Электропитающее устройство Советский патент 1980 года по МПК G05F1/58 

1

Изобретение относится к источникам питания, в частности к полупроводниковым стабилизаторам напряжения, и может быть использовано для защиты различных устройств автомати- 5 ки и радиоаппаратуры по току от изменения уровня выходных стабилизированных напряжений одновременным отк.пючением последних и с индикацией неисправного канеша.10

Известно электропитающее устройство, в котором решена задача защиты от перегрузок по току и одновременного отключения всех стабилизированных источников напряжения в случае 5 перегрузки по току хотя бы одного из сточников 1.

Недостатки устройства - отсутствие защиты от изменения уровня стабилизированных напряжений, что снижа-20 ет надежность и функциональные возможности устройства, невозможность использования стабилизаторов в микросхемном выполнении в устройстве, что существенно увеличивает габари- 25 ты и .снижает надежность устройства, отсутствие индикации неисправного источника питания вследствие срабатывания защиты в котором произошло j отключение всего устройства. ЗО

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является электропитающее устройство, содержащее силовой трансформатор, подключенный к питающей сети через контакты реле, по меньшей мере два выпрямителя с фильтрами и микроэлектронными стабилизаторами напряжения, вспомогательный источник питания, по меньшей мере два блока контроля, выход которых соединен со входом пороговых элементов, а выход последних связан со входом исполнительных, элементов с индикацией, выполненных на диоде, тиристоре и светодиоде, причем аноды диодов через управляющую обмотку реле подк.пючены к положительной шине вспомогательного источника питания 2.

Недостаток - невозможность одновременного отк.гпочения всех стабилизированных источников напряжения в случае перегрузки по току или изменения уровня стабилизированных напряжений в -одном из них, что ведет к сужению функциональных возможностей и снижению надежности устройства.

Пороговые элементы полупроводниковых реле, выполненные в виде стабилитронов, имеют значительный уход

при изменении температуры и требуют от оконечного усилителя блока контроля значительной мощности, т.е. в результате устройство имеет низкую температурную стабильность, пониженный КПД и увеличенные габариты. Кроме того/ постепенное нарастание стабилизированных напряжений при включении электропитающего устройства - с одной стороны, и срабатывание полупроводниковых реле при отличии контролируемых выходных напряжений от номинальных величин со своими допусками - с другой, делает невозможным включение стабилизаторов напряжения без дополнительной задержки включения блоков контроля. Задержка вспомогательного источника питания в случае большого количества блоков контроля требует применения мощных ключей, что снижает КПД устройства и увеличивает его габариты.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей, уменьшение габаритов и увеличение надежности электропитающего устройства.

Поставленная цель достигается тем что в электропитающее устройство введены электронный ключ на транзисторе и узел задержки срабатывания блоков контроля при включении, выполненный в виде электронного ключа с времяэадающей RC-цепочкой, а пороговые элементы выполнены в виде генератора на однопереходном транзисторе, причем коллектор транзистора электронного ключа через ограничителные резисторы связан с управляющими входами микроэлектронных стабилизаторов, база его через резистор соединена с анодами диодов исполнительных элементов с индикацией и через резистор вместе с эмиттером подключена к положительной шине вспомогательного источника питания, выход узла задержки связан с коллекторными нагрузками транзисторов выходных усилителей .блоков контроля., а питание их осуществляется от одного ИЗ выпрямленных напряжений и от вспомогательного источника питания, а эмиттеры однопереходных транзисторов пороговых элементов через диоды соединены с анодами .диодов исполнительных элементов с индикацией.

На фиг. 1 приведена функциональная .схема предлагаемого устройства; йа фиг. 2 - схема электрическая принципиальная.

Устройство содержит силовой трансформатор 1, подключакяцийся к клеммам сети через мощные контакты реле 2, несколько выпрямителей 3 с фильтрами 4 и микроэлектронными стабилизаторами 5 напряжения, нагрузки 6. Вспомогательный источник питания подключается непосредственно к клеммам питающей сети и выполнен, например на маломощном трансформаторе 7, выпрямителе 8, фильтре 9, микроэлектронном стабилизаторе 10. Полупроводниковые реле для непрерывного контроля уровня выходных стабилизированных напряжений содержат блоки 11 контроля, пороговые элементы 12, исполнительные элементы с индикацией 13. Выходной усилитель блоков 11 контроля собран на транзисторе 14 и резисторе 15, который одновременно является зарядным для конденсатора 16 порогового элемента 12, содержащего однопереходной транзистор 17 и разделительный диод 18. Исполнительные элементы с индикацией 13 собраны на диодах 19, тиристорах 20, светодиодах 21 и ограничительных резисторах 22. Аноды диодов 19 всех исполнительных элементов 13 соединены через обмотку реле 2 с вспомогательным источником питания +U

8СП.

Коллектор транзистора электронного клича 23 через ограничительные резисторы 24 связан с управляющими входами микроэлектронных стабилизаторов 5. Узел 25 задержки срабатывания блоков контроля при включении содержит входной резистивный делитель 26, 27, транзисторы 28, 29, стабилитрон 30, зарядный конденсатор 31, разрядный резистор 32, резисторы 33, 34 и кнопку 35 сброса защиты .

Устройство работает следующим образом.

При включении напряжения питающей сети ввиду размыкающих силовых контактов реле 2 на выходе микрозлектронных стабилизаторов 5 и 10 появляются и возрастают до своей номинальной величины напряжения и, . . есп Вводное напряжение одйого из микроэлектронных стабилизаторов 5, Ug, , поданное на резистивный делитель 26, 27 узла 25 задержки срабатывания блоков контроля, открывает транзистор 28, конденсатор 31 начинает заряжаться, при этом транзистор 29 закрыт. Таким образом, Ugj.j| не подается в коллекторные нагрузки 15 -выходных транзисторов 14 блоков 11 контроля, и те не срабатывают, несмотря на то, что контролируе1/1ые ими выходные напряжения Ugyy Ugj еще не достигли номинальных ве.чичин.

