Источник постоянного напряжения Советский патент 1979 года по МПК G05F1/56 

(54) ИСТОЧНИК ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

I

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в цепях питания различной радиотехнической аппаратуры.

Известен источник постоянного напряжения, содержащий несколько компенсацион1 ых стабилизаторов, в каждом из которых база регулирующего транзистора соединена с его коллектором через стабилизатор тока, датчики тока, включенные в цепь нагрузки, выходы которых соединены со входом ждущего мультивибратора выход которого через коммутирующий элемент подключен к базам транзисторов стабилизаторов тока Ш .

Наиболее близким к данному изобретению является источник постоянного напряжеш{9, содержащий по меньшей мере, два компенсационных стабилизатора напряжения, каждый из которых состоит из регулирующего элемента, включенного в одну из силовых щин, узла сравнения, входом подключенного к одному из выходных выводов, а выходом - к управляющему вхо-

ду регулирующего элемента, токостабилизируюЩего элемента, одним входом соединенного со Входом регулирующего элемента, другим - с выходом коммутирующего элемента, а выходом - с управляющим входом регулирующего элемента, причем в силовую шину -каждого стабилизатора введен датчик тока со светодиодом оптрона, ждущий мультивибратор, к управляющему входу которого подсоединен фототранзистор оптрона, и управляемое реле времени, выполненное на двухбазовом диоде, ко входу которого подключен стабилизатор тока, входом соединенный с ключами, число которых соответствует числу компенсационных стабилизаторов напряжения|2.

