Устройство защиты источника постоянногоНАпРяжЕНия Советский патент 1981 года по МПК G05F1/58 

1

Изобретение относится к области радиоэлектронной и вычислительной техники г в частности к устройствам завдиты стабилизированных источников питания вычислительной техники.

Известно устройство для защиты многоканальных стабилизаторов, содержащее блоки выделения максимума и минимума напряжений, каждый из которых выполнен на диодах по числу кансшов, подключаемых к выходам стабилизаторов и соединенных с входом дифференциального усилителя, связанного с эмиттерным повторителем, выходная цепь которого соединена с входом коммутирующего блока, выходом подключаемого через развязывающие диоды к входам регулирующих блоков стабилизаторов, ПЕ« этом-связь эмиттерного повторителя с выходом дифференциального усилителя осуществлена путем введения в устройство дополнительного транзистора, эмиттер которого через первый дополнительный эмиттерный повторитель подключен к одному входу дифференциального усилителя, база через второй дополнительный эмиттерный повторитель - к другому выходу дифференциального усилитепя, а коллектор - к входу эмиттерного повторителя fl.

В приведенном устройстве не предусмотрены органы защиты, производящие ограничение по току в начальный момент включения. В нем отсутствует схемное рещение, исключающее возможность ложного срабатывания устройства защиты от кратковременных помех.

10 В устройстве не предусмотрен также контроль пульсаций выходных напряжений контролируе1 1Х стабилизаторов. Кроме того, данное устройство имеет низкую точность срабатывания, обус15ловленную разбросом параметров входных стабилитронов.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству

20 является устройство защиты источника постоянного напряжения, содержащее по меньшей мере два разнополярных стабилизатора постоянного напряжения, к выходным выводам которых

