Источник постоянного напряжения

Источник постоянного напряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскни

Соцналнстнцескнк

Республик Я7421 г

Ц р

j (61) Дополнительное к авт. свил-ву(22) Заявлено15.07.76 (21) 238407 О/24-07 с присоединением заявки №вЂ”

4 (23) Приоритет

Опубликовано 15.04.79.Бюллетень № 14

Дата опубликования описания 20.04.79 (5t) М. Кл. б 05.F 1/56

Государстеоиный комитет

СССР по делам изооретеиий и открытий (53) УДК 621.316: .722.1 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. О. Салитренник и E. С. Брайман (71) Заявитель

{54) ИСТОЧНИК ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в цепях питания различной радиотехнической аппаратуры.

Известен источник постоянного напряжения, содержащий несколько компенсационных стабилизаторов, в каждом из которых база регулирующего транзистора соединена с его коллектором через стабилизатор тока, датчики тока, включенные в цепь нагрузки, выходы которых соединены со входом ждущего мультивибратора, выход которого через коммутирующий элемент подключен к базам транзисторов стабилизаторов тока Я .

Наиболее близким к данному изобретению является источник постоянного напряженмй, содержащий по меньшей мере, два компенсационных стабилизатора напряжения, каждый из которых состоит из регулирующего элемента, включенного в одну из силовых шин, узла сравнения, входом подключенного к одному из выходных выводов, а выходом — к управляющему входу регулирующего элемента, токостабилнзируюшего элемента, одним входом соединенного со входом регулирующего элемента, другим — с выходом коммутирующего элемента, а выходом — с управляющим

5 входом регулирующего элемента, причем в силовую шину .каждого стабилизатора введен датчик тока со светодиодом оптрона, ждуший мультивибратор, к управляющему входу которого подсоединен фототран1О зистор оптрона, и управляемое реле времени, выполненное на двухбазовом диоде, ко входу которого подключен стабилизатор тока, входом соединенный с ключами, число которых соответствует числу ком 5 пенсационных стабилизаторов напряжения 2).

Недостатком известных устройств является то, что в них не решена задача последовательной временной задержки не-, скольких компенсационных стабилизаторов напряжения как при первоначальном включении, так и прн последуюшем восстановлении, после срабатывания за питы, а также задача одновременного отключения всех

657421 выходных источников стабилизированных напряжений в случае режима перегрузки по току или короткого замыкания хотя бы в одной из нагрузок, что существенно снижает надежность.

Е елью изобретения является расширение функциональных возможностей и повышение надежности источника.

Поставленная цель достигается тем, что в источник постоянного напряжения, содержащий, по меньшей мере, два компенсационных стабилизатора напряжения, каждый из которых состоит из регулирующего элемента, включенного в одну из силовых щин, узле сравнения, входом подключенного к одному иа выходных выводов, а выходом - к управляющему входу регулирующего элемента, токостабилизирующего элемента, одним входом соединенного со входом регулирующего элемента, другим - с выходом коммутирующего элемента, а выходом - с управляющим входом регулирующего элемента, причем в силовую шину каждого стабилизатора введен датчик тока со светодиодом оптрона, ждущий мультивибратор, к управляющему входу которого подсоединен фототранзистор оптрона, и управляемое реле времени, выполненйое на двухбазовом диоде, ко входу которого подклю. чен стабилизатор тока, входом соединенный с ключами, число которых соответствует числу компенсационнных стабилиааторов напряжения, введен блок програм много управления с органом запуска и логической схемой с памятью, причем его счетный вход соединен с выходом управляемого реле времени, установочный вход подключен к выходу ждущего мультивибратора, первые выходы соединены с входами коммутирующих элементов компенсационных стабилизаторов напряжения, вторые выходы соединены с входами ключей управляемого реле времени, а выводы для подключения питания. соединены с до полнительно введенным параметрическим стабилизатором, кроме того орган запуска выполнен в виде дифференцирующей

QC-цепочки, параллельно которой подключен разрядный резистор, а к средней точ ке подсоединен диод, и самовоавращающийся контакт, подключенный к общей точке разрядного резистора и конденсатора дифферейцирующей КС-цепочки, причем выход органа аапуска соединен с установочным входом блока программного управ ления, логическая схема с памятью выполнена в виде асинхронных триггеров, число которых соответствует числу компенсационных стабили заторов напряжения, выходные и входные элементы И и линии задержки, количество которых на единицу

