Устройство контроля и защиты многоканального блока питания

Устройство контроля и защиты многоканального блока питания

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ И ЗАЩИТЫ МНОГОКАНАЛЬНОГО БЛОКА ПИТАНИЯ, содержащее отключающий узел, входом. соединенный с клеммой сети переменного тока, а выходом подключенный к многоканальному блоку питания, соединенному информационными выводами по отдельности с управляющими выводами узла контроля, имеющего также выводы для подключения к сети переменного тока и к сети постоянного тока относительно общей шины, а выход которого подключен к управляющему выводу отключающего узла, отличающееся тем, что, с целью повьпиения эксплуатационной надежности, в него введены узел автоматического возврата , вспомогательный источник питания, узел защиты от бросков напряжеиия постоянного тока, первый, второй, tMfoi b,;,: третий и четвертый разделительные диоды и делитель напряжения, при этом первый выход узла автоматического возврата соединен с управляющим выводом отключающего узла, первый контактирующий элемент узла возврата включен между вспомогательным источником и клеммой сети переменного тока и первым дополнительным управляющим выводом узла контроля, второй контактирующий элемент узла возврата включен между первым выходом узла защиты от бросков напряжения и через первый и второй разделительные диоды - с силовыми ячейками многоканального блока питания, вход узла защиты от бросков напряжения подключен к клемме сети постоянного тока, его второй выход - к питающему выводу многоканального блока и через третий разделительный диод - к вспомогательному источнику, а третий выход - к управляющему входу узла возврата, питающий вывод которого подключен к СО выводу вспомогательного источника, к которому подключены также делитель напряжения и вывод для подключения со сети постоянного тока узла контроля, 00 оо средний вывод делителя напряжения ;через .четвертый разделительньй диод подключен к второму, дополнительном управлякяцему входу узла контроля.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫПФ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К ABTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3436275/24-07 (22) 07.05.82 (46) 15.06.84. Бюл. !! 22 (72) Ю.H. Снегирев, В.Н. Павлов и А.Г. Ложкин (53) 621.316.722.1(088.8) (56) 1. Электронная техника в автоматике. Под ред. Ю.И. Конева, вып. 3, "Советское радио", 1972, с. 148.

2. Обмен опытом в радиопромышленности, вып. 6, 1974, с. 68. (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ И ЗА-!!(ИТЪ! МНОГОКАНАЛЬНОГО БЛОКА ПИТАНИЯ, содержащее отключающий узел, входом соединенный с клеммой сети переменного тока, а выходом подключенный к многоканальному блоку питания, соединенному информационными выводами по отдельности с управляющими выводами узла контроля, имеющего также выводы для подключения к сети переменного тока и к сети постоянного тока относительно общей шины, а выход которого подключен к управляющему выводу отключающего узла, о т л и ч а ю щ е— е с я тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности, в него введены узел автоматического возврата, вспомогательный источник питания, узел защиты от бросков напряжения постоянного тока, первый, второй, „.,SU„„1097988 A третий и четвертый разделительные диоды и делитель напряжения, при этом первый выход узла автоматического возврата соединен с управляющим выводом отключающего узла, первый контактирующий элемент узла возврата включен между вспомогательным источ-. ником и клеммой сети переменного тока и первым дополнительным управляющим выводом узла контроля, второй контактирующий элемент узла возврата включен между первым выходом узла защиты от бросков напряжения и через первый и второй разделительные диоды — с силовыми ячейками многоканального блока питания, вход узла защиты I от бросков напряжения подключен к клемме сети постоянного тока, его второй выход — к питающему выводу многоканального блока и через третий разделительный диод — к вспомогатель- Я ному источнику, а третий выход — к управляющему входу узла возврата, Вююб питающий вывод которого подключен к выводу вспомогательного источника, к которому подключены также делитель напряжения и вывод для подключения сети постоянного тока узла контроля, срсдний вывод делителя напряжения— ,через четвертый разделительньп» диод подключен к второму дополнительному управляющему входу узла контроля. 109

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью ускорения обнаружения неисправности в многоканальном блоке питания, в него введен узел индикации исправности блока питания, входы которого подключены к выходам источников питания многоканального блока питания.

3. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения дистанционной сигнализации о неисправности многоканального блока питания, в него введен узел сигнализации, состоящий из транзистора, делителя напряжения, стабили7988 трона, резистора и клеммы сигнализации, при этом один вывод резистора подключен к точке соединения коллектора транзистора, отрицательного вывода стабилитрона и клеммы сигнализации, другой вывод резистора подключен к одному из входов узла автоматического возврата, а база транзистора соединена со средней точкой делителя напряжения, причем один вывод делителя напряжения подключен к второму выходу узла автоматического возврата, а другой его вывод, эмиттер транзистора и плюсовой вывод стабилитрона соединены с общей шиной.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к системам регулирования электрических величин, и может быть использовано в устройствах питания радиоэлектронной аппара- 5 туры.

