PL155772B1 - Układ zabezpieczenia zasilacza i układu automatyki zasilanego z sieci napięcia stałego - Google Patents

Abstract

1. Układ zabezpieczenia zasilacza i układu automatyki zasilanego z sieci napięcia stałego, zawierający człon zwłoki czasowej połączony z jednym wejściem członu wykonawczego, którego zestyk zwiemy łączy dodatni biegun sieci zasilającej napięcia stałego z tranzystorową przetwornicą napięcia stałego, a zestyk rozwiemy podłączony jest z jednej strony do dodatniego bieguna sieci zasilającej napięcia stałego, przy czym wyjście przetwornicy tranzystorowej przez człon stabilizacji napięć ma połączenie z wejściami układu automatyki, ponadto układ zawiera człon kontroli napięć, którego wejścia są połączone z odpowiednimi wejściami układu automatyki, znamienny tym, że ma człon rozruchowy (2), którego jedno wejście jest połączone z członem zwłoki czasowej (1), a drugie wejście z członem kontroli napięć (3), natomiast wyjście członu rozruchowego (2) ma połączenie z drugim wejściem członu wykonawczego (4), którego zestyk rozwierny (22) z drugiej strony jest dołączony do układu automatyki (7).

Description

Przedmiotem wynalazku jest układ zabezpieczenia zasilacza i układu automtyki zasilanego z sieci napięcia stałego. Układ ten może być stosowany w różnych dziedzinach techniki zwłaszcza do aparatów, urządzeń i przekaźników automtyki regulacyjnej oraz zabezpieczeniowej w energetyce, zwanych dalej układem automtyki, ^mgających kilku różnych napięć zasilających a zasilanych z jednego źródła sieci napięcia stałego np. baterii akumulatorów.

Znany jest układ z polskiego opisu patentowego, pat nr 1387816, który zawiera impulsowy człon czasowy połączony równolegle z dwustanowym członem kontroli napięć. Człony te sterują układem wykonawczym w postaci przekaźnika, który załącza swoim zestykeem zwiernym napięcie zasilające tranzystorową przetwornicę napięcia stałego typu DC/Dc, a zestykiem rozwiern^m sygmlizuje brak jednego z napięć pomom-czych.

Działanie tego układu polega na tym, że z chwilą pocMania napięcia ze źródła napięcia sta155 772 lego zostaje wysłany impuls z impulsowego członu czasowego, który spowoduje natychmiastowe zadziałanie układu wykonawczego uruchamiającego przetwornicę. Pojawienie się wszystkich napięć pomocniczych w czasie działania członu impulsowego spowoduje podtrzymanie działania układu wykonawczego poprzez dwustanowy człon kontroli napięć, a tym samym podtrzymanie zasilania przetwornicy i jej dalszą pracę. Natomiast brak któregokolwiek napięcia pomoo,niczego spowoduje przerwanie działania układu wykonawczego, a więc odłączenie napięcia zasilającego przetwornicę i przerwanie jej działania. Stan ten jest sygnalizowany w sposób optyczny.

Rozwiązanie powyższe ma szereg wad. Należy do nich bezzwłoczne wzbudzenie przetwornicy z chwilą podania napięcia z sieci zasilającej napięcia stałego.

Szczególnie w przypadku krótkotrwałych przerw w tej sieci wstępują identyczne przerwy w pracy przetwornicy, a tym samym przerwy w zasilaniu układu automtyki, co może być przyczyną powstawania stanów nieustalonych w obwodach układu automtyki, a tym samym może spowodować niewłaściwe jego zadziałanie, co jest szczególnie niebezpieczne w układach sterowania i regulacji. Wadą jest również brak kontroli napięcia pomocniczego w przypadku uszkodzenia jednego z trzech szeregowo połączonych tranzystorów dwustanowego członu kontroli napięć. Przebicie złącza kolektor - emiter tranzystora syimiluje istnieje kontrolowanego napięcia pomimo jego braku i podtrzymnie działania układu wykonawczego poprzez człon kontroli napięć, a tym samym dalszą pracę przetwornicy. Do wad należy ponadto duża ilość elementów co zwiększa koszt oraz zmńejsza stopień niezawodności układu.

