузку 4, транзисторную оптопару 5, усилительный элемент 6, причем светоизлуча- тель 7 и фототранзистор 8 подключены: светоизлучатель через первый ограничительный резистор 9 к двум светодиодам 10 и 11, включенных в виде диодной сборки, один выходной вывод связан с сигналом дистанционного управления 12,другой подключен к средней точке выходного делителя 3 - его выходу, эмиттер фоторезистора 8 подключен к общей точке к другому выводу светоизлучателя 7, коллектор через второй ограничительный резистор 13 к базе транзистора 6 усилительного элемента, коллектор которого подключен к пороговому элементу 14 и через третий ограничительный резистор 15 - к общей точке, а эмиттер транзистора 6 усилительного элемента подключен к дополнительному источнику Удоп. Возможно питание усилительного элемента от основного источника 1 б через параметрический стабилизатор 17. Выходным аварийным сигналом является сигнал 18.

Устройство работает следующим образом. В нормальном режиме работы, т.е. при отсутствии перегрузки по току и нахождении входного и выходного напряжений в пределах заданных норм транзисторная оп- топара 5, усилительный элемент б находятся в таком режиме, что пороговое устройство 14 находится в отключенном состоянии, т.е. сигнал на его выход 18 отсутствует (в качестве порогового устройства аналогового действия по входу может быть использован, например, триггер Шмидта). Причем усилительный элемент б находится в линейном режиме (в режиме класса А), фототранзистор- как в режиме класса А, так и АВ. Через светоизлучатель протекает ток, определяемый элементами 3 и 9. Световой сигнал элемента 11 является сигналом нормальной работы. Для повышения помехоустойчивости, а также исключения влияния

переходных процессов при включении элемента 14 содержит задерживающие RC-це- пи.

При увеличении тока нагрузки увеличивается величина сигнала на датчике 1. которая является открывающей для фототранзистора 8, рабочая точка этого элемента смещается в сторону уменьшения на- пряжения коллектор-эмиттер его,

увеличивается ток базы транзистора 6 (через элементы 13 и 8), изменятся в сторону увеличения напряжения на резисторе 15, срабатывает пороговое устройство 14, выдавая сигнал 18. Сигнал 18 может использоваться как для отключения напряжения Uex по первичной цепи, так и для воздействия на последовательно включенный (если таковой имеется) транзистор регулирующего, элемента источника 16, может быть триггерного типа, а также работать в режиме пульс-пары в зависимости от напряжения исполнительного элемента защиты.

При увеличении напряжения UBX изменяется в сторону увеличения напряжения на

резисторе 2 , что является также открывающим сигналом для фоторезистора 8. Далее устройство работает аналогично режиму увеличения тока нагрузки.

Так как входной сигнал на элемент 8

представляет собой сумму двух сигналов (с резистора 1 и резистора 2 ), включенных последовательно, то режим работы элемента 8 зависит от одновременного состояния тока нагрузки и входного напряжения, т.е. при

уменьшении тока нагрузки порог срабатывания по входному напряжению будет увеличиваться и наоборот, что обеспечивает режим с регулируемым порогом срабатывания как по току, так и входному напряжению. В этом режиме обеспечивается оптимальная мощность рассеяния на силовых элементах источника 16 (например, последовательно включенного регулирующего элемента): при меньшем входном напряжении допускается больший ток нагрузки и наоборот.

При увеличении выходного напряжения возрастает световой поток элемента 11 (степень изменения яркости в зависимости от

уровня Уиых можно оценить визуально), изменяется режим работы элемента 8 таким образом, что в конечном итоге увеличивается сигнал на резисторе 15 и появляется выходной сигнал 18. Далее устройство

работает в зависимости от структуры исполнительного органа защиты.

При подаче сигнала дистанционного управления на вход 12 начинает светиться элемент 10, что показывает о наличии

дистанционного управления, протекает ток

через элементы 9 и 7, увеличивается световой поток, воздействующий на элемент 8, далее устройство работает аналогично режиму повышения выходного напряжения. В качестве дополнительного источника Удоп быть использован основной Uex через параметрический стабилизатор напряжения 17.

Таким образом, предложенное устройство обеспечивает улучшение показателей надежности, т.к. является более простым по сравнению с известным, в которых осуществляется комплексная защита, а также расширяет функциональные возможности, обеспечивая регулируемый порог срабаты- вания в аварийном режиме, а также индика- цию нормального состояния и дистанционного управления.

Формула изобретения Система электропитания постоянного тока с комплексной защитой от аварийных режимов, содержащая источник вторичного электропитания постоянного тока и блок защиты, включающий в себя датчик выходного напряжения, включенный между выходны- ми выводами, и датчик тока нагрузки, включенный первым и вторым выводами в одну из силовых шин, причем входные выводы источника вторичного электропитания постоянного тока включены между входным выводом и общей шиной, отличающая с я тем, что, с целью повышения надежности

и расширения функциональных возможностей, в блок защиты введены датчик входного напряжения, включенный между входным выводом и вторым выводом датчика тока, транзисторная оптопара, усилительный транзистор, пороговый элемент, три ограничительных резистора, два свето- диода и вывод для подключения источника сигнала дистанционного управления, при этом светоизлучатель транзисторной опто- пары одним выводом подключен к общей шине, а другим через первый ограничительный резистор - к соединенным одноименными электродами светодиодам, эмиттер фототранзистора оптопары подключен к общей шине, коллектор через второй ограничительный резистор - к базе усилительного транзистора, а база соединена с выходом датчика входного напряжения, эмиттер усилительного транзистора соединен с выводом для подключения источника питающего напряжения постоянного тока, а коллектор непосредственно - с выходом порогового элемента и через третий ограничительный резистор с общей шиной, кроме того, свободные электроды светодиодов подсоединены соответственно к выводу для подключения источника сигнала дистанционного управления и к выходу датчика выходного напряжения, а выход порогового узла использован в качестве вывода сигнала отключения.