S меньше числа компенсационных стабилизаторов напряжения, при этом асинхронные триггеры собраны на элементах ИЛИНЕ, причем счетный вход блока программного управления подсоединен к единич1© ному входу первого триггера и через входные элементы И вЂ” к единичным входам последующих триггеров, установочный вход блока программного управления подсоединен к нулевым входам всех триггеров, прямой выход каждого предыдущего триггера соединен с одним из входов выходного элемента И и череа линию задержки - с . одним иа входов входного элемента И каждого последующего триггера и с одним из первых выходов блока программного управления, инверсный выход первого триггера соединен с одним иа вторых выходов блока программного управления> инверсные . выходы последую25 щих триггеров череа выходные элементы

И подсоединены к соответствующим остальным первым выходам блока программного управления.

На фиг. 1 показана функциональная схема устройства; на фиг. 2 и 3 приведен табличный и временной способ задания работы устройства; на фиг. 4 . — принципиальная схема блока программного управления.

Устройство содержит компенсационные стабилизаторы напряжения 1, 2, З,содер жащие регулирующие элементы 4, 5, 6, узлы сравнения 7, 8, 9, токостабилизирующие элементы 10, 11, 12, коммути40 рующие элементы 13, 14, 15; нагрузки

16, 17, 18 компенсационных стабилиза торов напряжения 1, 2, Зсоответственно; датчики тока 19, 20, 21, выполненные на резисторах-датчиках 22, 23, 24, ограничитель ных резисторах 25, 26, 27 и светодиодах

28, 29, 30 оптронов; управляемое реле времени 31, содержащее стабилизатор тока 32, пороговый элемент ЗЗ на двухбаэовом диоде с подаарядным конденсатором и ограничительными резисторами, ключи

34, 35, 36 на транзисторах; ждуший мультивибратор 37, выход которого подсоединен к установочному входу УстановSS ка О" блока программного управления, к управляемому входу ждущего мультивибратора подс оедин ены фототра нзисторы 38, 39, 40 оптронов, управляемые светодиодами 28, 29, 30 соответственно, пара657421 метрический стабилизатор 41, осуществляющий питание управляемого реле времени 31, ждущего мультивибратора 37 и блока программного управления 42.

Блок программного управления 42 со- 5 держит логическую схему с памятью,,BbJполненную на асинхронных триггерахМ-S типа, собранных на интегральных схемах

ИЛИ-HE 43-48, входные и выходные элементы И 49-52 и линии задержки 53, 54 орган запуска 55, состоящий из самовоэ- вращаюшегося контакта 56, дифференцируюшей ЦС-цепочки 57, 58 и разрядного резистора 59 и диода 60.

На чертежах приняты следующие обоз- 1 начения: вх, UpJJJJ, UayJJ — входные напряжения стабилизаторов напряжения 1, 2, Зсоответственно; О су,0аст, О ст - выходные стабилизированные напряжения стабилизаторов напряжения 1, 2, 3; Х, - вы20 ход управляемого реле времени 31, яв. ляющийся счетным входом блока программного управления 42; Xg — выход ждушеrо мультивибратора 37, являющийся установочным входом "Установка 0 блока

25 программного управления 42; У вЂ” У -выходы блока программного управления 42, У -Уэ являются входами коммутирующих элементов 13, 14, 15 компенсационных

30 стабилизаторов напряжения 1, 2, 3 соо ветственно, У вЂ” У являются входами ключей 34, 35, 36 управляемого реле времени 31; Qy — Я3, Q<-03- прямые и инверсные. выходы соответственно первого, 3% второго и третьего R.-S — - триггеров.

Устройство работает следующим образом.

При включении источника питания входные напряжения поступают на вход компенсационных стабилизаторов напряжения, а напряжение параметрического стабилизатора 41 подается на вход управляемого реле времени 31, ждущего мультивибратора 37 и блока программного управления 42. Тумблер включения источника питания сблокирован с самовозвращаюшимся контактом 56 органа запуска 55, т. е. в результате включения источника питания орган запуска 55 выдает на установочный вход блока программного управления 42 одиночный дифференцированный импульс, который поступает на левые плечи Ц- триггеров 43, 45, 47 и устанавливает у

g- S триггеры в состояние "О, т. е.состояние, при котором s = Ч а = 4a = О >

Q1 =@2 @3

При этом выходные функции устройства управления следующие:

У =Я„-Q;

У2= 92=-0;

У,=а,=о; у4 а,=1;

У = 6„42= 0-1= О;

Уб =@а.9 =0 1=0.

