CN2121769U

CN2121769U - 电子设备双向净化电源

Info

Publication number: CN2121769U
Application number: CN 92207140
Authority: CN
Inventors: 王建国
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-04-20
Filing date: 1992-04-20
Publication date: 1992-11-11

Abstract

本实用新型的双向净化电源，适用于计算机和精密电子设备等领域，利用电网给计算机和精密电子设备提供向内外无干扰无泄露的双向净化电源。包括利用电网的电动机、发电机和连接电动机与发电机的传动机构，发电机输出端接有稳压器，电动机和发电机之间是电磁绝缘的，没有电的连接，也没有磁的耦合。发电机的输出端到电动机的输入端之间接入控制电动机输入功率自动控制系统，在发电机和稳压器之间引入发电机启动延时加载控制器。

Description

本实用新型涉及一种双向净化电源，适用于计算机和精密电子设备等领域，利用市电电网能源给计算机和精密电子设备等提供向内无干扰向外无泄露的双向净化电源。

在军事、通讯、航空、铁路和金融商业等众多领域，广泛使用着计算机和精密电子设备等。而这些设备几乎都是直接利用市电电网作为电源，获得运转的能量。电网电源干扰污染日益严重，电网的各种干扰是造成计算机误运算、冲掉程序、精密电子设备失效或损坏的主要原因之一。利用电网电源主要存在两个问题：

一.市电电网经常受众多用电设备不断开启关停等的影响，携带各种电磁干扰。另外电网遭雷电电击概率较高。雷电给电网造成瞬间过电压、过电压可达几千甚至数万伏，而计算机等设备的集成电路的耐压能力一般仅为几十伏。因此，计算机和精密电子设备等遭雷电击的事故时有发生。分析表明，雷电干扰主要是从交流电源线侵入计算机等设备的。

二.计算机和精密电子设备等的工作信息沿交流电源线传导发射，传播扩散，造成泄密，这是信息保密技术领域所不允许的。

为防止电网干扰的影响，有的使用净化电源。如北京计算机配件二厂生产的LC系列交流稳压净化电源，中国科学院计算技术研究所的HADAC系列净化电源。现有的净化电源，其结构形式均为电感器、变压器、整流器、滤波器、逆变器及稳压电路等电子元器件的各种组合，而此类结构形式恰为各种电磁信息传导发射的物理通道。所以，在低频段上（小于30MHz），对共模干扰的衰减只有20－－30dB，超过30MHz时效果明显下降，当频率高于100MHz时，几乎失去作用。而设备安全运行及重要信息的保密安全，要求净化电源在200kHz－1GHz范围内对干扰至少有大于80dB的衰减。显然，现有净化电源难以满足要求。有的用户为达到要求，使用了双层现有净化电源装置，成本成倍增加，这类电源受电路参数、结构、及其材料的固有性质所制约，并不能阻断用电负载与电网的电磁耦合，消除各种电磁干扰传导发射的物理通道，仍未获得理想的净化效果，不能彻底解决双向干扰问题。

本实用新型的目的是为计算机和精密电子设备等提供一种仍吸收市电电网电能的、有效阻断市电电网携入干扰的、防止工作信息外泄的双向净化的电源。

本实用新型的目的是这样实现的：利用吸收市电电网电能的电动机带动发电机，由发电机向计算机或精密电子设备等供电，电动机和发电机之间采取电磁绝缘的措施，即电动机输出轴和发电机的输入轴之间的耦合在电气上是绝缘的，电动机的基座和发电机基座也采取电绝缘措施，同时电动机和发电机之间采用功率反馈装置，控制电动机的交流输入电压随发电机的输出功率变化而变化，达到节能的目的，其反馈装置也是采用电磁绝缘的装置。

本实用新型的电子设备双向净化电源的优点是能防止电网干扰进入计算机或精密电子设备等，将共模及差模干扰减至最小，免遭雷电的袭击，同时防止计算机或精密电子设备的机密信息沿交流电源线进入电网传导发射泄密。

本实用新型的电子设备双向净化电源的附图有4个：

图1电子设备双向净化电源示意图

图2传动机构示意图

图3自动控制系统电路图

图4启动延时加载控制器电路图

下面结合附图和实施例对本实用新型的电子设备双向净化电源作进一步描述。

本实用新型的电子设备双向净化电源如图1所示，它主要包括电动机1、发电机2、传动机构3、以及电源稳压器4。电动机1利用市电电网的能源通过传动机构3带动发电机2运转，发电机2产生的电能作为计算机或精密电子设备等的工作能源，本实用新型的特征在于：电动机1和发电机2之间是电磁绝缘的，靠传动机构3实现电动机1和发电机2之间的机械传动耦合，电动机1和发电机2之间既没有电的连接，也没有磁的耦合。传动机构3是采用对电绝缘的机构，电动机1和发电机2的电机座5和21也是采用电绝缘的材料，采用安放发电机2、电源稳压器4、发电机输出机启动延时加载控制器7的电磁屏蔽罩6。