Через небольшой промежуток времени выходные напряжения .,. . . достигают своих номинальных величин, конденсатор 31 заряжается до уровня, достаточного для включения стабилитрона 30, последний включается, открывает транзистор 29 и +и.,„ подаосп

ется в коллекторные нагрузки 15 блоков 11 контроля, готовые к работе и контролируют уровни выходных напряжений.

При изменении уровня выходного напряжения хотя бы в одном из микроэлектронных стабилизаторов 5 за пределы допустимой величины срабатывает соответствующее полупроводниковое реле непрерывного контроля уровня напряжения, при этом на коллекторной нагрузке 15 выходного усилителя 14 повышается уровень напряжения, достаточный для включения однопереходного транзистора 17 соответствующего порогового элемента 12. Пороговый элемент 12 выдает одиночный импульс, тиристор 20, диод 19, светодиод 21 соответствующего исполнительного элемента 13 переходят в проводящее состояние.

Открывание соответствующего исполнительного элемента 13 с индикацией приводит к тому, что появляется низкий уровень напряжения на эмиттерах однопереходных транзисторов 17, которые через открытые диоды 18, 19, тиристор 20 связаны с корпусной шиной, следствием чего является невозможность последующего включения остальных пороговых элементов 12, включается электронный ключ 23 и положительное напряжение +и„-., через

Л л

ограничительные резисторы 24 одновременно подается на управляющие входы микроэлектронных стабилизаторов 5, в результате чего все микроэлектронные стабилизаторы одновременно отключаются, управляющая обмотка реj:3 2 оказывается под напряжением Uj(,p , за вычетом падения напряжения на диоде 19 и тиристоре 20. Реле 2 срабатывает, его силовые контакты отключают питающую сеть от силового трансформатора 1, при отключений по первичной сети трансформатора 1 светодиод 21 остается во включеном состоянии, осуществляя индикацию неисправного канала.

Для повторного включения системы необходимо устранить неисправность и нажать кнопку 35, после чего +Ug(.p отсоединяется от включенного исполнительного элемента с индикацией 13 и от управляющей обмотки реле 2, светящийся светодиод 21 отключается напряжение питающей сети подается на силовой трансформатор 1 и включает устройство.

В случае наличия режима перегрузки по току хотя бы в одном из микроэлектронных стабилизаторв 5 срабатывает его внутренняя защита по току, напряжение на выходе резко падает, что приводит к срабатыванию соответстЬующего блока контроля по уровню стабилизированного напряжения, одновременному выключению всех микроэлектронных стабилизаторов 5 и соответствующей индикации аварийного источника светодиодом 21.

Таким образом, предлагаемое устройство уменьшает габариты устройства и увеличивает его надежность за счет использования микроэлектронных стабилизаторов.

Устройство расширяет функциональные возможности устройства и увеличивает его надежность благодаря наличию защиты по току и изменениям уровня выходного стабилизированного напря жения каждого источника, а также путем одновременного отключения всех стабилизированных источников наОпряжения в случае перегрузки по току или изменения уровня стабилизированных напряжений хотя бы в одном из стабилизаторов. Увеличивается также ремонтоспособность устройства за

5 счет наличия индикации источника, в канале которого имелась перегрузка по току или уход напряжения, по причине которого произошло срабатывание защиты. Повышается температурная

0 стабильность и увеличивается КПД

при использовании в качестве порогового элемента автогенератора на однопереходном транзисторе. Увеличение КПД устройства и уменьшение его габаритов обеспечивается построением

5 узла задержки срабатывания блоков контроля при включении с питанием его от двух напряжений - вспомогательного и входного одного из микроэлектронных стабилизаторов и связи

0

ее с коллекторными нагрузками выход. ных транзисторных усилителей блоков контроля.

35

Формула изобретения

Электропитающее устройство, содержащее силовой трансформатор, подключенный к питающей сети через контакты реле, по меньшей мере два.выпрямителя с фильтрами и микроэлектронными стабилизаторами напряжения, вспомогательный источник питания, по меньшей мере два блока контроля,

ВЫХОД которых соединен со входом

пороговых элементов, а выход последних связан со входом исполнительных элементов с индикацией, выполненных на диоде, тиристоре и светодиоде,

причем аноды диодов через управляющую обмотку реле подключены к положительной шине вспомогательного источника питания, отличающе ес я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, уменьшения габаритов и повышения надежности, в него введены электронный ключ на транзисторе и узел задержки срабатывания блоков контроля при включении, выполненный в виде электронного ключа с времязадающей RC-цепочкой, а пороговые элементы выполнены в виде генератора на однопереходном транзисторе, причем коллектор транзистора электронного ключа через ограничительные резисторы связан с

управляющими входами микроэлектронных стабилизаторов, база его через резистор соединена с анодами диодов исполнительных элементов с индикацией и через резистор вместе с эмиттером подключена к положительной шине вспомогательного источника питания, выход узла задержки связан с коллекторными нагрузками транзисторов выходных усилителей блоков контроля, а питание их осуществляется от одного из выпрямленных напряжений и от

вспомогательного источника питания, а эмиттеры однопереходных транзисторов пороговых элементов через дио соединены с анодами диодов исполнительных элементов с индикацией.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР №501397, кл. G 05 F 1/56, 1974,

2,Авторское свидетельство СССР №568900, кл. G 01 R 19/00, 1974. .

%/

9 i/fo«/