Стабилизированный преобразователь переменного напряжения в постоянное

Стабилизированный преобразователь переменного напряжения в постоянное

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскик

Социалистических Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 29.1CL79 (21) 2831235/24-07 (Я)М. КЛ.

Н 02 Н 7/12//

G 05 F 1/64 с присоединением заявки М -. (23) Приоритет—

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий

Опубликовано 2309.81. Бюллетень 8935

Дата опубликования описания 2 30981 (53) УДК 621.316.722. .1(088.8) (72) Авторы изобретения

С.В. Левинзон и В.И. Голубин

/

7 (71) Заявитель (54) СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах электропитания аппаратуры связи автоматики и телемеханики, а также в электротехнических системах.

Известен стабилизированный преобразователь с защитой, в котором в цепи переменного тока предусмотрена ограничительная цепь с триаком, а также датчик ограничения тока нагрузки (1).

Наиболее близким к изобретению техническим решением является стабилизированный преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий усилитель мощности с блоком управления на входе, триггер защиты, подключенный ко входу блока управления, и N преобразовательных ячеек, каждая из которых через свой датчик тока подключена к своим выходным выводам (2).

Недостатком такого преобразователя является то, что защита в нем осуществляется только для одного канала и только от перегрузки по току.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей, путем обеспечения защиты нагрузки от перенапряжения, путем обеспечения защиты как источников положительной, так и от2 рицательной полярностей, а также повышения надежности преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что в стабилизированный преобразователь переменного,напряжения в постоянное введены исполнительный элемент защиты и N датчиков контроля постоянного напряжения, каждый из . которых включен параллельно соответствующим выходным выводом и через развязывающий диод подключен к первому входу исполнительного элемента защиты, который выполнен на трех усилителях постоянного тока на транзисторах и узла начальной установки триггера, состоящем из последовательной цепочки на конденсаторе, первом диоде и резисторе и второго диода, подключенного паралдельно первому диоду и резистору, причем база первого .транзистора подключена к первому входу исполнительного элемента защиты, эмиттер второго соединен со вторым входом исполнительного элемента защиты, подключенным через N вспомогательных развязывающих диодов к соответствующим датчикам тока преобл разовательных ячеек, коллекторы первого и второго транзисторов нодключены к базе третьего транзистора, кол-.

866641 лекторная нагрузка которого подключена к S-входу упомянутого триггера, R-вход которого подключен к точке соединения диода и резистора узла начальной установки триггера, кроме того, в него введено N операционных усилителей, одними входами подключенных к выходам соответствующих датчиков контроля, другими входами— !

:к вновь введенному источнику опорного напряжения, а выходами через соответствующие развязывающие диоды— к первому входу исполнительного элемента защиты, а также в него введен один операционный усилитель, один из входов которого подключен к вновь введенному источнику опорного напряжения соответствующем полярности, другой — к точке соединения катодов развязывающих диодов, анодами подключенных к выходам соответствующих датчиков контроля, а выход — к первому входу исполнительного элемента защиты, кроме того, М датчиков контроля одной полярности подключены к одному входу соответствующих операционных усилителей, а L датчиков контроля другой полярности — к другому входу соответствующих операционных усилителей (М + Ь = N), при этом другие входы операционных усилителей соединены с двумя вновь введенными источниками опорного напряжения разной полярности, а в исполнительный элемент защиты введен четвертый усилитель постоянного тока на транзисторе, коллектор которого соединен с базой транзистора третьего усилителя постоянного тока, а база через L вспомогательных развязывающих диодов с соответствующими датчиками тока преобразовательных ячеек, в него введен также второй оиерационный усилитель, один из входов которого подключен к вновь введенному источнику опорного напряжения другой полярности, другой вход через Ь развязывающих диодов— к датчикам контроля соответствующих преобразовательных ячеек, а в исполнительный элемент защиты введен четвертый усилитель постоянного тока на транзисторе, коллектор которого соединен с базой транзистора. третьего усилителя постоянного тока, а база через L вспомогательных развя« зывающих диодов — с датчиком контроля соответствующих преобразовательных ячеек.

Ца фиг. 1 - 5 показаны функциональные схемы преобразователя с вариантами.

Устройство содержит усилитель

1 мощности, блок 2 управления,триггер 3 защиты, преобразовательные ячейки (по крайней мере одна) 4 ° ..4, И-4 нагрузки 5...5", параллельно включенные делители напряжения из резисторов б...б" и 7... 7," " последовательно включенные с нагpy3Koä ! датчика тока 8...8, точки соединения резисторов б . ° .б и 7 ...7 подключены к развязывающим диодам

И

9... 9, которые через резистор 10 подсоединены ко входу транзистора ll первого усилителя постоянного тока, в эмиттерной цепи которого установлены резисторы 12 и 13, в коллекторной — резистор 14, CR делитель из элементов 15 и 16 подключен к источнику питания цепи защиты Е, а точка соединения этих элементов — к эмиттеру транзистора 11, выход которого связан со входом транзистора 17 выходного усилителя, в коллекторной цепи которого включен делитель из резисторов 18 и 19, в цепи смещения установлен резистор 20; диод 21, конденсатор 22 и цепь из диода 23 и резистора 24 образуют узел началь2Q ной установки триггера, вспомогательные развязывающие диоды 25...25" подключены к эмиттеру транзистора

26 второго усилителя через резистор

27 делителя напряжения 27, 28, а

g5 коллектор упомянутого транзистора подключен через резистор 29 к базе выходного усилителя. Два усилителя и выходной усилитель совместно с узлом начальной установки триггера образуют исполнительный элемент защиты 30 (фиг. 1-3).