传动机构3的实施例如下：

传动机构3选用工程塑料或玻璃钢或陶瓷或胶木等绝缘材料。

其结构如图2所示，电动机1的输出轴14和发电机2的输入轴15之间用绝缘隔离传动棒16连接，绝缘隔离传动棒16与电动机1的输出轴14和发电机2的输入轴15之间可采用套筒销键连接，绝缘隔离传动棒16的两端为圆形，有纵向键槽17和18，其键槽可分别与输出轴14和输入轴15上的键槽一致，在绝缘隔离传动棒16的两端与输出轴14和输入轴15接合处用套筒19和22，套筒19和22上也有键槽20和23，将销键楔入绝缘隔离传动棒16的键槽17、套筒19的键槽20及电动机1输出轴上的键槽中，从而实现了电动机1输出轴14与绝缘隔离传动棒16固定连接。同理，可实现绝缘隔离传动棒16与发电机2输入轴15的固定连接。

绝缘隔离传动棒16两端头也可采用矩形或半圆形，电动机1输出轴14与发电机2输入轴15的两个端头相应为矩形或半圆形，套筒19和22内侧轴向孔对应为矩形或半圆形，将绝缘隔离传动棒16一端及输出轴14的端头共同套入套筒19；从而实现了绝缘隔离传动棒16与输出轴14的固定连接。同理，可实现绝缘隔离传动棒16与输入轴15的固定连接。

发电机2的电输出端到电动机1的电输入端之间，接入控制电动机1输入功率的自动控制系统，图3是本实用新型的电子设备双向净化电源的自动控制系统电原理图。自动控制系统由发电机输出功率检测器8、光纤传输线9和电动机输入功率控制器10组成，采用光纤传输线9传输反馈信号，能够避免发电机输出功率检测器8同电动机输入功率控制器10之间在电磁方面的耦合。

发电机输出功率检测器8由电流互感器L、晶体二极管D1、D2、晶体三极管T、发光二极管LD以及电位器R3、R5和电阻R4组成，将电流互感器L接在发电机2的输出电路中。

光纤传输线9的两端分别与LD的发光面及光敏电阻Rg的光敏部分相吻合，能够将LD的发光传输至Rg的光敏部位。

电动机输入功率控制器10由双向可控硅3CTS、双向二极管2CTS、稳压管DW1、以及电阻R1、R2和电容C1和光敏电阻Rg组成，接在电动机1的电源电路中。电动机1经双向可控硅3CTS与流公共电网相接。改变3CTS导通角，即可控制电动机1的工作电压，达到控制电动机功耗的目的。当发电机2的负载不变，输出功率稳定时，电流互感器L的检测输出信号确定，经三极管T供给发光二极管LD的电流不变，LD的发光经光纤传输线9传输，照射到光敏电阻Rg的光强不变，Rg阻值保持一定，触发回路保持3CTS的导通角不变，电动机1的工作电压不变，功耗不变。当发电机2负载变化时，例如其输出电流增加时，电流互感器L的检测输出信号相应变化，经三极管T供给发光二极管LD的电流增加，LD的发光经光纤传输线9传输照射到光敏电阻Rg的光强度随之增加，Rg阻值减小，触发回路的C1的充电速度加快，3CTS的导通角增大，电动机1的工作电压升高，吸收电网功率增加。反之，当发电机2负载减小时，电流互感器L副边电流也变小，LD发光强度下降，经光纤传输线9传输，照射到Rg上的光强随之减弱，Rg阻值相应增大，C1充电变慢，3CTS导通角减小，电动机1的端电压下降，功耗降低。这样，便实现了随发电机2所连接负载的大小，自动调节电动机1的功耗，达到节能目的。光纤传输线9既可准确迅速地将发电机2输出功率检测器8检测到的发电机2输出功率变化情况传送给电动机1输入功率控制器10，又具有良好绝缘性，不破坏电动机1与发电机2的绝缘关系。

