RU103626U1

RU103626U1 - POWER SUPPLY PROTECTION DEVICE

Info

Publication number: RU103626U1
Application number: RU2010145627/28U
Authority: RU
Inventors: Владимир Александрович Зулькарнеев
Original assignee: Закрытое Акционерное Общество "Корпоративный институт электротехнического приборостроения "Энергомера"
Priority date: 2010-11-09
Filing date: 2010-11-09
Publication date: 2011-04-20

Abstract

Устройство защиты блока питания, содержащее на входе резистор с отрицательным температурным коэффициентом, соединенный с выпрямителем напряжения, который соединен с ключом включения, соединенным с корректором коэффициента мощности, который соединен с выходным фильтром, подающим сигналы напряжения на нагрузку, блок служебного питания, содержащий внутренний источник опорного напряжения, обеспечивает питанием ключ включения и корректор коэффициента мощности, отличающееся тем, что дополнительно введена связь ключа включения с внутренним источником опорного напряжения устройства служебного питания, осуществляющая управление ключом включения в момент, когда корректор готов к работе и находится в режиме плавного пуска. A power supply device protection device comprising a negative temperature coefficient resistor connected to a voltage rectifier connected to a power switch connected to a power factor corrector connected to an output filter supplying voltage signals to the load, an auxiliary power supply unit containing an internal source reference voltage, provides power to the power switch and power factor corrector, characterized in that the connection of the power switch with the internal it is the source of the reference voltage of the auxiliary power device, which controls the switch key at the moment when the corrector is ready for operation and is in soft start mode.

Description

Заявляемая полезная модель относится к области измерительной техники и предназначена для использования в установках для поверки трехфазных и однофазных электронных и индукционных счетчиков электрической энергии, в частности, в источнике испытательных сигналов.The inventive utility model relates to the field of measurement technology and is intended for use in installations for checking three-phase and single-phase electronic and induction electric energy meters, in particular, in the source of test signals.

В настоящее время известны схемы блоков питания источников испытательных сигналов, используемые в установках для поверки и калибровки счетчиков электрической энергии, например, в установке для поверки счетчиков электрической энергии СУ201[1] и в устройстве по патенту на полезную модель [2]. Известные устройства предназначены для использования в установках для поверки трехфазных и однофазных счетчиков электрической энергии как электронных, так и индукционных.Currently known circuits of power supplies of test signal sources used in installations for checking and calibrating electric energy meters, for example, in an installation for checking electric energy meters SU201 [1] and in the device according to the patent for utility model [2]. Known devices are intended for use in installations for checking three-phase and single-phase electric energy meters, both electronic and induction.

В аналогах [1] и [2] блок питания выполнен по схеме корректора коэффициента мощности с преобразователем и как вариант без него.In analogues [1] and [2], the power supply is made according to the power factor corrector circuit with a converter and, as an option, without it.

Известные аналоги содержат: устройство служебного питания, выпрямитель напряжения силовой питающей сети, ключ включения, схему управления ключом, корректор коэффициента мощности, фильтр напряжения постоянного тока. В качестве элемента защиты используется резистор с отрицательным температурным коэффициентом, а также корректор коэффициента мощности, используемый в режиме плавного пуска.Known analogues include: a service power device, a voltage rectifier of the power supply network, a power switch, a key management circuit, a power factor corrector, a DC voltage filter. As a protection element, a resistor with a negative temperature coefficient is used, as well as a power factor corrector used in the soft start mode.

Недостатком аналогов является то, что в момент включения силового питания происходит заряд фильтрующих емкостей (конденсаторов) импульсным током, который в этот момент не контролируется и не управляется. Защитный резистор, если он находится в нагретом состоянии, не защищает элементы от импульсного броска тока. Это может привести к пробою выпрямительных диодов, что снижает общую надежность испытательных средств.The disadvantage of analogues is that at the moment of switching on the power supply, the filtering capacities (capacitors) are charged with a pulse current, which is not controlled and not controlled at this moment. A protective resistor, if it is in a heated state, does not protect the elements from an inrush current surge. This can lead to the breakdown of rectifier diodes, which reduces the overall reliability of the test means.

