Устройство защиты источника постоянногонапряжения

Устройство защиты источника постоянногонапряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

И 3 О Б Р Е Т Е Н И Я (13) 84501 1

К АВТОРСКОМУ С ЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистическив

Реслублик (61) Дополнительмое к авт. сеид-ву (22) Заявлено 270779 (21) 2805246/24-07 с присоединением заявим Нов (23) Приоритет

Опубликовано 0707.81. Бюллетень No 25

Дата опубликования описания 100781

<51)м. кп.

G 05 F 1/58

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (53) УДК 621. 316. . 722. 1 1 088. 8) (72) Авторы изобретения

В. И. Кровопусков, И. И. Лебе ин (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ ИСТОЧНИКА

ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Известно устройство для защиты многоканальных стабилизаторов, содержащее блоки выделения максимума и минимума напряжений, каждый из которых выполнен на диодах пО числу каналов, подКлючаемых к выходам стабилизаторов и соединенных с входом дифференциального усилителя, связанного с эмиттерным повторителем, выходная цепь которого соединена с входом коммутирукщего блока, выходом подключаемого через развязывакщиедиоды к входам регулирукщих блоков стабилизаторов, при 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 усиНаиболее близким bio 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 со3О,ответственно отрицательной и положиИзобретение относится к области радиоэлектронной и вычислительной техники, в частности к устройствам защиты стабилизированных источников питания вычислительной техники. лителя, а коллектор — к входу эмиттерного повторителя (1).

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

В устройстве не предусмотрен также контроль пульсаций выходных напряжений контролируеьнх стабилизаторов.

Кроме того, данное устройство имеет низкую точность срабатывания, обусловленную разбросом параметров входных стабилитронов.

845011 тельной полярностей, датчики тока, соединенные входами с выходами контролируемых стабилизаторов, а выходами 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 0 подсоединены к соответствукщим указанным разделительным диодам через первую и вторую гру? пу контактов реле, потенциалоэадающие переменные резисторы соединены средними точками с входами дифференциального усили- 15 теля, а другими выводами — с общей шиной и первым выходом источника опорного напряжения, соединенного выходом с датчиками напряжения отрицательной полярности, выход дифференциального 29 усилителя через новый помехогасящий блок и стабилитрон подсоединен к входу 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 напряжения положительной полярности, при этом выход второго блока коммутации соединен через второй блок разделительных диодов с контролируемыми стабилизаторами отрицательной полярности 2).

В таком устройстве отсутствует контроль одного из основных параметров источников питания — максимальной величины пульсации выходного на- 40 пряжения. Со временем параметры эле.ментов меняются, при этом при определенной частоте воздействия нагрузки импульсные стабилизаторы напряжения могут скачком втягиваться в резо- 45 нанс, в результате чего амплитуда выбросов становится в несколько раз больше, чем при внезапном подключении (отключении) нагрузки. Выход из резонанса, так же как и втягивание в резонанс, происходит внезапно,"скачКоМ Такой режим стабилизаторов на-, пряжения 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 устQP ройства, позволяющих производить контроль пульсаций выходных напряжений контролируемых стабилизаторов, а также производить индикацию превышения допустимой величины пульсаций.

Это достигается тем, что в устройство защиты источника постоянного напряжения f2) введены датчики пульсаций, блок выделения 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 положительнои полярности и выходами блоков вы" деления максимального 6 и минимального 7 напряжений отрицательнои полярности, датчики 8 тока, выходами подключенные к блоку 9 выделения максимального токового сигнала. Причем выходы всех блоков выделения максимальных 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. Потенциалоэадающие 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 помехогасящнй 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 раздели845011 тельных диодов 28 с контролируеыами стабилизаторами отрицательной полярности ° устройство дополнительно снабжено датчиками 29 пульсаций, блоком 30 выделения максимальной переменной составляющей, группой контактов 31 (предназначенными для исключения ложного срабатывания в начальный момент включения ), ячейкой памяти 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 составлякщей, выход которого через группу контактов

31 соединен с входом ячейки памяти

32, выходом соединенной с ячейкой индикации 33, подключенной к источнику 20 опорного напряжения и через разделительный диод 34 анодом — с вы- 20 .ходом блока 5 выделения минимального сигнала положительной полярнбсти.

Предлагаемое. устройство работает следукщим образом. На источник 20 опорного напряжения и клеммы питания 25 блоков 23, 25 коммутации подается питак1цее напряжение, при этом дифференциальный усилитель 14 устанавливается при помощи потенциалозадающих резистоpos 18, 19 в исходное состояние, при котором сигнал на его выходе имеет низкий уровень, а блок 23 коммутации имеет на выходе высокий потенциал, вследствие чего разделительные диоды

24 находятся под обратным напряжением.

На выходе блока коммутации 25 в это время низкий потенциал1 и разделительные. диоды 28 также находятся под обратным напряжением и напряжение

1 с его выхода не воздействуют на контролируемяе стабилизаторы напряжения.

При включении контролируемых стабилизированных источников в них в момент включения через проходы силовые элементы (транзисторы, диоды, 45 при отсутствии ограничения) развиваются токи, намного превышающие номинальные, но указанное явление не происходит Вследствие того, что сигHerr рассогласования, поступакщий с 50 датчиков. 8 тока на вход 12 дифференциального усилителя 14, переводит дифференциальный 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 схемы. Происходит подзапирание проходных транзисторов защищаемых источников и, следовательно, ограничение тока в момент вклю- ф) чения. Контакты 15, 16 реле 17 на момент включения разомкнуты, поэтому происходит ограничение тока беэ ложного срабатывания устройства защиты.

Реле 17 подключается к выходу ста- 45 билизированного 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 замыкаются, 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 выделения 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 сиги= рассогла<- >вания на выход ячейки памяти 32. Таким образом, при превышении 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 вход ячейки памяти 32 на момент включения отключен контактами 31 реле 17.

Укаэанный режим работы предлагаемого устройства расширяет функциональные воэможности защиты, позволяя контролировать величину переменной составляющей выходного напряжения конт ролируемых стабилизаторов.

Формула изобретения

Устройство защиты источника постоянного напряжения,сбдержащее по меньшей мере два разйополярных 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 максимального и минимального напряжений отрицательной полярности, дат845011 чики тока, соединенные входами с выходами контролируемых,стабилизаторов, а выходами подключенные к блоку выделения максимального токового сигнала, причем выходы всех блоков выделения максимальных и минимальных сигналов соединены через соответствукщие 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 контактов реле, потенциалоэадающие переменные резисторы соединены средними точками с входами дифференциального усилителя, 15 а другими выводами — с общей шиной и с первым выходом источника опорного напряжения, соединенного с датчиками напряжения отрицательной полярности, выход дифференциального усилителя че- 2п реэ первый помехогасящий блок и стабилитрон подсоединен к входу 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 помехогасящии 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 контролируемыми стабилизаторами отрицательной полярности, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей, 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 контро.лируемых стабилизаторов, а выходамик 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 заявке Р 546872, кл. G 05 F 1/58, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке М 2554756, кл. G 05 F 1/58, 1978.

845011

Тираж 702 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, X-35, Раушокая наб., д. 4/5

3 аказ 4132/1

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

Составитель С. Горбачева

Редактор Т. Загребельная Техред А.Ач Корректор А. Грииенко