Между выходами делителей б ° . ° б и,7...7 и развязывающими диодами я-t

9...9 " "установлены операционные усилители 31 ...31, а к другому входу этих операционных усилителей подключен источник опорного напряжения 0эт .

Кроме того, между точкой соединения развязывающих диодов 9...9" "

40 и выходом первого усилителя на транзисторе ll установлен операционный усилитель 32. Между выходами делите-„ лей б"...б". и 7"...7" и диодами 9 ...9 установлены операционные усилители

45 31...31, а к другому входу этих

ft )Ч операционных усилителей подключен источник опорного напряжения U q< датчики токов источников 4...4" подключены через развязывающие диои и

5О ды 33 ° ° ° 33 ко входу третьего усилителя на транзисторе 34„ коллектор третьего усилителя иодключен через нагрузку 35 к базе выходного усилителя 17, а эмиттер транзистора 34— к точке соединения резисторов 12 и

5 13. Три усилителя и выходной усилитель совместно с узлом начальной установки триггера образуют исполнительный элемент защиты 36 (фиг. 4,5). ,d0

Датчики контроля напряжения б"...б" и 7...7" подключены через диоды < Ъ

9...9 ко входу операционного усилителя 7, к другому входу которого подключен источник опорного напря65

866641 жения U,. выходы операционных усилителей 32 и 37 через диоды 38 и 39 подключены ко входу первого усилителя 11.

Устройство работает следующим образом.

В нормальном режиме работы, т.е. при отсутствии перегрузок по однополярным источникам, а также перенапряжений на выходах транзисторы

11 и 26 усилителей закрыты.

Закрыт также транзистор 17. Элементами смещения являются резисторы

12, 13, 27, 20. Напряжение на резисторах 12, 13, т.е. на конденсаторе

15 является одновременно источником эталонного на ряжения. Элементы 21, 22, 23, 24 устанавливают триггер

3 в такое положение, что стабилизированный преобразователь выполняет свои основные функции и на базы транзисторов усилителя мощности поступают от блока 2 сигналы управления.

При перегрузке в одной йз цепей, например 4", открывающий сигнал, образованный на датчике 8" через

1И! диод 25 развязки. поступает на вход транзистора 26 и открывает,его. Открывается транзистор 17,выходного усилителя и сигнал с делителя 18, 19 поступает на S-вход триггера 3. При этом RS-триггер устанавливается в такое положение, которое является запрещающим для прохождения импульсов управления транзисторами усилителя мощности 1, и преобразователь прекращает генерацию импульсов на выход. При перенапряжении на нагруз- ке, например 5, сигнал с резистора

II I

7ю через диод 9", ограничительный резистор 10 поступает на вход транзистора 11. Он открывается, открывается также транзистор 17. Далее устройство работает, как было.описано ранее.

Для повышения чувствительности работы устройства при наличии перенапряжений на любом из однополярных выходов целесообразно использовать дополнительные операционные усилители (фиг. 2). Усилители 31 ...31 установленные между выходами делителей контроля напряжения и диодами

9...9" улучшают качественные покаэаI тели защиты от перенапряжения.

Устройство (фиг. 2) работает следующим образом.

В нормальном режиме работы сигнал, поступающий на входы усилителей

31 ° ..31 от источника U T< и части делителей 7.. ° 7 " таков, что транзистор 11 усилителя закрыт. При прреI напряжении на любой иэ нагрузок 5... 5", открывается транзистор 11, затем транзистор 17 и устройство работает, как было описано ранее.

Для однополярных выходов целесообразно установить один дополни-, тельный операционный усилитель 32

Формула изобретения

1. Стабилизированный преобразователь переменного напряжения в постоянное, содержащий усилитель мощности с блоком управления на входе, триггер защиты, подключенный ко входу блока управления, и N преобразовательных ячеек, каждая из которых че-. рез свой датчик тока подключена к своим выходным выводам, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью рас50

55 ширения функциональных возможностей путем обесдечения защиты нагрузки от перенапряжения и .повыаения надежности, в него введены исполнительный элемент защиты и N датчиков контроля постоянного напряжения, каждый иэ которых включен параллельно соответствующим выходным выводам и через

d0 развязывающий диод подключен к,перво65 (фиг. 3) и при этом чувствительность защиты от перенапряжения на любом из выходов повысится. Операционный усилитель устанавливается между точкой соединения катодов диодов 9...9" и выходом первого усилителя иа транзисторе ll. Устройство работает, как. было описано ранее. Сигнал рассогласования при перегрузке от любого датчика перенапряжения поступает на соответствующий диод 9...9 и-а и затем на вход транзистора 11.