Wymienione wady eliminuje układ weiług wyralazku, zatwierający człon rozruchowy, którego jedno wejście jest połączone z członem zwłoki czasowej, drugie wejście z członem kontroli napięć, a wyjście dołączone jest do wejścia członu wykonawczego. Drugie wejście członu wykonawczego ma połączenie z członem zwłoki czasowej, przy czym zestyk zwiemy członu wykonawczego łączy doadatni biegun sieci zasilającej napięcia stałego z tranzystorową przetwornicą napięcia stałego, a zestyk rozwierny z jednej strony jest dołączony do dodatniego bieguna sieci zasilającej zaś z drugiej strony do układu automityi^^. Wyjście tranzystorowej przetwór nicy napięcia przez człon stabilizacji napięć ma połączenie z wejściami układu automatyki, które jednocześnie są połączone z wejściami członu kontroli napięć. Człon zwłoki czasowej zawiera diodę Zenera, której anoda połączona jest z bazą tranzystora, a katoda z punktem wspólnym rezystorów; drugie końce tych rezystorów włączone są między dodatni i ujemny biegun napięcia zasilającego. Między punkt wspólny tych rezystorów i ujemny biegun napięcia zasilającego włączony jest kondensator. Emiter tranzystora Π3 połączenie z kolejnym rezystorem którego drugi koniec jest połączony z ujemnym biegunem napięcia zasilającego, oraz z członem rozuącrovym. Ponadto do wyIiienirnjgo punktu wspólnego rezystorów dołączona jest anoda

Człon rozruchowy również zawiera tranzystor, którego baza połączona jest przez człon różniczkujący złożony z kondensatora i rezystora z e.mtel^^i tranzystora lmeszązonjgr w czło nie zwłoki czasowej, oraz przez kolejne rezystory z dodatnim biegumem napięcia zaselajsąjj?gr, natoiiiast emiter połączony jest z anodą diody, której katoda ma połączenie z ujemnym biegunem napięcia zasilającego, zaś kolektor jest połączony z członem wykonawczym i z katodą diody umieszczonej w członie zwłoki czasowej.

Układ według wyralazku zabezpiecza układ automatyki przed włączeniem do go eksploatacji lub niewłaściwym jego zadziałaniem w przypadku niesprawności obwodów zasilania, braku któregokolwiek z rapięć pomocniczyąh stałych oraz przy chwilowych zanikach napięcia stałego sieci zasilającej, eliminując stany nieustalone i związane z nimi zakłócenia, chroni również układ przetwornicy tranzystorowej w przypadku nieprawidłowej pracy lub awarii układów prostowniczych, filtuujących lub stabilizaroóiw pomocniczych napięć stałych.

Wynnaazek jest bliżej objaśniony w przykładzie wykorania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat blokowy, a fig. 2 schemt blokowo-ideowy układu.

Układ wdług wyralazku wyyorzystuje zasilany bezpośrednio z sieci zasilającej napięcia stałego Ug człon zwłoki czasowej 1 połączony poprzez człon rozruchowy 2 z członem kontroli

155 772 napięć 3 oraz z układem wykonawczym 4, który poprzez swoje zestyki łączy dodatni biegun sieci zasilającej Ug z tranzystorową przetwornicą napięcia 5 oraz z układem automatyki 7. Przetwornica przykładowo typuDC/DC, wytwarza napięcie dla członu stabilizacji napięć 6, zasilającego układ automatyki 7 pommiczymi napięciami stałymi, które doprowadzone są również do członu kontroli napięć 3. W momencie doprowadzenia napięcia stałego U₀ poprzez zestyki przełączające członu wykonawczego 4 zostaną wstępnie uformowane tym napięciem odpowiednie układy czasowe, źródła napięcia odniesienia i komparatory układu automatyki 7, co skutecznie eliminuje stany nieustalone mogące wstąpić w eoαlencie doprowadzenia napięć zasilających do układu automatyki 7, oraz zostanie uruchomiony człon zwłoki czasowej 1, zawierający tranzystor 9, którego baza połączona jest z anodą diody Zenera 10, katoda tej diody dołączona jest do punktu wspólnego rezystorów 12 i 13, których drugie końce podłączone są do dodatniego i ujem nego bieguna napięcia zasilającego U_D, a ponadto między punkt wspólny rezystorów 12, 13 i ujemny biegun napięcia zasilającego U, podłączony jest kondensator 11, zaś emiter tranzystora 9 połączony jest z jednym końcem rezystora 8 oraz z członem rozruchowym 2, drugi koniec rezystora 8 połączony jest z ujemnym biegunem napięcia zasilającego Ug.