25 подключены датчики выходных напряжений отрицательной и положительной полярности, выходы которых соединены с входами блоков выделения максимального и минимального напряжения соответственно отрицательной и положительной полярностей,, датчики тока, соединенные входами с выходами контролируемых стабилизаторов, а выходам подключенные к блоку вьщеления макси мального токового сигнала, причем вы ходы всех блоков выделения максим аль ных и минимальных сигналов соединены через соответствующие первый и второ разделительные диоды с входами дифференциального усилителя, а выходы блоков выделения минимальных сигнало подсоединены к соответствующим указанным разделительным диодам через первую и вторую rpytiny контактов реле, потенцисшозадающие переменные резисторы соединены средними точками с входами дифференциального усили теля, а другими выводами - с общей шиной и первым выходом источника опо ного напряжения, соединенного выходо с датчиками напряжения отрицательной полярности, выход дифференциального Усилителя через новый помехогасящий блок и стабилитрон подсоединен к вхо ду первого блока коммутации, выход которого подсоединен к объединенному входу первого блока разделительных диодов, соединенного выходами с входами контролируемых стабилизаторов к входу второго блока коммутации и через второй помехогасящий блок и третий разделительный диод - к выходу блока выделения минимального напряже ния положительной полярности, при этом выход второго блока коммутации соединен через второй блок разделительных диодов с контролируемыми стабилизаторами отрицательной полярности Г2 . В таком устройстве отсутствует контроль одного из основных параметров источников питания - максимальной величины пульсации выходного напряжения. Со временем параметры эле.ментов меняются, при этом при опреде ленной частоте воздействия нагрузки импульсные стабилизаторы напряжения могут скачком втягиваться в резонанс, в результате чего амплитуда выбросов становится в несколько раз больше, чем при внезапном подключении (отключении) нагрузки, йлход из резонанса, так же как и втягивание в резонанс, происходит внезапно,ска ком . Такой режим стабилизаторов напряжения вызывает сбои в работе логических блоков ЦВМ и тем самым затрудняет решение задачи. Отыскать истинную причину таких сбоев без контроля величины пульсаций практически невозможно из-за кратковременности режима генерации. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей ус ройства, позволяющих производить кон пульсаций выходных напряжений контролируемых стабилизаторов, а так же производить индикацию превышения допустимой величины пульсаций. Это достигается тем, что в устройство защиты источника постоянного напряжения Г2 введены датчики пульсаций, блок вьщеления максимальной переменной составляющей, третья группа контактов реле, ячейка индикации и четвертый разделительный диод, причем датчики пульсаций входами подключены к выходам контролируемых стабилизаторов, а выходами - к входам блока выделения максимальной переменной составляющей, выход которого через третью группу контактов реле соединен с входом ячейки памяти, выходом соединенной с ячейкой индикации, подключенной к второму выходу источника опорного напряжения, и через разделительный диод анодом с выходом блока выделения минимального сигнала положительной полярности. На чертеже приведена принципиальная электрическая схема устройства защиты источника питания. Устройство защиты источника питания постоянного напряжения содержит по меньшей мере два разнополярных стабилизатора 1 постоянного напряжения, к выходным выводам которых подключены датчики напряжений положительной 2 и отрицательной 3 полярностей, выходы которых соединены с входами блоков выделения максимального 4 и минимального 5 напряжений положительной полярности и выходами блоков вы деления максимального б и минимального 7 напряжений отрицательной полярности, датчики 8 тока, выходами подключенные к блоку 9 выделения максимального токового сигнала. Причем выходы всех блоков выделения максимсшьных и Минимальных сигналов соединены через разделительные диоды 10 и 11 с входами 12, 13 дифференциального усилителя 14, а выходы блоков 5, 7 выделения минимальных сигналов подсоединены к разделительным диодам 10, 11 через группу контактов 15, 16 реле,17. Потенциаловадающие переменные резисторы 18, 19 соединены средними точками с входами 12, 13 дифференциального усилителя 14, а другими выводами - с общей шиной и выходом источника 20 опорного напряжения, соединенного выходом с датчиками 3 напряжения отрицательной полярности. Выход дифференциального усилителя 14 через первый помехогасящий блок 21 и стабилитрон 22 подсоединен к входу первого блока 23 коммутации, выход которого подсоединен к объединенному входу -первого блока разделительных диодов 24, к входу второго блока 25 коммутации и через второй помехогасящий блок 2б и разделительный диод 27 - к выходу блока 5 выделения минимального напряжения положительной полярности, при этом выход второго блока 25 коммутации соединен через второй блок разделигельных диодов 28 с контролируемыми стабилизаторами отрицательной полярности. Устройство дополнительно снабжено датчиками 29 пульсаций, блоком 30 вьзделения максимешьной переменHOif составляющей, группой контактов 31 (предназначенными для исключения лож ного срабатывания в начальный момент включения), ячейкой пгиияти 32, ячей. кой индикации 33 и разделительным диодом 34, причем датчики 29 пульсаций входами подключены к выходам кон тролируемых стабилизаторов, а выходами - к входам блока 30 выделения максимальной переменной составляющей выход которого через группу контакто 31 соединен с входом ячейки памяти 32, выходом соединенной с ячейкой индикации 33, подключенной к источни ку 20 опорного напряжения и через ра делительный диод 34 анодом - с выходом блока 5 выделения минимального сигнала положительной полярности. Предлагаемое, устройство работает следукщим образом. На источник 20 опорного напряжения и клеммы питания блоков 23, 25 коммутации подается