Известно устройство, содержащее узел контроля, отключающий узел и защищаемые блоки питания (1 3.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство контроля и защиты многоканального блока питания, содержащее отключающий узел, подключенный к. многоканальному блоку питания, узел контроля, подключенный к управляющему выводу отключающего узла, при этом узел контроля имеет выводы для соединения с сетью постоянного тока и с сетью переменного тока (2 1.

Недостатки указанных устройств заключаются в том, что нет автоматического возврата в рабочее состояние после исчезновения фактора перегруз- р5 ки с возможностью включения через определенное заданное время. Устройства имеют низкую надежность за счет того, что при ложном срабатывании узла защиты из-за случайной кратковременной неисправности они не приходят автоматически в рабочее состояние. Кроме того, при пропадании напряжения сети постоянного тока узел контроля не функционирует и блок

35 питания остается без контроля и защи2 ты. Блок не имеет защиты от перенаПряжения в сетях постоянного и переменного тока, а также от понижения напряжения в сети постоянного тока.

Все это снижает эксплуатационную надежность.

Целью изобретения является повышение эксплуатационной надежности, а также ускорение обнаружения неисправности в многоканальном блоке питания и обеспечение дистанционной сигнализации о неисправности многоканального блока питания.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство контроля и защиты многоканального блока питания, содержащее отключающий узел, входом соединенный с клеммой сети переменного тока, а выходом подключенный к многоканальному блоку питания, соединенному информационными выводами по отдельности с управляющими выводами узла контроля, имеющего также выводы для подключения к сети переменного тока и к сети постоянного тока относительно общей шины, а выход которого подключен к управляющему выводу отключающего узла, введены узел автоматического возврата, вспомогательный источник питания, узел защиты от бросков напряжения постоянного тока, первый, второй, третий и четвертый разделительные диоды и делитель напряжения, при этом первый выход узла автоматического

1097988 Кроме того, устройство содержит узел автоматического возврата 9, соединен ный выходом с выводом управления 8 отключающего узла 1, при этом первый возврата соединен с управляющим выводом отключающего узла, первый контактирующий элемент узла возврата включен между вспомогательным источником и клеммой сети переменного то5 ка и первым дополнительным управляющим выводом узла контроля, второй контактирующий элемент узла возврата включен между первым выходом узла за-1О щиты от бросон напряжения и через первый и второй разделительные диоды— с силовыми ячейками многоканального блока питания, вход узла защиты от бросков напряжения подключен к клем15 ме сети постоянного тока, его второй выход — к питающему выводу многоканального блока и через третий разделительный диод — к вспомогательному источнику, а третий выход — к управ20 ляющему входу узла возврата, питающий вывод которого подключен к выводу вспомогательного источника, к которому подключены также делитель напряжения и вывод для подключения сети постоянного тока узла контроля, средний диод подключен к второму дополнительному управляющему входу узла контроля.

Кроме того, в него введен узел

30 индикации исправности блока питания, входы которого подключены к выводам источников питания многоканального блока питания.

Кроме того, в него введен узел сигнализации, состоящий из транзис- З5 тора, делителя напряжения, стабилитрона, резистора и клеммы сигнализации, при этом один вывод резистора подключен к точке соединения коллектора транзистора., отрицательного вывода 4О стабилитрона и клеммы сигнализации, другой вывод резистора подключен к одному из входов узла автоматического самовозврата, база транзистора соединена со средней точкой делителя 45 напряжения, причем один вывод делителя напряжения подключен к второму выходу узла автоматического возврата, а другой его вывод, эмиттер транзистора и плюсовой вывод стабили- 50 трона соединены с общей шиной.

