Источник питания постоянного напряжения с защитой от превышения и понижения напряжения Советский патент 1980 года по МПК G05F1/58 

Изобретение сугносится к электротехнике и может быть использовано в источниках электропитания различной радиотехническс .аппаратуры, имеющей устройст ва для защиты по максимальному и минимальному пределам допустимых отклонений выходного напряжения. Питание самих устройств зашиты в случае наличия в них только одного, мак- символьного, предела осуществляется обыч но от выхода защишаеКлого блока питания. Известен компенсационный стабилизатор напряжения постоянного тока, содержащий последовательный составной регули рующий транзистор, усилитель постряинрго тока цепи обратной связи с коппекторной нагрузкой в виде транзисторного токбстабилизирующего двухполюсника и зашиты отперенапряжения flj . Наиболее близким технический рещением к изобретению является источник питания постоянного напряжения с зашитой от превьш1ения и понижения напряжения, содержащий блок питания с трансфо мапчфом, первичная обмотка которого подключена к усилителю мощности, а вторичнад чёр%э ЕГыпря1ШтШё Пк Ж6сЩ источника питания, блок защиты по максимальному и минимальному пределам выходного напряжения блока питания с выходным тирнсторным оптроном, тиристор которого подключен к цепям блока автоматик реле времени, перЬый выход которого подключен к первому аходу блока зашиты, второй В.ХОД которого подклк чен к вь1коду источника питания, причем входные выводы блока питания иреле времени: подключены к входным выводам источника питания. Кроме того, в него входит блок собственного питания и опорных напряжений с каналами по числу защищаемых каналов 2 . Недостатком известного устройства является йрименение отдельного блока для питания блока зашитьи Цель .изобретения - упрощение источника питания и повыщение его надежнооти путем обеспечения питания блока зашиты от контролируемого защитой блока питания без применения для этого отдельного блока питания. Поставленная цель достигается тем, что в источник питания постоянного напряжения с зашитой от превышения и понижениянапряжения введен блокконтроля запуска, выполненный на транзистора, выпрямителе, резисторах и тирйсторном оптроне, при этом тиристор оптрона блока контроля подключен параллельно тиристору оптрона блока за1циты, а один из вьюодов светодиода через последовательно включен ньй с ним первый резистор подключен к одному из входных выводов источника, а другой вывод светодиода подключен к коллектору транзистора, база которого через второй резистор подключена ко второму ,выходу реле времени и через третий резистор к первому выходному выводу выпря мителя, эмиттер транзистора соединен со вторым выходным выводом выпрямителя и с другим входным выводом источника, полярность которого противоположна полярности указанного второго выходного выв ода вьптрямителя, а входные выводы вьтрямктёЛя подключены к первой дополнительно введенной вторичной обмотке трансформатора блока питания, ко второй дополнительйо введенной вторичной обмотке которого через введенный выпрямитель подключены цепи питания блока зашиты. Данный источник питания может бьггь выполнен и в многоканальном варианте. При этом количество блоков зашиты, вторичных обмоток трансформатора и вьшрями тел ей, подключенных к нагрузке и к цепям питания блоков зашиты, должно соответствовать количеству требуемых каналов, бло контроля запуска является обшим для всах каналов, а тиристор его оптрона соединен параллельно с тиристорами оптронов всах блоков зашитьи На чертеже представлена схема источника питания постоянного напряжения с зашитой, выполненного в одноканальном варианте. Источник содержит блок 1 питания с трансформатором 2, первичная обмотка 3 которого подключена р усилителю 4 моиь кости, а вторичная обмотка 5 этого трансформатора через выпрямитель 6 подключе . на к выходу источ;л1ка питания, блок зашиты, имеюший выходной тиристорный оптрон 8, блок 9 реле времени, тиристор оптрона 8 через блок 10 авгоматики связан с блоком 1 питания. Вход блоки питания, а также цепи питания репе 9 времен и блока Ю автоматики подключены к сет остоянного напряжения. Первый вход реле 9 времени соединен с первым входом блока 7 зашиты. Цепи питаняя блока 7 зажйты подключены к выходу вьшрямителя. 