Недостааком известных устройств является то, что в них не рещена задача последовательной временной задержки но-, скольких компенсационных стабилизаторов напряясения как при первоначальном включении, так и при последующем восстановлении, после срабатывания защиты, а также .задача одновременЕюго отключения всех 36 выходных источников стабилизированных напряжений в случае режима перегрузки по току или короткого замыкания хотя бы в одной из нагрузок, что существенно снижает надежность. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей и повы шение надежности источника. Поставленная цель достигается тем, что в источник постоянного напряжения, содержащий, по меньшей мере, два компенсационных стабилизатора напряжения, каждый из которых состоит из регулирующего элемента, включенного в одну из силовых шин, узла сравнения, входом подключенного к одному ив выходных выводов, а выходом - к управляющему входу регулирующего элемента, токостабилизирующего элемента, одним входом соединенного со входом регулирующего выходом коммутиэлемента, другим - с рующего элемента, а выходом - с управляющим входом регулирующего элемента, причем в силовую щину каждого стабилизатора введен датчик тока со еветодиодом оптррна, ждущий мультивибратор, к управляющему входу которого подсоединен фототранзистор оптрона, и управляемое реле времени, выполненное на двухбазовом диоде, ко входу которого подклю чен стабилизатор тока, входом соединен- ньй с ключами, число которых соотве-гствует числу компенсационнных стабилизаторов напряжения, введен блок пpoгpaм много управления сорганом запуска и логической схемой с памятью, причем ег счетный Вход соединен с выходом управляемого реле времени, установочный вход подключен к выходу ждущего мультивибратора, первые выходы с оединены с входами коммутирующих элементов компенса ционных стабилизаторов напряжения, вторые выходы соединены с входами ключей управляемого реле времени, а выводы для подключения питания, соединены с до полнительно введенным параметрическим стабилизатором, кроме того орган запуска выполнен в виде дифференцирующей RC-цепочки, параллельно которой подклю чен разрядньй резистор, а к средней точ ке подсоединен диод, и самовозвращаю- щийся контакт, подключенный к общей точке разрядного резистора и конденсато ра дифференцирующей RC-цепочки, причем выход органа запуска соединен с установочным вхсщом блока программного упра ления, логическая схема с памятью выполнена в виде асинхронных триггеров. 1 исло которых соответствует числу компенсационных стабилизаторов напряжения, выходные и входные элементы И и линии задержки количество которых на инниу меньше числа компенсационных стабилизаторов напряжения, при этом асинхронные триггеры собраны на элементах ИЛИНЕ, причем счетный вход блока программного управления подсоединен к единичному входу первого триггера и через входные элементы И - к единичным входам последующих триггеров, установочный вход блока программного управления подсоединен к нулевым входам всех триггеров, прямой выход каждого предыдущего триггера соединен с одним из входов выходного элемента И и через линию задержки - с .одним из входов входного элемента И каждого последующего триггера и с одним из первых выходов блока программного управления, инверсньй выход первого триггера соединен с одним из вторых выходов блока программного управления, инверсные .выходы последующих триггеров через выходные элементы И подсоединены к соответствующим остальным первым выходам блока программного управления. На фиг. 1 показана функциональная схема устройства; на фиг. 2 и 3 приведен табличный и временной способ задания ра- боты устройства; на фиг. 4 - принципиальная схема блока программного управления. Устройство содержит компенсационные стабилизаторы напряжения 1, 2, 3,содержащие регулирующие элементы 4, 5, 6, узлы сравнения 7, 8, 9, токостабилизирующие элементы 10, 11, 12, коммутирующие элементы 13, 14, 15; нагрузки 16, 17, 18 компенсационных стабилизаторов напряжения 1, 2, 3соответственно; датчики гока 19, 20, 21, выполненные на ре зисгорах-дагчиках22, 23, 24, ограничительных резисторах 25, 26, 27 исвегодиодах 28, 29, 30 оптронов; управляемое реле Времени 31, содержащее стабилизатор тока 32, пороговый элемент 33 на двухбазовом диоде с подзарядным конденсатором и ограничительными резисторами, ключи 34, 35, 36 на транзисторах; ждущий мультивибратор 37, выход которого подсоединен к установочному входу Установка О блока программного управления, к управляемому входу ждущего мультивибратора подсоединены фототранзисторы 38, 39, 40 оптронов, управляемые светодиодами 28, 29, 30 соответственно; пара56метрический стабилизатор 41, осуществляющий питание управляемого реле времени 31, ждущего мультивибратора 37 и блока программного управления 42, Блок программного управления 42 со- держит логическую схему с памятью, .