Устройство для защиты источников питания Советский патент 1980 года по МПК G05F1/58 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ

1 .

Изобретенир относится к вычислительной технике и предназначено для применения в устройствах электропитания ЭВМ.

Известен стабилизатор напряжения постоянного тока, содержащий регулирующий транзистор, переходом коллектор-эмиттер соединенный через резнстивный делитель со входом транзисторного усилителя органа защиты, датчик тока которого включен между коллектором регулирующего транзистора и входной клеммой стабилизатора, а выход соединен с исполнительным элементом органа защиты через пороговый узел. К средней точке делителя напряжения и точке соединения базового электрода транзисторного усилителя, являющегося выходом усилителя, подключен первый стабилитрон, база второго транзистора дифференциального усилителя подключена к второму резистивному делителю, один крайний вывод которого подключен к точке соединения датчика тоКа с входной клеммой стабилизатора, а другой через второй стабилитрон - к другой входной клемме стабилитрона, эмиттер же треть-, его транзистора подключен к точке соединения датчика тока с электродом регулирующего транзистора, его коллектор подклюИСТОЧНИКОВ ПИТАНИЯ

чен к общему эмнттерному резистору первых двух транзисторов, а база через один из крайних выводов третьего резистипного делителя подключена к точке соединения п().1юса источ. ника с датчиком тока и через другой край, НИИ вывод указанного делителя - к «минусуу дополнительного источника питания дифференциального уснлителя (.

Известное устройство предназначено для защиты Лишь одного стабилизированного источника, в нем не предусмотрена защита по 10 минимальному напряжению к ограничение по току (без отключения блока питания) в начальный момент включения. Все это привод т к ненадежной защите блока питания и появлению ложных срабатываний в момент включения.

ts

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для зашиты, содержащее по одному датчику тока и датчику максимального и минимального напряжений, выходами подключенных к

20 схемам. ИЛИ, а входами - к-выхолным выводам п контролируемых источников питания, входы которых подключены через разделительные диоды к пыходу инвертора входом подключенного к выходу элемента neмяти, реле с двумя замыкающими группами, причем параллельно первому контакту включен резистор 2).

Однако в таком устройстве не предусмотрено ограничение по току в начальный момент включения и зашита от кратковременHbfx помех. Кроме того, данное устройство за.щиты имеет более низкую точность срабатывания и температурную стабильность, обусловленную температурным дрейфом порога срабатывания .триггера. Все это приводит к появлению ложных срабатываний защиты как в момент включения, так и в процессе работы и следовательно к снижению надежности работы блока питания. В устройстве контакты реле включены в каждую цепь датчиков минимального напряжения и тока, а не в общую цепь датчиков, что приводит к увеличению количества контактов реле и следовательно к снижению надежности работы устройства.

Цель изобретения - повышение надежности устройства и уменьшение ложных срабатываний.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для защиты элемент памяти состоит из дифференциального усилителя, двух помехогасяших RC-цепочек, согласующего стабилитрона, ограничительных диодов, двух переменных резисторов, источника опорного напряжения и резистора, причем выход дифференциального усилителя через первую помехогасящую -RC цепочку подключен к катоду согласующего стабилитрона, анод которого является выходным выводом элемента памяти, через вторую помехогасящую RC-цепочку выход инвертора подключен к катоду первого ограничительного диода, анод которого подключен к общей точке схем ИЛИ датчиков минимального напряжения и через второй замыкающий контакт - к катоду второго ограничительного диода, знодом подключенного к средней точке первого переменного резистора, подключенного одним выводом к общей шине, а другим - к источнику опорного напряжения и одним нз входов дифференциального усилителя, дру1 ой вход которого подключен к средней точке второго переменного резистора, включенного аналогично первому, и к катоДу третьего ограничительного диода, анодом подключенного к выходу схемы ИЛИ датчиков максимального напряжения и к катоду четвертого ограничительного диода, анод ко торого подключен к одному выводу резистора, другим выводом подключенного к общей тине и через первый замыкающий контакт к выходу схемы ИЛИ датчика тока, кроме того, аноды разделительных диодов подключены ко входам контролируемых источников питания.

На чертеже представлена схема устройства для защиты источников питания.

Устройство содержит датчик 1 и датчик 2 максимального и минимального напряжений выходами подк,люченных к схемам ИЛИ 3, 4, 5, а входами - к выходным выводам контролируемого источника 6 питания, вход которого подключен через разделительные диоды 7 к выходу инвертора 8,

реле 9 с замыкающими контактами 10 и 11, причем контакт 10 шунтирован резистором 12, элемент 13 памяти, состоящий из дифференциального усилителя 14 со входами 15, 16, которые соответственно подключены к переменным резисторам 17, 18 и ограничительным диодам 19, 20, причем анод диода 19 подключен к катоду ограничительного диода 21 анодом, подключенного к резистору 22, из источника 23 опорного напряжения на стабилитронах 24, 25 и резисторе 26, две RC-цепочки из резисторов 27, 28 и конденсаторов 29, 30, согласующий стаблитрон 31 и ограничительный резистор 32, выводы 33, 34 служат для питания элемента памяти и инвертора, причем потенциал в(1вода 34 должен быть выше всех номиналов контролируемых источников питания, вывод 35 служит для подключения к отключающему блоку контролируемого источника питания от первичной сети и к элементу индикации (они на чертеже не показаны).