Прохождение Х по 3 дает новую комбинацию выходных сигналов:

Qy

У2= э= О; У5=416д-"1 1=1;

У.=Е,= О; У6= яа 5 =O.

Наличие логических "1 по выходам

Yj u У и логич ского О по выходуМ приводит к следующему: коммутирующий элемент 13 открывается, что приводит к включению токостабилизирующего элемента 10, регулирующего элемента 4 и появлению в нагрузке 16 стабилизированного . напряжения Upped . Коммутирующий элемент 34 закрывается, а 35 — открываез ся. Через промежуток времени Ь р, определяемый токоэадающим резистором элемента 35, управляемое реле времени 31 срабатывает вторично,и сигнал,Х вновь поступит в блок программного управления .

42 теперь уже через схему И 49 на вход и вызовет новую комбинацию выход2 ных сигналов: . 4Ч=1 (триггер Q-Ь не реагирует на X ), 62 Я, Х =14=1 . (триггерЯй-Sg изменит свое состояние), 3- 2 ) „=о =О (наЯ Х не пройдет).

У =@ = ; у -4 =оуг=@г= ; V>=Ч„Ей= o=o;

УЗ= a=Î У =Яр @g =+4 М.

Наличие логических «1 по У,Q P< приводит к следующему.

Коммутирующий элемент 1 остается открытым, на выходе имеет напряжение

Uq(qggКоммутирующий элемент 14 открывается, что приводит к появлению в нагрузке 17 напряжения 02с г.

Наличие логической: "1" на выходе

У приводит к открыванию ключа 34.

Управляемое реле времени 31 через некоторый промежуток времени Ф . определяемый сопротивлением стабилизатора тока

32, срабатывает и выдает сигнал Х по счетному входу блока программного управления 42, который пройдет только по 8 .

По $й и 8g счетный сигнал не пройдет, так как: s>--ч,х,--о =о, S3-- йй „=о =о.

087421

Ключ 35 закрывается, а ключ 36 от крывается, что приводит к новому циклу работы управляемого реле времени 31.

Через промежуток времени Ф счетный импульс К4 поступает на вход Я. и на выходе блока программного управления

42 установит новую комбинацию выходных сигналов:

У1 = 61=1, У,,=6„=-О;

У2 = q22= 1; У5=@„ a 2=" O-О; 3 — Цч= < 9 =@2 И. = 1 0=0; .!

При этом у = I включит коммутирующий элемент 15 и в нагрузке 18 появится Мэ -р, У =У5 =У = О полностью выключает ключи 34, 35, 36 и управляемое реле времени 31 выключается.

Линии задержки 53, 54 в блоке программного управления предназначены для того, чтобы передать в схемы И 49, 51 установившиеся логические "1 Я,1 и Qg после окончания действия счетного импуль са Х .

При возникновении .режима перегрузки йо току или короткого замыкания в любой из нагрузок 16, 17, 18 падение напряжения на резисторе 22 (23, 24) воз- растает, светодиод 28 (29,30) откры«. вается, световой поток его возрастает, что приводит к открыванию фототранзистора 38 (39, 40), который своим коллектор-эмиттерным переходом шунтирует переход база-эмиттер открытого транзистора ждущего мультивибратора 37 и приводит к его срабатыванию.

Ждуший мультивибратор 37 выдает импульс Х по установочному входу блока программного управления 42, в результате чего на его выходе устанавливается состояние, аналогичное первоначальному включению, т. е.

У1=У2=У =О; У5 =УО=О; У4=1

Коммутирующие элементы 13, 14, 15 выключаются, что приводит к одновременному пропаданию всех выходных стабилизированных напряжений, ключ 34 включается, что вызывает начало работы управляемого реле времени 31. В дальнейшем цикл работы полностью аналогичен циклу при включении источника постоянного напряжения.

Последовательное восстановление во е времени выходных стабилизированных напряжений произойдет только в случае оч сутствия режима перегрузки по току во всех источниках.