Po zwłoce czasowej określonej stałą czasową RC elementów 11, 12 tranzystor 9 przejdzie w stan przewodzenia, a zmiana stanu napięcia na jego emiterze po zróżniczkowaniu przez człon różniczkujący utworzony z kondensatora 15 i rezystora 16, spowoduje przejście tranzystora 17 członu rozruchowego 2 w stan przewodzenia na czas określony stałą czasową CR układu różniczkującego. Emiter tego tranzystora połączony jest poprzez diodę 18 z u.jmnn^y^m biegimem napięcia Ug, zaś baza dołączona jest poprzez szeregowo połączone rezystory 19 i 20 z dodatnim biegunem napięcia Ug, przy czym do punktu wspólnego tych rezystorów dołączony Jest człon kontroli napięć 3. Kolektor tranzystora 17 połączony jest z układem wykonawczym 4, a więc przejście tranzystora 17 w stan przewodzenia pobudzi człon wykonawczy 4, który Swoim zestykiem zwiernym 21 poda napięcie zasilania do tranzystorowej przetwornicy napięcia 5. Wytworzy ona napięcie dla członu stabilizacji napięć 6, stabilizujących pomoonćcze napięcia stałe zasilające układ automatyki 7, których ilość może być dowolna w zależności od potrzeb układu automatyki 7. Napięcia te kontrolowane są za pomocą zaporowo spolaryzowanych diod oraz przyłączonych do nich rezystorów rozładowujących. Obecność wzystkich kontrolowanych napięć pomocniczych z członu stabilizacji napięć 6 spowoduje podtrzymanie tranzystora 17 nadal w stanie przewodzenia po zaniku impulsu różniczkującego, natomiast brak jednego z tych napięć pomocniczych doprowadzi do spolaryzowania diody kontrolującej to napięcie w kierunku przewodzenia, co wprowadzi tranzystor 17 w stan nieprzewodzenia i odw:budzi układ wykonawczy 4, odłączając swoim zestykiem zwiernym 21 napięcie zasilające tranzystorową przetwornicę napięcia 5 przerywając jej prace, a tym samym zostanie przerwane zasilanie układu automatyki pomocniczymi napięciami stałymi. Stan ten będzie trwał do chwili odłączenia i ponownego załączenia napięcia Jg.

C układzie zastosowano diodę 14 załączoną między punkt wspólny rezystorów 12, 13 członu zwłoki czasowego 1 oraz kolektor tranzystora 17 członu rozruchowego 2, przez którą następuje gwałtowne rozładowanie kondensatora 11 przy krótkotrwałych zanikach napięcia Ug, a ponowne pojawienie się tego napięcia powoduje normalne działanie członu zwłoki czasowej 1 o stałej czasowej RC elementów 11, 12, a tym samym zadziałanie przetwornicy tranzystorowej 5 napięcia po tym czasie opóźnienia.

155 772

fig.2

155 772

fig.1

Zakład Wydawnictw UP RP. Nakład lOOegz. Cena 3000 zł

Claims (3)

Zastrzeżenia patentowe

1. Układ zabezpieczenia zasilacza i układu auttmtyki zasilanego z sieci napięcia stałego, zawierający człon zwłoki czasowej połączony z jednym wejściem członu wyktrujwczego, którego zestyk zwiemy łączy dodatni biegun sieci zasilającej napięcia stałego z tranzystorową przetwornicą napięcia stałego, a zestyk rozwierny podłączony jest z Jednej strony do dodatniego bieguna sieci zasilającej napięcia stałego, przy czym wJście przetwornicy tranzystorowej przez człon stabilizacji napięć mi połączenie z wejściami układu automtyki, ponadto układ zawiera człon kontroli napięć, którego wejścia są połączone z odpowiednimi wejściami układu automatyki, znamienny tym, że mi człon rozrucltowy /2/, którego jedno wejście jest połączone z członem zwłoki czasowej /1/, a drugie wejście z członem kontroli napięć /3/, natom^st wjście członu rozruchowego /2/ mi połączenie z drugim iwjściem członu wykonawczego /4/, którego zestyk rozwierny /22/ z drugiej strony jest dołączony do układu automtyki /7/.

2. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że człon zwłoki czasowej /1/, zawiera diodę Zenera /10/, której anoda połączona jest z bazą tranzystora /9/, a katoda mai połączenie z punktem wspólnym rezystorów /12, 13/, których drugie końce włączone są między dodatni i ujemny biegun napięcia zasilającego /Ug/, ponadto między punkt wspólny wymienionych rezystorów /12, 13/ i ujemny biegun napięcia zasilającego Ug podłączony jest kondensator /11/, zaś emiter tranzystora /9/ mi połączenie z kolejnym rezystorem /8/, którego drugi koniec jesr połączony z ujemnym biegunem napięcia zasilającego /Ug/, przy czym emiter tranzystora /9/ jest równocześnie połączony z członem rozIlιctoojym /2/, ponadto do punktu wspólnego rezystorów /12, 13/ dołączona jest anoda diody /14/,

3. Układ ^dług zastrz. 1, znamienny tym, że człon rozruchowy /2/ zawiera tranzystor /17/, którego baza połączona jest, przez człon różniczkujący złożony z kondensatora /15/ i rezystora /16/, z emiterem tranzystora /9/ umieszczonego w członie zwłoki czasowej /1/ oraz przez kolejne rezystory /20, 19/ z dodatnim biegunem napięcia zasilającego /U_D/ a

natomiast emiter tranzystora /17/ mi połączenie z anodą diody /18/, której katoda połączona jest z ujemnym biegunem napięcia zasilającego /Ug/, zaś kolektor tego tranzystora /17/ mi połączenie z członem wykonawczym /4/ i z katodą diody hhl umieszczonej w członie zwłoki czasowej /l/.

* * *