S Устройство работает следующим образом. Подается напряжение на выводы 33 и 34, при этом дифференциальный усилитель 14 устанавливается в исхбдное состояние, при котором сигнал на его выходе имеет низкий уровень и инвертор 8 закрыт, при этом

o на его выходе устанавливается высокий потенциал, запирающий разделительные диоды 7. При включении контролируемого источника 6, в нем в момент включения через проходные, силовые элементы - транзисторы, диоды - (при отсутствии ограничения) развиваются токи, намного превышающие номинальные. Указанное явление при использовании предлагаемого устройства не происходит вследствие того, что сигнал рассогласования, поступающий с датчиков I тока на

0 вход 15 дифференциального усилителя 14, переводит дифференциальный усилитель 14 и инвертор 8 в состояние, при котором потенциал на Выходе инвертора уменьшается и происходит подзапирание проходных транзисторов контролируемых источников и, следовательно, ограничение тока в моментвключения. Контакт 1 реле 9 на момент включения разомкнут, поэтому происходит ограничение тока без ложного срабатывания устройства защиты. По окончании момента включения срабатывает реле 9 и его контакты 0, 11 замыкаются, переводя устройство защиты в дискретный режим работы, причем контакт 11 замыкает цепь обратной связи и )пепь датчика минимального напряжения, а контакт 10 исключает ограничивающий

резистор 12. При срабатывании реле 9 замыкается цепь обратной связи и при наличии любого сигнала рассогласования (уход выходных контролируемых параметров за нормы ТУ), поступающего с датчиков тока или напряжения через схемы ИЛИ на входы дифференциального усилителя 14, происходит запоминание и выключение конт ролируемых источников питания. Таким образом, устройство зашиты в момент включения работает как ограничивающее устройство (ограничиваются токи, развиваемые в момент включения в силовых элементах конт ролируемого блока), а по окончании момента включения - как дискретное (отключаю щее) устройство. Указанный режим работы предлагаемого устройства защиты повышает надежность самого контролируемого источника и уменьшает возможность ложных срабатываний защиты в момент включения. Контакты 10, 11 реле 9 включены в общую цепь датчиков тока, что повышает надежность самого устройства защиты (отпадает необходимость включения контактов реле в каждую цепь датчиков тока и минимального напряжения). В процессе работы на устройство защиты воздействуют различные кратковременные помехи, которые могут вызвать ложные .срабатывания устройства защиты. Для устранения указанного явления сигнал на вход инвертора 8 и вход 16 дифференциального усилителя 14 подается через помехогасящие RC-цепочки 27, 29 и 28, 30, позволяющие настроить устройство защиты на срабатывание от сигналов рассогласования определенной длительности, что также исключает возможность ложных срабатываний и повышает надежность работы контролируемого источника. Применение дифференециального усилителя 14 позволяет существенно повысить точность устройства защиты, а схемное реи1ение подсоединения резисторов 17, 8 и ограничительных диодов 19, 20 к входам 15 и 16 дифференциального усилителя 14 - повысить температурную стабильность устройства. При любом количестве диодов в схемах ИЛИ температурный дрейф на входах 15 и 16 дифференциального усилителя 14 зависит только от температурного дрейфа тока утечки, ограничительных диодов 19 и 20. .Вследствие того, что резисторы 17 и 18 одинаковы и на их средних точках выставлен примерно одинаковый потенциал (для предварительной установки дифференциального усилителя Ив исходное состояние потенциал на входе 16 дифференциального усилителя 14 на несколько милливольт выше, чем на входе 15) температурный уход напряжения на их средних точках относительно друг дру- га и по номинальной величине практически отсутствует. Применение изобретения по.эволяет существенно повысить точность и температурную стабильность устройства защиты, тем самым повысить его надежность н уменьшить возможность ложных срабатываний. Формула изобретения Устройство для защиты источников питания, содержащее, по крайней мере, по одному датчику тока и датчику максимального и .минимального напряжений, выходами подключенных к схемам ИЛИ, а входами подключаемых к выходным выводам п контролируемых источников питания, входы которых подключены через разделительные диоды к выходу инвертора входом подключенного к выходу элемента памяти, реле с двумя замыкающими контактами, причем параллельно первому контакту включен резистор, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и уменьшения ложнь1х срабатываний, элемент памяти состоит из дифференциального усилителя, двух помехогасящих RC-цепочек, согласующего стабилитрона, ограничительных диодов, двух переменных резисторов, источника опорного напряжения и резистора, причем выход дифференциального усилителя через первую помехогасящую RC-цепочку подключен к катоду согласующего стабилитрона, анод которого является выхадным выводом элемента памяти, через вторую помехогасящую RC-цепочку выход инвертора подключен к катоду первого ограничительного диода, анод которого подключен к общей точке схем ИЛИ датчиков минимального напряжения и через второй замыкаюидий контакт - к катоду второго ограничительного диода, анодом подключенного к средней точке первого . переменного резистора, подключенного одним выводом к шине, а другим - к источнику опорного напряжения и одним из вводов дифференциального усилителя, другой, вход которого подключен к средней точке второго переменного резистора, включенного аналогично первому, и к катоду tpeTbero ограничительного диода, анодом подключенного к выходу схемы ИЛИ датчиков максимального напряжения и к катоду четвертого ограничительного диода, анод которого подключен к одному выводу резистора, другим выводом подключенного к бщей шине и через первый замыкающий контакт к выходу схем.ы ИЛИ датчика тока, роме того, яноды разделительных диодов годключень ко входам контролируемых исочников питания. Источники информации, принятые во внимание при чкспорти.зе 1. Авторское свидетельство СССР s 53П43, кл. G 05 F 1/58. 2. Авторское свидетельство СССР 426229, ,кл. G 05 F 1/58, 1972.

744519

I-

-fo(sr

I

.-..

r

rm

|юТ

I. T

ca