Вторичный источник питания с защитой Советский патент 1979 года по МПК G05F1/58 

(54) ВТОРИЧНЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ С ЗАЩИТОЙ

1

Изобретение относится к области электротехники, предназначено для защиты от короткого замыкания и перегрузки.потоку стабилизированного конвертора постоянного напряжения.и может быть использовано в устройствах электропитания аппаратуры связи, автоматики и вычислительной техники.

Известен источник питания с защитсй от перегрузки по току и коротких замыканий на выходе, содержащий резистивный датчик тока в цепи регулирующего элемента и пусковые цепи задержки 1. Однако использование в таком источнике в схеме защиты от перегрузки по току и коротких замыканий отключающих реле снижает надежность защиты ввиду ограниченного быстродействия.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является втфичный источник питания с защитой, содержащий стабилизированный конвертор с. датчиком выходного тока, подключенный при помощи замыкающего тумблера к входным выводам, а выход стабилизированного конвертора подключен к выходным выводам источника, к

которым подключен блок контроля с отключающим реле с размыкающим контактом, измерительно-усилительный узел, вход которого подключен к датчику тока, а выход - к первому входу блока управления, второй и третий входы которого подключены к выходным выводам стабилизированного конвертора, а выхЬд - к его управляющему входу, и RC-цепь задержки 2.

Общим недостатком изйестнь1х схем являются ограниченное быстродействие схемы защиты от перегрузки по току регулирующего элемента стабилизатора, отсутствие защиты lio току при пуске (включении) устройств (на время действия пусковой цепи задержки) или отсутствие селективной защиты от перегрузки по. току и коротких замыканий с фиксированным аварийным отключением стабилизатора. Такое отключение целесообразно, например, при устаноЕИвщихся неисправностях (в частности, при пробоях) элементов в выходных цепях или в нагрузке.

Цель изобретения - повышение быстродействия защиты от перегрузки по току в рабочих, а также в пусковы.х режимах и обеспечение селективной защиты от коротких замыканий с фиксированным аварийным отключением конвертора. Это достигается тем, что в предлагаемом источнике питания выводы RC-цепи задержки, один через размыкающий контакт, а другой непосредственно, подключены к входным выводам стабилизированного конвертора с датчиком выходного тока, а общая точка RC-цепи через первый введенный резистор подключена к управляющей цепи введенного транзистора, выход которого.соединен с введенным опорным элементом на управляющем входе введенного согласующего каскада, выход которого подключен к четвертому входу блока управления. Для уменьшения времени готовности источника размыкающий контакт реле и резистор RG-цепи задержки Зашунтированы обратно включенным диодом, и замыкающий тумблер со стороны сети зашунтирован вторым введенным резистором. : Кроме того, разрыв цепи между замыкающим тумблером и входными выводами стабилизированного конвертора могут быть включены дроссель насыщения и конденсатор. - На фиг. I дана принципиальная схема описываемого источника питания; на фиг. 2- то же, другой вариант выполнения. - Источник содержит стабилизированный конвертор I с блоком 2 управления, управляющий вход для отрии:ательной обратной Связи гтонапряжению которогопбД1О1 ючен к выходным .выводам конвертора, а управляющий вход для от.рицательной обратной связи по току соединен с выходом измерительно-усилительного узла 3, входы которого подсоединены к резистйвному датчику 4 тока в цепи конвергора. Цепь питания блока 2 управления подключена к источннку питающего напряжения Vn через согласующий каскад 5, на управляющем входе которого включен опорный элемент (стабилитрон) 6. Kpolvie того, источник содёрн ит транзистор 7, в базовую цепь которого через резистор 8 включена RC-цепь на резисторе 9 и конденсаторе 10, а также реле 11с размыкающим контактом 11 блока 12 контроля. Размыкающий контакт 11 реле и резистор 9 RC-цепи задержки защунтированы диодом 13, а замыкающий тумблер 14 со стороны сети защунтирован резистором 15. В разрыв цепи . между замыкающим тумблером 14 и входными выводами стабилизированного конвертора I включены дроссель 16 насыщения и конденсатор 17. Источник работает следующим образом. При включении источника цепь задержки (резистор 9 И конденсатор 10) задерживает момент перехода транзистора 7 в ре-, жим насыщения, через каскад 5. напряжение питания поступает на блок 2 управле691822ния конвертора 1. Напряжение Vn питания поступает также на конвертор 1. Под действием опорного напряжения Voot и отрицательной обратной связи по выходному напряжению VH блок 2 управления вырабатывает управляющие сигналы, поступающие на управляющие входы конвертора I. На выходе конвертора 1 устанавливается номинальное значение выходного напряжения VH, величина которого задается величиной опорного напряжения Voni. Далее осуществляется рабочий режим (стабилизация выходного напряжения VH) стабилизатора. По достижении выходным напряжением VH определенного минимального-уровня, заданного опорным напряжением Vont, блок 12 контроля величины выходного напряжения VH срабатывает и включает реле 11, размыкающие контакты 11которого размыкают цепь задержки в базовой цепи транзистора 7. Пусковой и рабочий режимы конвертора 1 осуществляются под контролем датчика 4 тока и измерительно-усилительного узла 3. Допустимое значение тока регулирующего элемента конвертора 1 устанавливается опорным напряжением VonaПри случайном (кратковременном) коротком замыкании на выходе (в нагрузке) ток регулирующего элемента конвертора 1, а также падение напряжения на датчике 4 тока увеличиваются и, достигнув установленного значения, вызывают формирование измерительно-усилительным узлом 3 управляющего сигнала, поступающего на один из управляющих входов блока 2 управления и вызывающего немедленное снижение выходного напряжения V«, компенсирующее увеличение тока, вызванное аварией в нагрузке. При этом, если уровень выходного напряжения VH снизился ниже установленного минимального значения, то блок 12 контроля отключает реле II и его размыкающие контакты 1 замыкают базовую цепь транзистора 7 через цепь задержки (резистор 9 и конденсатор 10). При снятии случайного (кратковременного) короткого замыкания источник возвращается в рабочий режим. Если же короткое замыкание вызвано установивщейся аварией (полным отказом в нагрузке), то под действием отрицательной обратной связи по току выходное напряжение VK снижается (практически до нуля), конденсатор 10 заряжается и через время, определяемое параметрами цепи задержки, и транзистор 7 переходит в режим насыщения, щунтируя управляющий вход согласующего каскада 5. С блока 2 снимается питающее напряжение, и конвертор 1 выключается. Этим осуществляется времяселективная защита от коротких замыканий с аварийным фиксированным отклонением конвертора при установивщихся авариях. Параметры-цепи задержки (резистора 9 и конденсатора 10) выбирают исходя из длительности статистически вероятных случайных коротких замыканий и из характеристик пускового режима стабилизированного конвертора. После устранения установившегося короткого замыкания в нагрузке повторное включение стабилизированного конвертора осуществляется его выключением и включением.