На чертеже представлена функциональная схема устройства контроля и защиты многоканального блока питания. 55

Устройство содержит отключающий узел 1, входом соединенный с клеммой сети переменного тока 2, а выходом 3 подключенный к многоканаЛьному блоку питания 4, соединенному с выводами управления 5 узла контроля 6, выход 7 которого подключен к выводу управления 8 отключающего узла 1. контактирующий элемент 10 узла возврата 9 входным выводом подключен к входной клемме сети переменного тока 2 и к вспомогательному источнику питания 11, выходом контактирующий элемент 10 соединен с узлом контроля 6. Второй контактирующий элемент 12 входом подключен к узлу защиты от бросков напряжения постоянного тока 13, а выходом соединен с .плюсовыми выводами первого 14 и второго

15 разделительных диодов блока питания 4. Вход узла защиты от бросков напряжения постоянного тока 13 подключен к плюсовой клемме 16, а выход соединен с блоком питания 4 и плюсом третьего разделительного диода

17, катод которого подключен к точке соединения выхода вспомогательного источника питания 11, верхнего вывода делителя напряжения 18, вывода сети питания постоянного тока 19 узла контроля 6 и вывода 20 узла автоматического возврата 9, при этом средний вывод делителя напряжения 18 через четвертый разделительный диод

21 соединен с узлом контроля 6. Вывод управления 22 узла защиты от бросков напряжения 13 соединен с управляющим входом 23 узла самовозврата 9.

Устройство содержит также узел индикации исправности блока питания

24, входы которого подключены к выводам источников питания многоканального блока питания. 4.

Кроме того, устройство содержит узел сигнализации 25, состоящий из транзистора 26, делителя напряжения

27, стабилитрона 28, резиатора 29 и клеммы сигнали. ации 30. При этом один вывод резистора 29 подключен к точке соединения коллектора транзистора 26, отрицательного вывода стабилитрона 28 и клеммы сигнализации 30. Другой вывод резистора 29 подключен к одному из входов узла автоматического возврата 9. База .:-ранзистора 26 соединена со средней точкой делителя напряжения 27. Один

1097988 из выводов делителя напряжения 27 подключен к другому выводу 31 узла автоматического возврата 9. Другой вывод делителя напряжения 27, эмиттер транзистора 26 и плюсовой вывод стабили- 5 трона 28 соединены с общей шиной. В многоканальном блоке содержатся ячейки 32, питаемые от сети переменного тока, и 33, питаемые от сети постоян- ного тока. !

О

В узле автоматического возврата содержатся транзистор 34, К-С-цепь на резисторе 35 и конденсаторе 36, транзистор 37 с нагрузочным резистором 38, транзистор 39 с нагрузкой ре-!5 ле 40.

Устройство работает следующим образом.

При нормальной работе узлы контроля >. 20 и защиты на работу многоканальнбГо блока питания 4 никакого влияния не оказывают. При неисправности какоголибо из источников питания 32 многоканального блока 4 или коротком замы-25 канин в нагрузке срабатывает.узел контроля 6, выдавая сигнал через его выходной вывод 7 в отключающий узел 1 (например, в обмотку реле), который контактирующим элементом (может быть gp реле, транзистор и т.д.) разрывает сеть переменного тока питания блока 4. Вследствие этого выключаются источники питания 32 многоканального блока, питаемые от сети переменного

35 тока, и на управляющие выводы 5 узла контроля 6 этих источников также поступают сигналы о неисправности. При этом на управляющий вывод узла защиты от бросков напряжения постоянного4О тока 13 через разделительный диод 15 и контактирующий элемент 12 поступает выключающий сигнал. Узел защиты от бросков 13, выключаясь, выдает открывающий сигнал через вывод 22 в узел 4 автоматического возврата 9 на вывод 23. Получив открывающий сигнал на базу, транзистор 34 узла возврата

9 переходит в режим насыщения. При этом через резистор 25 узла 9 происходит заряд конденсатора 36. На базу транзистора 37 узла 9 поступает открывающее напряжение. Транзистор

37, переходя в режим насыщения, чеpcs делитель напряжения 38 переводит

55 транзистор 39 из режима отсечки в режим насыщения. Реле 40 с помощью контактирующего элемента 10 разрывает цепь питания переменного узла контроля 6, а с помощью контактирующего элемента 12 обрывает цепь управляемого вывода узла защиты от бросков 13. Переходя из режима отсечки в режим насыщЕния,, узел защиты от бросков 13 перестает выдавать открывающее напряжение на базу транзистора 34. При этом, не получая напряжения питания, узел контроля 6 снимает отключающий сигнал с отключающего узла 1. Отключающий узел 1 подает напряжение на блок питания 4. Как только при наличии неисправности или коротком замыкании в нагрузке сработает узел контроля 6 процесс повторяется. Таким образом, при наличии неисправности в блоке питания 4 или коротком замыкании в нагрузке, узлы контроля 6 и защиты от бросков

13 переводят схему с помощью узла самовозврата 9 и отключающего узла 1 в режим контрольных кратковременных включений через определенное заданное, время, которое обычно равно

2-4 с. Вспомогательный источник питания 11 при пропадании сети постоянного тока позволяет нормально функционировать узлу контроля 6. Третий разделительный диод 17 не позволяет поступать напряжению постоянного тока от вспомогательного источника питания 11 для питания блока 4. При пропадании сети постоянного тока срабатывает узел контроля 6, так как источники питания 33 оказываются обесточенными. Далее срабатывает, аналогично описанному выше, отключающий узел 1, который разрывает цепь питания сети переменного тока блока 4.