Предлагаемое устройство позволяет

I решить следующие задачи: и з обретения

Ф ор мула

Источник постоянного напряжения, содержащий, по меньшей мере, два компенсационных стабилизатора напряжения, каждый иэ которых состоит иэ регулирую40 щего элемента, включенного в одну из силовых шин, узла сравнения, входом подключенного к одному из выходных выводов, а выходом — к управляющему, входу регу45 лируюшего элемента, токостабилизируюшего элемента, одним входом соединенного со входом регулирующего элемента, дру-„ гим — с выходом коммутирующего элемента, а выходом - с управляющим входом регулирующего элемента, причем в силовую шину каждого стабилизатора введен датчик тока со светодиодом оптрона, ждущий мультивибратор, к управляющему входу которого подсоединен фототранзистор оптрона, и управляемое реле времени, выполненное на пороговом элементе, ко входу которого подключен стабилизатор тока, входом соединенный с ключами, число которых соответствует числу компенсационпоследовательная временная задержка с различным Ф нескольких компенсационных стабилизаторов напряжения как при первоначальном включении, так и при последующем восстановлении после устранения режима перегрузки; защита нескольких стабилизаторов напряжения по току с последующей импульсной автоматической проверкой состояния

1О нагрузок и с самовосстановлением при снятии режима перегрузки; синхронное отключение всех выходных напряжений устройства в случае наличия режима перегрузки по току хотя бы в

l$ одном из вых адов. .Осуществление питания всех стабилизаторов тока от одного (самого высокого) напряжения и наличие оптической связи между датчйками тока и ждущим

20 мультивибратором позволяет указанный комплекс задач решить по отношению к источникам напряжения как положительной, так и отрицательной полярности.

Введение в устройство блока програм 5 много управлен"я позволило решить комплекс задач последовательной задержки и защиты на основе простой схемы с небольшим числом элементов.

Таким образом значительно расширены функциональные возможности предлагаемого устройства и повышена его надежность.

657421 ных стабилизаторов напряжения, î T л и1 чающийся тем,что,сцельюрасширения функциональных возможностей и повышения надежности источника, в него дополнительно введен блок программного управления с органом запуска и логической схемой с памятью, причем его счет ный вход соединен с выходом управляемого реле времени, установочный вход подключен к выходу ждущего мультивибратора, первые выходы соединены с входами коммутирующих элементов компенсацион- " ных стабилизаторов напряжения, вторые выходы соединены с входами ключей управляемого реле времени, а выводы для подключения питания соединены с дополнительно введенным параметрическим стабилизатором.

2. Источник постоянного напряжения по ц. 1, отличающийся тем, что орган запуска выполнен в виде дифференцирующей КС -цепочки, параллельно которой подключен разрядный резистор, а к средней точке подсоединен диод, и самовозвращающийся контакт, подключенный к общей точке разрядного резистора и конденсатора дифференцирующей ЙС цепочки, причем выход органа запуска соединен с установочным входом блока программного управления.

3. Источник постоянного напряжения поп. 1, отличающийся тем, что логическая. схема с памятью выполнена в виде асинхронных триггеров, число которых соответствует числу компенсационных стабилизаторов напряжения, выходные и входные элементы И и лилин задержки, количество которых на единицу меньше числа компенсационных стабилилаторов напряжения.

5 4. Источник постоянного напряжения попп. 1,3, отличающийся тем, что асинхронные триггеры собраны на, элементах ИЛИ-НЕ, причем счетный вход блока программного управления

10 подсоединен к единичному входу первого триггера и через входные элементы И— к единичным входам последующих триггеров, установочный вход блока программного управления подсоединен к нулевым входам всех триггеров, прямой выход каждс го предыдущего триггера соединен с одним из входов выходного элемента И и через линию задержки — с одним из входов входного элемента И каждого последующего триггера и с одним из первых выходов блока программного управления, инверсный выход первого триггера соединен с одним из вторых выходов блока программ н oro управления, инверсные выходы последующих триггеров через выходные элементы И подсоединены к соответствующим остальным первым выходам блока программного управления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Авторское свидетельство СССР № 501397, кл. 5 05 8 1/56, 1974.

2. Заявка ¹ 2172468/07, кл. G 05 Р 1/56, 1975, по которой при3$ нято решение о выдаче авторского свидетельства.

Уст„д

Скhn

Составитель С. Чернышева

Редактор Н. Каменская Техред 3. Фанта. Корректор М. Пожо

Заказ 1795/47 Тираж 1014 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4