Ближайшим аналогом-прототипом является источник испытательных сигналов с защитой блока питания в установке СУ201 [1]. Прототип содержит резистор с отрицательным температурным коэффициентом, выпрямитель напряжения силовой питающей сети, ключ включения, схему управления ключом, которая подает сигнал включения непосредственно при поступлении питающего напряжения с устройства служебного питания, содержащего внутри источник опорного напряжения, корректор коэффициента мощности, фильтр напряжения постоянного тока,The closest analogue to the prototype is the source of test signals with the protection of the power supply in the SU201 installation [1]. The prototype contains a resistor with a negative temperature coefficient, a voltage rectifier of the power supply network, a power switch, a key management circuit that supplies a power signal directly when a power voltage is supplied from an auxiliary power device containing a reference voltage source inside, a power factor corrector, a DC voltage filter,

Недостаток схемы прототипа заключается в том, что схема управления ключом включения выдает сигнал включения непосредственно при поступлении питающего напряжения, при этом корректор коэффициента мощности в это время еще не готов к работе и не обеспечивает защиту от всплесков тока при больших нагрузках совместно с резистором с отрицательным температурным коэффициентом.The disadvantage of the prototype circuit is that the control circuit of the power switch generates a power-on signal immediately upon receipt of the supply voltage, while the power factor corrector is not yet ready for operation and does not provide protection against current surges at high loads together with a resistor with a negative temperature coefficient.

Целью заявляемой полезной модели является создание устройства защиты блока питания в источнике испытательных сигналов с двумя уровнями защиты: по уровню пускового тока силового питания с помощью резистора с отрицательным температурным коэффициентом и токовой защиты с помощью корректора коэффициента мощности. Это приведет к повышению надежности, как при пуске устройства, так и больших нагрузках.The purpose of the claimed utility model is to create a protection device for the power supply in the source of test signals with two levels of protection: in terms of the starting current of the power supply using a resistor with a negative temperature coefficient and current protection using a power factor corrector. This will increase reliability, both when starting up the device, and under heavy loads.

Для реализации цели введена дополнительно связь ключа включения с внутренним источником опорного напряжения устройства служебного питания.To achieve this goal, an additional connection of the switch-on key with an internal reference voltage source of the auxiliary power device has been introduced.

Общие признаки заявляемой полезной модели с прототипом:Common features of the claimed utility model with the prototype:

наличие на входе резистора с отрицательным температурным коэффициентом, соединенного с выпрямителем напряжения, который соединен с ключом включения, соединенным с корректором коэффициента мощности, который, в свою очередь, соединен с выходным фильтром, подающим сигналы напряжения на нагрузку. Блок служебного питания, содержащий внутренний источник опорного напряжения, соединен с ключом включения и корректором коэффициента мощности.the presence at the input of a resistor with a negative temperature coefficient connected to a voltage rectifier, which is connected to a power switch connected to a power factor corrector, which, in turn, is connected to an output filter that supplies voltage signals to the load. The auxiliary power unit containing an internal reference voltage source is connected to a power switch and a power factor corrector.

Отличительные признаки заключаются в том, что дополнительно введена связь ключа включения с внутренним источником опорного напряжения устройства служебного питания, которая осуществляет управление ключом включения в момент, когда корректор готов к работе, и находится в режиме плавного пуска. Это позволило контролировать и управлять током заряда емкостей фильтра и исключить неконтролируемые броски пускового тока.Distinctive features are that the connection of the switch-on key with the internal source of the reference voltage of the auxiliary power device is introduced, which controls the switch-on switch when the corrector is ready for operation and is in soft start mode. This made it possible to monitor and control the charge current of the filter capacities and to exclude uncontrolled inrush currents.

На фигуре изображена структурная схема заявляемого устройства.The figure shows a structural diagram of the inventive device.

На входе стоит резистор 1, последовательно соединенный с выпрямителем напряжения 2, ключом включения 3, корректором коэффициента мощности 4, выходным фильтром 5 и нагрузкой 6. Внутренний источник опорного напряжения 7 блока служебного питания 8 соединен с ключом включения 3, а блок служебного питания 8 соединен с ключом включения 3 и корректором коэффициента мощности 4.At the input there is a resistor 1 connected in series with a voltage rectifier 2, a power switch 3, a power factor corrector 4, an output filter 5 and a load 6. An internal reference voltage source 7 of the auxiliary power supply unit 8 is connected to the power switch 3, and the auxiliary power supply unit 8 is connected with switch key 3 and power factor corrector 4.