11 входом подключенного к дополнительой обмотке 12 трансформатора 2. Второй вход блока 7 защиты подключен к выходу источника питания. Блок 13 контроля за;пуска содержит транзистор 14 и тиристор ньй оптрон 15, тиристор которого подключен параллельно тиристору оптрона 8 блока 7 зашитьи Светрдиод тиристорного оптрона 15 через последовательно соеди- неиный с ним резистор 16 включен между отрицательной шиной сетк посто$пшого напряжения и коллектором транзистора 14. База этого транзистора через рвзистор 17 соединена со вторым выходом реле 9 времени, а через резистор 18 - с выходным выводом положительной полярности выпрямителя 19, состояшего из выпрямительного моста 2О и конденсатора 21. Второй (отрицательный )вьтод выпрямителя соединен с эмиттером транзистора 14 и шиной сети положительной полярности. Вход выпрямителя 19 подключен ко в1орой дополнительной обмотке 22 трансформатора 2. При включении источника питания в нем начинает работать блок 1 питания, усилитель 4 мощности которого через обмотку трансформатора 2 возбуждает п&ременное напряжение на его вторичных обмотках 5,12 и 22, которое после, вьш- рямления выпрямителями 6,11 и 19 поступает соответственно на выход источника питания, цепи питания блока зашиты и цепь перехода база-эмиттер транзистора 14 блока 13 контроля запуске. Все эти напряжения стабилизированные, поскольгку блок 1 питания является стабилизатором напряжения. Блок 7 защиты начинает работать по максимальному пределу сразу же после начала работы блока 1 питания, а по минимальному пределу - после срабатьгоания реле 9 времени, выдержка времени которого устанавливается исходя из времени нарастания вькодного напряжения блока 1 питания. В блоке зашиты, который следит за уровнем выходного напряжения блока питания при отклонении последнего от заданных пределов, срабатьшает тйристорный оптрон, и подключенный к нему блок Ю автоматики производит выключение блока питания, индикацию (световую, -Звуковую и т.д.) отказа, а при необходимости - групповую задщту. Сам блок автоматики, как и реле времени, может пит ться от источника первичного напряжения не создавая при этом гальванической завязки между входом и вькодом блока питания благодаря применению элементов развязки (оптронов и реле) в цепях, связьюаюии1.х блок защиты {гальванически соединенный с выходом блока питания) с блоком автоматики и реле времени. Орушествление питания блока защиты от вьгходного каскада блока питания в принципе позволяет выполнить поставленну цель, однако при этом требуется решить еще задачу, .выражающуюся в том, что,. если не принять дополнительных мер, то при потере работоспособности блока питания (прекращении подачи колебаний зад&ющего генератора или усилителя мощное- ти на вторичные обмотки трансформатора) перестанет работать и блок 7 защиты и блок 10 автоматики, не получив от него сигнала, не произведет индикацию неисправности, а при работе в системе групповой защиты - выключение остальных источников питания, работающах в этой системе. Поэтому необходимо ввести в источнике питания устройство, позволяющее выдать на блок автоматики сигнал неисправности при потере работоспособности блока питания, когда питающийся от него блок защиты уже не может выдать такой сигнал. Этим устройством в предложенном источнике питания является блок 13 конт роля запуска. При нормальной работе источника питания на базу транзистора 14 одновременно поступают два напряжения: отпирающее суг реле 9 времени и запирагющэе от собственного выпрямителя 19, причем доминирует последнее, в результате чего транзистор 14 находится в зак рытом состоянии и его оптрон 15 не ра-ботает. Но если по каким- ибо причинам исчезнут выходные напряжения блока 1, то спадет до нуля и выходное напряжение выпрямителя 19, и тогда за счет появивше гося тока базы транзистора 14 по резис- тору 17 от реле 9 времени пройдет коллекторный ток, ксугорый обусловит подсвет ку тиристора оптрона 15 со его светодиода, и этот тиристор (вместо тиристора оптрона 8) выдаст сигнал неисправности на блок 10 автоматики, который затем выпопнит свои функции. При включении источника питания логика работы блока контроля запуска заключается в том, что если на базу транзистора 14 не поступит запирающее напряжение с выпрямителя. 19 раньше, чем включится реле 9 времени, то такое попожение рассматривается как незапуск блока питания, так как его вьгсодное напряжение ПОусловию согласования параметров блока питания и рвле времени должно появиться раньше, чем окончится выдержка реле времани. При таком положении транзистор 14 включит оптрон 15, после . го начнет работать блок 10 автоматики, В случае нормального запуска блока питания при В1 лючении транзистор 14, запираясь выпрямителем 19 еще до вступления напряжения от роле времени и оставаясь в таком состоянии и после включения последнего, не влияет на работу, источника питания, но готов, однако, в любой момент при исчезновении входных напряжений блока питания вьщать сигнал неисправности на блок 1О автоматики. При наличии в источнике нескольких каналов сигнал неисправности поступает на В.