выполненную на асинхронных триггерахТ -S типа, собранных на интегральных схемах ИЛИ-НЕ 43-48, входные и выходные эле ментыИ 49-52 иЛИНИИ задержки 53, 54, орган запуска 55, состоящий из самовоэ вращающегося контакта 56, дифференцирую щей 1 -цепочки 57, 58и разрядного резистора 59 и диода 60. На чертежах приняты следующие обоэначения: , гъх входные напряжения стабилизаторов напряжения 1, 2, 3соответственно; -(ст,2ст, зст - выход ные стабилизированные напряжения стабилизаторов напряжения 1, 2, 3; выход управляемого реле времени 31, яв. ляющийся счетным входом блока программного управления 42; Xg - выход ждущего мультивибратора 37, -являющийся установочным входом Установка О блока программного управления 42; У} - -выходы блока программного управления 42, Xj -Уд являются входами коммутирующих элементов 13, 14, 15 компенсационных стабилизаторов напряжения 1, 2, 3 соответственно, У4 - У являются входами ключей 34, 35, 36 управл яемого реле времени 31; 0 - €(з , -63- прямые и инверсные выходы соотвётс-гвенно первого второго и третьего R-S- триггеров. Устройство работает следующим обраПри включении источника питания вход ные напряжения поступают на вход компенсационных стабилизаторов напряжения, а напряжение параметрического стабилизатора 41 подается на вход управляемого реле времени 31, ждущего мультивибратора 37 и блока программного управления 42. Тумблер включения источника питания сблокирован с самовозвращающимся контактом 56 органа запуска 55, т. е. в результате включения источника питания орган запуска 55 выдает на установочный вход блока программного управления 42 одиночный дифференцированный импульс, который поступает на левые плечи R -S триггеров 43, 45, 47 и устанавливает -S триггеры в состояние О, т. е. состояние,при котором Q4 Qa Q3 0, Q Q8: Q3-121. б При этом выходные функции устройства управления следующие: y, ye Qa 0; У5 .1 0; 0; Уб 0. Наличие логической , на выходе У приводит к открыванию ключа 34. Управляемое реле времени 31 через некоторый промежуток времени t. определяемый сопротивлением стабилизатора тока 32, срабатывает н выдает сигнал Xf по счетному входу блока программного упра&ления 42, который пройдет только по Sj . счетаый сигнал не пройдет, гак как; Sa fX , 63 . Прохождение Х по Sf дает новую комбинацию выходных сигналов: y Уб Я2-5з о. 0; Наличие логических 1 по выходам У) и У и логического О по выходу 4 приводит к следующему: коммутирующий элемент 13 открывается, что приводит к включению токостабилнаирующего элемента 10, регулирующего элемента 4 и появлению в нагрузке 16 стабилизированного . напряжения UjcT .Коммутирующий 34 закрывается, а 35 - открывает « Через промежуток времени g , определяемый токозадаюшим резистором элемента 35, управляемое реле времени 31 срабатывает вторично, и сигнал Х вновь поступит в блок программного управления 42 теперь уже через схему И 49 на вход „ и вызовет новую комбинацию выходных сигналов: &f l (триггер R)-S не реагирует на X,,), 1 . (триггерRj-Sa изменит свое состояние),5з Q2JL O-1 O ( пройдет). У, У4. а,0; 1; . 1. .Наличие логических Уд приводит к следующему. Комму-гарующий элемент 1 остается открытым, на выходе имеет напряжение ЦстКоммутирующий элемент 14 открывается, что приводит к появлению в нагрузке 17 напряжения UjcT. 76 Ключ 35 закрываечч;я, а ключ 36 от крывается, что приводит к новому циклу работы управляемого реле времени 31. Через промежуток времени з счетный импульс Х4 поступает на вход Q и на выходе блока программного управления 42 установит новую .комбинацию выходных сигналов: y, Q-, t; У4 6(1 0; 1 J/5-Qi-es f-00; Ve QgU3 1-0 0. При этом 1 включит коммутирующий элемент 15 и в нагрузке 18 появит ся User. полностью выключает ключи 34, 35, 36 и управляемое реле времени 31 выключается. Линии задержки 53, 54 в блоке программного управления предназначены для того, чтобы передать в схемы И 49, 51 установившиеся логические Q и GIJ2 после окончания действия счетного импул с& Х . При возникновении режима перегрузки по току или короткого замыкания в любо из нагрузок 16, 17, 18 падение напряжения на ;резисторе 22 (23, 24) возрастает, светодиод 28 (29,ЗО) откры-:вается, световой поток его возрастает, что приводит к открыванию фототранзистора 38 (39, 40), которьй своим коллектор-эмиттерным переходом шунтирует переход база-эмиттер открытого тран зистора ждущего мультивибратора 37 и приводит к его срабатыванию. Ждущий мультивибратор 37 выдает импульс Xs по установочному входу блока программного управления 42, в ре льтате чего на его выходе устанавливается состояние, аналогичное первоначальному включению, т. е. У4 1 . Коммутирующие элементы 13, 14, 15 выключаются, что приводит к одновременному пропаданию всех выходных стабилизированных напряжений, ключ 34 включается, что вызывает начало работы управляемого реле времени 31. В дальнейшем цикл работы полностью аналогичен „ циклу при включении источника