В таком состоянии устройство находится до тех пор, пока не появится напряжение сети постоянного тока. При появлении напряжения автоматически восстанавливается рабочее состояние блока питания 4. При перенапряжении или пония ении напряжения в сети постоянного тока более заданных величин срабатывает узел защиты от бросков 13, разрывая цепь питания сети постоянного тока. Напряжение постоянного тока в блок 4 при этом не подается. Узлы контроля и защиты при этом работают аналогично описанному выше. При устранении перенапряжения или понижении напряжения автоматически восстанавливается работоспособность блока питания 4. Контроль за напряжением в сети переменного тока осуществляется при помощи приведенного

1091988,8 к определенному значению выпрямленного напряжения, снимаемого с. делителя напряжения 18. Это напряжение при увеличении напряжения в сети переменного тока более заданного значения 5 через четвертый разделительный диод

21 воздействует на узел контроля 6, который, срабатывая, вьщает сигнал в отключающий узел 21. Далее процесс работы аналогичен описанному выше.

Защита от понижения напряжения в сети постоянного тока осуществляется с целью защиты ключевых стабилизаторов напряжения КСН. При понижении напряжения через регулирующий элемент КСН 15 возрастает ток, который может вывести иэ строя эти источники питания. При понижении напряжения в сети постоянного тока на управляющий вывод узла защиты 13 через разделительный диод Ю

14 и контактирующий элемент 12 поступает выключающий сигнал. УЗел защиты от бросков 13, выключаясь выдает открывающий сигнал на базу транзистора

34 узла автоматического самовозврата 9. 2

Дальше схема работает. как описано выше. При отсутствии сети переменного тока на управляющий вывод узла защиты от бросков напряжения постоянного тока 13 через разделительный диод 15 зб и контактирующий элемент 12 поступает выключающий сигнал. Узел защиты от бросков 13, выключаясь, вьщает открывающий сигнал на базу транзистора 34 узла автоматического самовозврата 9.

Дальше схема работает как описано выше. При нормальной работе блока питания 4 в блоке индикации 24 светодиоды или сигнальные лампы сигналиэируют о исправности каждого источ- 40 ника питания 32, 33 и сетей переменного и постоянного тока. При неисправности блока 4 в момент контрольных кратковременных включений (проб) светятся все светодиоды, кроме тогС, 4>

1 где произошла неисправность. Следовательйо, это ускоряет обнаружение неисправности и позволяет при необходимости быстро заменить неисправный источник питания 32 и 33. При нормаль-ной работе блока 4 в органе сигнализации 25 исполнительный транзистор 26 находится .в режиме насыщения, шунтируя стабилитрон 28, режим которого определяется резистором 29. Сигнал

"признак неисправности" при этом не выдается. При срабатывании устройства контроля и защиты с отключающего органа 1 (вывод 31) поступает напряжение на делитель 27, переводящее исполнительный транзистор 26 в режим отсечки. При этом орган сигнализации 25 выдает сигнал "признак,неисправности" в виде напряжения заданной величины на клемму 30.

Благодаря введенным средствам повышается эксплуатационная надежность устройства, так как обеспечивается защита с возможностью повторного включения при исчезновении фактора перегрузки. При этом защита обеспечивается как от изменения выход ных напряжений в сторону повышения или понижения на величину, превышающую заданное значение, так и от изменений напряжения, питающих блок, как выше так и ниже нормы. Кроме того, 1 имеется воэможность повторного автоматического включения блока при случайных срабатываниях узла защиты.

Наличие световой сигнализации с возможностью повторного автоматического включения блока позволяет значительно ускорить поиск неисправного канала в блоке. При пропадании сети переменного или постоянного тока блок питания выключается полностью и включается после появления питающего напряжения автоматически.

1О9Л988

Составитель О. Овсянников

Редактор Н. Горват Техред Т.Дубинчак Корректор О. Тигор

Заказ 4?06/39 Тираж 842 Подписное

ВНЕ%И Г о суда рс твен ного комите та СССР по делам изобретений и открытий

11 3О35 Москва Ж-35 Раушская наб. д. 4/5

Филиал П11П "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4