ХОД блока автоматики с блока защить любого канала, в котором происходит неисправность., приводящая к срабатьшанию его блока защиты, или, если блок питания не запустится при включении или исчезнут его выходные напряжения в процессе работы, с блока контроля запуска. Следует отметить, что блок 13 конт роля запуска не является элементом защиты по минимапьному пределу контролируемого блока 1 питания: функцию такого элемента выполняет блок 7 защиты, Так как достижимая точность этого блока позволяет реагировать на отклонения выходного напряжения блока питания от номинального значения на весьма малую величину, в то время блок контроля запуска реагирует только на существенное понижение выходного напряжения блока питания. Однако в т ах случаях, когда не требуется высокая точность защиты по минимальному пределу или достаточно, чтобы она была чувствительна только к пропаданию напряжения, канал по минимальному пределу в блоке 7 защиты может огсу твовать и функцию защиты по минимальному пределу выполняет бпок контроля запуска. Предложенный источник питания постоянного напряжения с защитой вьпх)дно отличается от известного и подобных ему устройств, так как в нем отсутствует отдельный блок питания для блока (блоков) защиты, а питание этого блока осуществляется от контролируемого блока питания. Это упрощает источник, в результате чего улучшаются его весогабаритные .характеристики и повышается надежность. Сопоставление Количества и габаритов элементов стабили- 774 зированного блока питания, применявшегося раньше для питания блока (блоков) защиты и блока контроля запуска, свидетельствует в пользу последнего. Особенно это ошутимо в том случае, если в качестве вьшрямителя 19 используется один из выпрямителей схемы блока 1 питания, имеющийся в нем для его собственных нужд. Формула и зоб р е Т е н и я 1, Источник питания постоянного напряжения с зашитой от превышения и пониж&ния напряжения, содержащий блок литания с трансформатором, первичная обмотка которого подключена к усилителю мощности, а вторичная через выпрямитель - к выходу источника питания, блок защиты по максимальному и минимальному Пределам вьь ходного напряжения блока питания с вььходным тиристорЯым оптроном, тиристор которого подключен к цепям блока автомаTHKKj реле времени, первый выход которого подключен к первому входу блока защиТы, второй вход которого подключен к вьь ходу источника питания, причем входные вьюоды блока питдния и реле времени /подключены к входным вьтодам источника питания, отличающийся тем, что, с далью упрощения и повышения надежности источника, в него введен блок Контроля запуска, выполненный на транзнстОре выпрамитеяе, резисторах и тириоторном оптроне, при этом тиристор оптрона блока контроля подключен параллельно тиристору оптрона блока защиты, а один из выводов светодиода через последователь но включенный с ним первый резистор 7 подключен к одному из входных выводов . источника, а другой вьшод светодиода подключен к коллектору транзистора, база которого через второй резистор подключена ко второму выходу репе времени и через третий резистор к первому выходному вьшоду вьшрямителя эмиттер транн зистора соединен со вторьхм вькодньпл вьь водом выпрямителя и с другим входным вьшодом источника, полярность которого противоположна полярности указанного второго выходного вывода вьтрямителя, а в.ходнь1е выводы выпрямителя подключены к первой дополнительно введенной вторичной обмотке трансформатора блока питания ко второй дополнительно введенной вторичной обмотке которого через введенньй выпрямитель подключены цепи питания блока зашиты. -. 2. Источник по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью создания многоканйльного варианта, в него введены дополнительные блоки защиты, вторичные обмотки трансформатора и выпрямители. пошсиюченныб к нагрузке и к цепям питания блоков зашиты, количество которых соответствует количеству требуемых каналов, при этом блок контроля запуска является общим для всеск каналов, а тиристор его оптрона соединен параллельно с тиристорами оптронов всех блоков защиты. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе. 1, Авторское свидетельство СССР № 522493, кл. G 05 F i/58, 1974. . 2. Авторское свидетельство СССР № 546988, кл. Н О2 Н 7/12, 1974.