пи тающее напряжение, при этом дифферен циальный усилитель 14 устанавливаетс при помощи потенциалозадающих резист ров 18, 19 в исходное состояние, при котором сигнал на его выходе имеет низкий уровень, а блок 23 ко1-мутации имеет на выходе высокий потенциал, вследствие чего разделительные диоды 24 находятся под обратным напряжение На выходе блока коммутации 25 в это время низкий пoтeнцигшJ и разделительные, диоды 28 также находятся под обратным напряжениемJи напряжение с его выхода не воздействуют на конт ролируемые стабилизаторы напряжения, При включении контролируемых стабилизированных источников в них в момент включения через проходы силовые элементы (транзисторы, диоды при отсутствии ограничения) развиваются токи, намного превышающие номинальные, но указанное явление не происходит йследствиё того, что сигнал рассогласования, поступающий с датчиков 8 тока на вход 12 дифференциальнрго усилителя 14, переводит дифференцисшьный усилитель 14 и блоки 23, 25 коммутации в состояние, при котором сигнал на выходе этих блоков уменьшается и при-сильном рассогласовании становится равным потенциалу общей точки схемл. Происходит подзапирание проходных транзисторов защищаемых источников и, следователь но, ограничение тока в момент включения. Контакты 15, 16 реле 17 на момеИт включения разомкнуты, поэтому происходит ограничение тока без ложного срабатывания устройства защиты. Реле 17 подключается к выходу стабилизированного источника питания, включаемого последним в защищаемой « группе или с учетом инерционности реле к входу того источника/ время задержки включения которого совместно с временем включения реле обеспечивало бы гарантированное установление выходных номиналов. По окончании момента включения реле 17 срабатывает и его контакты 15, 16 замыкгиотся, переводя устройства защиты из режима Ограничения в дискретный режим работы. В дискретном режиме работы при наличии любого сигнала рассогласования (уход выходных контролируемых параметров за нормы ТУ), поступающего с датчиков тока 8 или напряжения 2, 3 через блоки 4-7 и 9 В1зщеления максимальных и минимальных сигналов происходит запоминание рассогласования и выключение выходных номиналов защищаемых источников. Запоминание рассогласования производится ячейкой памяти, состоящей из элементов 14, 21, 22, 23, 26, 27, 15, 11 при замыкании контактов 15 реле 17. Таким образом, в предлагаемом устройстве.защита работает в режиме ограничения на момент включения и в-режиме отключения (в дискретном режиме) по окончании момента включения. При повышении пульсаций выходных напряжений контролируемых источников выше допускаемой нормы датчики 29 пульсаций через блок 30 выделения максимальной переменной составляющей выдают сигнг1л рассоглаг )вания на выход ячейки памяти 32. Таким образом, при превькиении пульсациями норм ТУ срабатывает ячейка- памяти 32, низкий потенциал с выхода которой приводит к срабатыванию защиты и ячейки индикации 33. Для исключения ложного срабатывания защиты в момент включения ячейки памяти 32 на момент включения отключен контактами 31 реле 17. Указанный режим работы предлагаемого устройства расширяет функциональные возможности защиты, позволяя контролировать величину переменной составляющей выходного напряжения контpoлиpye ux стабилизаторов. Формула изобретения Устройство защиты источника постоянного напряжения, содержащее по меньшей мере два разнополярных стабилизатора постоянного напряжения, к выходным выводам которых подключены датчики напряжений положительной и отрицательной полярностей,, выходы которых соединены с входами блоков выделения максимального и минимального напряжений положительной полярности и входами блоков выделения мгиссимального и минимального напряжений отрицательной полярности, датчики тока, соединенные входами с выходами контролируемых, стабилизаторов а выходс1ми подключенные к блоку выделения максимального токового сигнала, причем выходы всех блоков выделения максимальных и минимальных сигналов соединены через соответствующие первый и второй разделительные диоды с входами дифференциального усилителя, а выходы блоков выделения минимальных сигналов подсоединены к соответствующим указанным разделительным диодам через первую и вторую группу кон оцстов реле, потенцисшозадающие переменные резисторы соединены средними точками с входами дифференциального усилителя, а другими выводами - с общей шиной и с первым выходом источника опорного напряжения, соединенного с датчикалм напряжения отрицательной полярности, выход дифференциального усилителя че рез первый помехйгасящий блок и стабилитрон подсоединен к входу первого блока коммутации,выход которого подсоединен к объединенному входу первого блока рс13делительных диодов, соединенного выходами с входами контролируемых стабилизаторов, к входу вторО го блока коммутации, и через второй помехогасящий блок и третий разделительный диод - к выходу блока выделения минимального напряжения положительной полярности, при этом выход второго блока коммутации соединен через второй блок разделительных диодов с контролируег ами стабилизаторами отрицательной полярности, отличающееся тем, что, с целью раоаирения функциональных возможностей, в него введены датчики пульсаций, блок выделения максимальной переменной составляющей, третья группа контактов реле, ячейка памяти, ячейка индикации и четвертый разделительный диод, причем датчики пульсаций входами подключены к выходам контролируемых стабилизаторов, а выходами- к входам блока выделения максимальной переменной составляющей, выход которого через третью группу контактов реле соединен с входом ячейки памяти, выходом соединенной с ячейкой индикации, подключенной к второму выходу источника опорного напряжения и через четвертый разделительный диод анодом - с выходом блока выделения минимального сигнала положительной полярности. Источники информации, Принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР по Зсшвке 546872, кл. G 05 F 1/58, 1974, 2.Авторское свидетельство СССР по заявке 2554756, кл. G 05 F 1/58, 1978.