在发电机2和稳压器4之间引入发电机启动延时加载控制器7，启动延时加载控制器7的作用是降低电动机1的启动电流。图4给出了发电机启动延时加载控制器电路。它由继电器J、时基电路555、恒流管DH、稳压管DW2、整流桥ZD、二极管D3、D4、电容C2、C3、C4、C5以及电阻R6、R7组成。JK1、JK2是继电器J的常开触点，当发电机2由电动机1开始驱动运转时，其负载回路是断开状态，使电动机1近似空载启动，因此容易启动。这时，一个很小的电流经电容C4及电阻R6加于整流桥ZD上，其输出的直流脉动电流经电容C2、稳压管DW2滤波稳压，供给时基电路555，并向电容C3充电。经过约1、1×R7×C3秒后，时基电路555翻转，时基电路555的（3）脚输出高电位，继电器J动作，JK1、JK2同时闭合，发电机2接通负载回路。延时加载过程完毕。二极管D3为继电器J的泄放回路。

在发电机2启动发电瞬间，为防止冲击电流效应引起继电器J误动作，造成触点JK1、JK2抖动的不良后果，加入防抖动电路，其电路由二极管D4、恒流管DH及电容C5连接构成。在电路加电瞬间，电容C5由恒流管DH充电，因DH动态电阻很大，使C5正极的电位接近于0，继电器J的端电压经D4被箝位在低电平，继电器J无法误动作。经短暂延时后，C5端电压升至接近电源电压，D4对继电器J的箝位作用解除，防抖动过程结束。发电机输出功率检测器8和启动控制器7也装在电磁屏蔽罩6内，电磁屏蔽罩6的波导出口11、12和13，分别为传动机构3进入电磁屏蔽罩6的波导入口、电源稳压器4和光纤传输线9出电磁屏蔽罩6的波导出口。

本实用新型结构简单，成本低廉，由于系统结构设计及材料选用上的独特绝缘特点，可靠地实现了电网对负载在绝缘条件下实施供电彻底阻断了它们之间各种干扰传导发射的物理通道，实现高性能双向净化干扰的供电要求。特别对共模干扰，具有极高的衰减指标，因而是一种应用范围非常广泛的净化电源。

Claims

1、一种电子设备双向净化电源，包括利用市电电网能源的电动机1、由电动机1带动的发电机2和连接电动机1与发电机2的传动机构3，发电机2输出端接有电源稳压器4，其特征在于：

(1)电动机1和发电机2之间采用电绝缘的传动机构3，实现电动机1和发电机2之间的机械传动耦合，电动机1和发电机2的电机座5和21也采用电绝缘材料；

(2)采用安放发电机2、电源稳压器4、发电机输出功率检测器8和发电机启动延时加载控制器7的电磁屏蔽罩6；电磁屏蔽罩6的波导出口11、12和13，分别为传动机构3进入电磁屏蔽罩6的波导入口、电源稳压器4和光纤传输线9出电磁屏蔽罩6的波导出口；

(3)发电机2的输出端到电动机1的输入端之间接入控制电动机1输入功率自动控制系统；

(4)在发电机2和稳压器4之间接入发电机启动延时加载控制器7。

2、根据权利要求1所述的电子设备双向净化电源，其特征在于上述的传动机构3由绝缘隔离传动棒16、连接绝缘隔离传动棒16与电动机1的输出轴14的套筒19、连接绝缘隔离传动棒16与发电机2输入轴15的套筒22及销键组成，绝缘隔离传动棒16采用工程塑料或玻璃钢或陶瓷或胶木。

3、根据权利要求1所述的电子设备双向净化电源，其特征在于上述的发电机2的输出端到电动机1的输入端之间接入控制电动机1输入功率的自动控制系统由发电机输出功率检测器8、光纤传输线9和电动机输入功率控制器10组成，发电机输出功率检测器8由电流互感器L、晶体二极管D1、D2、晶体三极管T、发光二极管LD以及电位器R3、R5、电阻R4组成，将电流互感器接在发电机2的输出电路中；电动机输入功率控制器10由双向可控硅3CTS、双向二极管2CTS以及电阻R1、R2、电容C1和光敏电阻Rg组成，构成接在电动机1电源电路中的可控硅触发电路。

4、根据权利要求1所述的电子设备双向净化电源，其特征在于上述的发电机2和稳压器4之间接入的发电机启动延时加载控制器7由继电器J、时基电路555、桓流管DH、稳压管DW2、整流桥ZD、二极管D3、D4、电容C2、C3、C4、C5以及电阻R6、R7组成，JK1、JK2是继电器J的常开触点。