Устройство работает следующим образом. Входное напряжение от внешней сети питания через резистор 1 подается на выпрямитель напряжения 2, выпрямленное напряжение подается на ключ включения 3, которое при включении ключа поступает на корректор коэффициента мощности 4, где после обработки нужный полезный сигнал (постоянный ток выпрямленного напряжения) подается на выходной фильтр 5 и нагрузку 6. Блок служебного питания 8 при включении выдает питающее напряжение на корректор коэффициента мощности 4 и ключ включения 3, который дополнительно управляется посредством связи с внутренним источником опорного напряжения 7 блока служебного питания 8, при этом осуществляется временная задержка для подготовки к работе корректора коэффициента мощности 4. Так осуществляется двухступенчатая защита блока питания, как при пуске устройства, так и больших нагрузках, первая - за счет резистора 1 и вторая - за счет задержки включения ключа включения 3 с плавным пуском корректора 4.The device operates as follows. The input voltage from an external power supply network through a resistor 1 is supplied to a voltage rectifier 2, the rectified voltage is supplied to a power switch 3, which, when the key is turned on, is fed to a power factor corrector 4, where after processing the desired useful signal (direct current of the rectified voltage) is supplied to the output filter 5 and load 6. The power supply unit 8, when turned on, supplies the supply voltage to the power factor corrector 4 and the power switch 3, which is additionally controlled by communication with the internal the reference voltage source 7 of the auxiliary power supply unit 8, while there is a time delay for preparing the power factor corrector 4. The two-stage protection of the power supply is carried out both when the device is started and under heavy loads, the first due to resistor 1 and the second for account of the delay in the inclusion of the switch key 3 with a smooth start corrector 4.

Таким образом, положительный эффект заключается в возникновении временной задержки при включении ключа, необходимой для подготовки (старта работы), и достигается за счет того, что введена новая связь ключа включения с блоком служебного питания по сигналу внутреннего источника опорного напряжения, что обеспечивает корректный режим включения блока питания, при этом пусковой ток контролируется с момента включения и во всех режимах работы блока питания.Thus, the positive effect is the occurrence of a time delay when the key is turned on, which is necessary for preparation (start-up), and is achieved due to the fact that a new connection of the power key with the service power unit is introduced by the signal of the internal reference voltage source, which ensures the correct switching mode power supply, while starting current is monitored from the moment it is turned on and in all operating modes of the power supply.

Устройство промышленно применимо и может быть реализовано на следующих электронных компонентах: в качестве резистора 1 могут быть использованы терморезисторы B57364S0100M000 фирмы Epcos. В качестве выпрямителя напряжения 2 могут быть применены, например, диоды КД641ГС. Ключ включения 3 может быть реализован на транзисторах IRFPS37N50A фирмы International Rectifier. Корректор коэффициента мощности 4 может быть реализован на микросхеме типа L4981A фирмы ST Microelectronics. Выходной фильтр 5 может быть реализован на конденсаторах типа ЕНР-450 В-100 мкф±20% фирмы HITANO. Источник опорного напряжения 7 может использоваться от микросхемы типа L4981A. Блок служебного питания 8 может быть выполнен на микросхеме MC33363ADW фирмы ON Semiconductor.The device is industrially applicable and can be implemented on the following electronic components: Epcos B57364S0100M000 thermistors can be used as resistor 1. As a voltage rectifier 2 can be applied, for example, diodes KD641GS. Switch 3 can be implemented on transistors IRFPS37N50A manufactured by International Rectifier. The power factor corrector 4 can be implemented on a chip type L4981A from ST Microelectronics. The output filter 5 can be implemented on capacitors of the type ENP-450 V-100 microfarads ± 20% of the company HITANO. The reference voltage source 7 can be used from a chip type L4981A. The power supply unit 8 can be performed on the chip MC33363ADW company ON Semiconductor.

Используемая информация:Information used:

1. Установка для поверки однофазных счетчиков электрической энергии ЭНЕРГОМЕРА СУ201. Руководство по эксплуатации. http://www.energomera.ru/documentations/su201_re.pdf.1. Installation for checking single-phase electric energy meters ENERGOMER SU201. Manual. http://www.energomera.ru/documentations/su201_re.pdf.

2. Патент РФ на полезную модель №80245, пр. 01.09.2008, кл. МПК G01R 31/00.2. RF patent for utility model No. 80245, pr. 01.09.2008, cl. IPC G01R 31/00.

Claims

A power supply device protection device comprising a negative temperature coefficient resistor at the input connected to a voltage rectifier that is connected to a power switch connected to a power factor corrector that is connected to an output filter supplying voltage signals to the load, an auxiliary power supply unit containing an internal source reference voltage, provides power to the power switch and power factor corrector, characterized in that the connection of the power switch with the internal it is the source of the reference voltage of the auxiliary power device, which controls the switch key at the moment when the corrector is ready for operation and is in soft start mode.