Для- защиты источников как положительной, так и отрицательной полярности (фиг. 4) делители контроля уровня напряжения нагрузок 5....5"

15 подключены к одному из входов операционных усилителей 31...31, к дру-! гому входу — один из двух источников

U ., или U в зависимости от полярности контролируемого напряжения. Вы20 .ходы операционных усилителей через развязывающие диоды подключены Ко входу транзистора 11 первого Усилителя. Датчики тока источников 4...4" поцключены через развяэывающие диоды

25 33...33" но входу третьего усилителя на транзисторе 34.

В режиме нормальной работы транзисторы ll, 26, 34, 17 закрыты и не влияют на работу стабилизированного преобразователя. При перегрузке по току или перенапряжении на любой из нагрузок 51...5" открывается один из транзисторов 11, 26, 34 (или несколько одновременно), затем открывается транзистор 17 выходного усилителя и устройство работает аналогично описанному.

Таким образом, предлагаемый стабилизированный преобразователь обеспечивает защиту от.перегрузок, ко40 ротких замыканий и перенапряжений на любом из выходов как однополярных, .так и разнополярных источников выходных напряжений.

866641 му входу исполнительного элемента защиты, который выполнен на трех усилителях постоянного тока на транзисторах и узла начальной установки триггера, состоящего из последовательной цепочки на конденсаторе, первом диоде и резисторе и второго диода, подключенного параллельно первому диоду и резистору, причем база первого транзистора подключена к первому входу исполнительного элемента за" щиты, эмиттер второго транзистора соединен со вторым входом исполнительного элемента защиты, подключенным через N вспомогательных развязывающих диодов к соответствующим датчикам тока преобразовательных ячеек, коллекторы первого и второго транзисторов подключены к базе третьего транзистора, коллекторная нагрузка которого подключена к S-входу упомянутого триггера, 8-вход которого подключен к точке соединения диода и резистора узла начальной установки триггера.

2. Преобразователь по п. 1, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности защиты в него введено N операционных усилителей, одними входами подключенных к выходам соответствующих датчиков контроля, другими входами — к вновь введенному источнику опорного напряжения, а ныходами через соответствующие разнязынающие диоды — к первому входу исполнительного элемента защиты.

3. Преобразователь по п. 1, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности защиты, в него введен один операционный усилитель, один из входов которого подключен к вновь введенному источнику опорного напряжения соответствующей полярности, другой — к точке соединения катодов развязывающих диодов, анодами подключенных к выходам соответствующих датчиков контроля, а выход — к первому входу исполнительного элемента защиты.

4. Преобразователь по пп. 1, 2, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей преобразователя путем обеспечения защиты как источников положительной, так и отрицательной

Источники информации, принятые но внимание при экспертизе

1. Н. Wurzburg, D. Cave. Contvo<< ing switching supp(ies with I„ ST

circuits, Egectronics, Р 7, 1977, р. 113-117.

2. Кирсей В.Л., Гулый В.Д. и Пельтек И.Ф. Устройство защиты и плавного запуска ВИП с бестрансфарматор50 ным входом. Сб. Проблемы миниатюризации и унификации ВИП РЭА .МДНТП им. Ф.3. Дзержинского. И., )979, с. 117, рис. 1. полярности, М датчиков контроля одной полярности подключены к одному входу соответстнующих операционных усилителей, а Ь датчиков контроля другой полярности — к другому входу соотнетстнующих операционных усилителей (М + L = N) при этом другие входы операционных усилителей соединены с двумя вновь введенными источниками опорного напряжения разной полярности, а в исполнительный элемент защиты введен четвертый усилитель постоянного тока на транзисторе, коллектор которого соединен с базой транзистора третьего усилителя постоянного тока, а база через вспомогательных развязывающих диодов с соответствующими датчиками тока преобразовательных ячеек.

5. Преобразователь по п. 3, о тл и ч а ю шийся тем, что, с

20 целью расширения функциональных возможностей преобразователя путем обеспечения защиты как источников положительной, так и отрицательной полярности, н него введен второй опера25 ционный усилитель, один из входов которого подключен к вновь введенному источнику опорного напряжения другой полярности, другой вход через развязывающих диодов — к датчикам контроля соотнетствующих преобразовательных ячеек, а в исполнительный элемент защиты введен четвертый усилитель постоянного тока на транзисторе, коллектор которого соединен с базой транзистора третьего усилителя постоянного тока, а база через Ь вспомогательных развязывающих диодов - с датчиками контроля соответстзующих преобразовательных ячеек.

8б6641

Тираж 678 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 8089/75

Филиал IIIIII Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель С. Ситко

Редактор Н. Пушненкова Техред T.Ìàòî÷êà Корректор Ю. Макаренко