постоянного напряжения. Последовательное восстановление во времени выходных стабилизированных напряжений произойдет только в случае от- сутствия режима перегрузки по току во всех источниках. Предлагаемое устройство позволяет решить следуюшие задачи: 1 последовательная временная задержка с различным & нескольких компенсационных стабилизаторов напряжения как при первоначальном включении, так и цри последующем восстановлении после устранения режима перегрузки; защита нескольких стабилизаторов напряжения по току с последующей импульсной автоматической проверкой состояния нагрузок и с самовосстановлением при снятии режима перегрузки; синхронное отключение всех выходных напряжений устройства в случае наличия режима перегрузки по току хотя бы в одном из выходов. .Осуществление питания всех стабилизаторов тока от одного (самого высокого) напряжения и наличие оптической связи между датчиками тока и ждущим мультивибратором позволяет указанный комплекс задач рещить по отношению к источникам напряжения как положитбльой, так и отрицательной полярности. Введение в устройство блока программного управлен я позволило решить комплекс задач последовательной задержки и защиты на основе простой схемы с небольшим числом элементов. Таким образом значительно расширейы функциональные возмЬжности предлагаемого устройства и повышена его надежность. Формула изобретения Источник постоянного напряжения, содержащий, по меньшей мере, два компенсационных стабилизатора напряжения, каждый из которых состоит из регулирующего элемента, включенного в одну из силовых шин, узла сравнения, входом подключенного к одному из выходных выводов, а выходом - к управляющему входу регулирующего элемента, токостабилизируюше- го элемента, одним входом соединенного со входом регулирующего элемента, дру-i, гим - с выходом коммутирующего элемента, а выходом - с управляющим входом регулирующего элемента, причем в силовую шину каждого стабилизатора введен датчик тока со светодиодом оптрона, ждущий мультивибратор, к управляющему входу которого подсоединен фототранзистор оптрона, и управляемое реле времени, выполненное на пороговом элементе, ко входу которого подключен стабилизатор тока, входом соединенный с ключами, число которых соответствует числу компенсацион- ных стйбнлизаторов. напряжения, отличающийся тем, что, с целью рас ширения функциональных возможностей и повышения надежности источника, в него дополнительно введен блок программного управления с органом запуска и логической схемой с памятью, причем его счетный вход соединен с выходом управляемо го реле времени, установочный вход подключен к выходу ждущего мультивибрато ра, первые выходы соединены с входами коммутирующих элементов компенсационных стабилизаторов напряжения, вторые выходы соединены с входами ключей управляемого реле времени, а выводы для подключения питания соединены с дополнительно введенным параметрическим ста билизатором. 2.Источник постоянного напряжения по п. I, отличающийся тем, что орган запуска выполнен в виде дифференцирующей RC -цепочки, параллельно которой подключен разрядный резистор, а к средней точке подсоединен диод, и самовозвращающийся контакт, подключенный к общей точке разрядного резистора и конденсатора дифференцирующей RC цепочки, причем выход органа запуска соединен с установочным входом блока программного управления. 3.Источник постоянного напряжения по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с. я тем, что логическая .схема с памятью выполнена в виде асинхронных триггеров, число которых соответствует числу компенсационных стабилизаторов напряжения. и Входные элементы И и линии выходные количество которых на едипипу задержки, меньше числа компенсационных стабилизаторов напряжения. 4. Источник постоянного напряжения по пп. 1, 3, отличаюд1ийся тем, что асинхронные триггеры собраны на .элементах ИЛИ-НЕ, причем счетный вход блока программного управления подсоединен к единичному входу первого триггера и через входные элементы И к единичным входам последующих триггеров, установочный вход блока программного управления подсоединен к нулевым входам всех триггеров, прямой выход каждого предыдущего триггера соединен с одним из входов выходного элемента И и через линию задержки - с одним из входов входного элемента И каждого последующего триггера и с одним из первых выходов блока программного управления, инверсный выход первого триггера соединен с одним из вторых выходов блока программного управления, инверсные выходы последующих триггеров через выходные элементы И подсоединены к соответствующим остальным первым выходам блока программного управления. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 501397, кл. 6 О5 F 1/56, 1974. 2.Заявка № 2172468/О7, кл. Q 05 Р 1/56, 1975, по которой приняторешение о выдаче авторского свидетельства.

У 92

УЗ

А,

ys УВ

Iffcm Vzetn

.

Уст „О Jfg ffCv. Aro.Xf