В ряде сдучаев длительность возможных случайных коротких замыканий быть достаточно велика, что требует значительного, увеличения постоянной времени цепи задержки для предотвращения фиксированного аварийного отключения конвертора. В этом случае диод 13 и резистор 15 (см. фиг. 2) образуют при выключении источника цепь разряда конденсатора 10, чем значительно сокращается время готовности для повторного включения.

Конденсатор 17 значительно снижает уровень помех, поступающих в сеть питающего напряжения Vri при работе конвертора 1, а дроссель 16 насыщения ограничивает входной ток при включении конвертора. Перемагничивание дросселя 16 происходит при выключении конвертора ,,через резистор 15.

Формула изобретения

}. Вторичный источник питания с защитой, содержащий стабилизированный конвертор с датчиком выходного тока, подключенный при помощи замыкающего тумбле: ра к входным выводам, а выход стабили : зированного конвертора подключен к выходным выводам источника, к которым подключен блок контроля с отключающим реле с размыкающим контактом, измерительно-усилительный узел, вход которого подключей к датчику тока, а выход - к первому входу блока управления, второй и тре тий входы которого подключены к выходным выводам стабилизированного конвер.тора, а выход - к его управляющему входу, и RC-цепь задержки, отличающийся тем, что, с целью обеспечения селективной защиты от коротких замыканий с фиксированным аварийным отключением конвертора и повыщения быйстродействия защиты от перегрузки по току, выводы RC-цепи задержки, один через размыкающий контакт, а другой непосредственно, подкл1бчены к входным выводам стабилизированного койвер-. тора с датчиком выходного тока, а общая точка RC-цепи через первый введенный резистор подключена к управляющей цепи введенного транзистора, выход которого соединен с введенным опорным элементом на управляющем входе введенного согласующего каскада, выход которого подключен к четвертому входу блока управления. 2. Источник по п. 1, отличающийся тем, что, с целью уменьщёння времени готовности, размыкающий контакт реле и резистор RC-цепи задержки защунтированы обратно включенным диодом, а замыкающий тумблер со стороны сети защунтирован вторым введенным резистором.

Источники информации, принятые внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 435509, кл. G 05 F 1/56, ,1972. 2. Патент ГДР № 112037, кл. 2 С 68/50,

1973.