SU1325444A1 - Источник питани с комплексной защитой - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электро технике и может быть использовано дл  питани  технических средств вычислительной техники, устройств авто ;матики, телемеханики и электронной техники. Цель - расширение функциональных возможностей и исключение ложных срабатываний защиты от токовых перегрузок в пусковых режимах. Это достигаетс  путем введени  узла 14 защиты от пониженного выходного напр жени , индикатора 21 и исполнительного узла 22. Понижение выходного напр жени  приводит к срабатыванию узла 14, вызывающему срабатывание узла 11 защиты от ., токовых перегрузок и открыванию тиристора защиты 17, что, в свою очередь, включает индикацию и стимулирует срабатывание и фиксацию состо ни  исполнительного узла 22, отключающего стабилизатор. 4 з.п.ф-лы, 3 ил. i (Л со to СП 4 4 4

Description

Изобретение относитс  к электротехнике , в частности к устройствам электропитани  радиоэлектронной аппа ратуры, и может быть использовано дл питани  технологических средств вычислительной техники, устройств авто матики, телемеханики и электронной техники, средств св зи и радиоаппаратуры .

Целью изобретени   вл етс  расширение , функциональных возможностей комплексной защиты и .исключение ложных срабатываний защиты от токовых перегрузок в пусковых режимах.

На фиг, 1-3 приведена схема источ инка питани  с комплексной защитой.

Источник питани  с комплексной защитой содержит предохранитель 1, трансформатор 2, выпр митель 3 и фильтр 4 вспомогательного источника, выпр митель 5, входной фильтр 6 и выходной фильтр 7 стабилизатора, регулирующий элемент 8, усилитель 9 обратной св зи, узел 10 защиты от по вышенного входного напр жени , узап 11 защиты от токовых перегрузок, .узел 12 защиты от пониженного входно го напр жени , узел 13 защиты от по вьшенного выходного напр жени ,узел 14 защиты от пониженного выходного напр жени , термоконтакты 15 и 16, тиристор 17, диоды 18 и 19, нагрузоч . ный резистор 20, индикатор 21 аварий його состо ни  и исполнительный узел 22 универсальной защиты. Трансформатор 2, выпр митель 3, состо щий из диодов 23 и 24, фильтр 4 и диод 18 образуют вспомогательный источник. Выпр митель 5 состоит из диодов 25 и 26. Регулирующий элемент 8 состоит из согласующего транзистора 27 и транзистора 28.

Узел 10 образован элементами 29 - 32 и представл ет собой транзисторный ключ с пороговым эле ментом (динистором 29) в .базовой цепи.

Узел 11 образован элементами 33-36 и представл ет собой транзисторный усилитель (ключ). Датчиком тока  вл етс  резистор 35, измерительно-усилительным элементом - транзистор 34. Резистор 33 ограничивает , ток в цепи управл ющего электрода тиристора 17, резистор 30 ограничивает ток в базовой цепи транзистора 32.

Узел 12 образован элементами 37 - 48 и представл ет собой триг

5

0

5

0

5

0

5

0

5

герную схему с исходным нулевым состо нием, соответствуюшим выключенному мощному транзистору 47, с возможностью потенциально-импульсного управлени  узлом по входу установки в единичное состо ние (через пороговый элемент - стабилитрон 37) и потенциального управлени  по входу установки в нулевое состо ние транзистором 32.

Напр жение на коллектор транзистора 27, усилитель 9 и резистор 48 поступает только через открытый транзистор 47. При включении источника питани  транзистор 47 закрыт. Включение транзистора 47 осуществл етс  только в момент срабатывани  узла 12 (через стабилитрон 37). Вы- к.лючение транзистора 47 осуществл ет- с  выходным сигналом транзистора 32, включающегос  при срабатывании узлов 10,11, 13 и 14 универсальной защиты и при замыкани х термоконтактов 15 и 16,

Узел 13 образован элементами 49 - 55 и представл ет собой компаратор напр жений на Транзисторе: опорного и части выходного напр жени  стабилизатора. Сигнал на выходе компаратора вьщел етс  только в случае превышени  выходным напр жением стабилизатора заданного (расчетного) значени .В Iостальных случа х выходной сигнал компаратора отсутствует.

Узел 14 образован элементами 56 - 67 и представл ет собой компаратор напр жений на транзисторе: опорного и части выходного напр жений стабилизатора. Сигнал на выходе компаратора выдел етс  только в случае понижени  выходного напр жени  стабилизатора .ниже заданного (расчетного ) значени  при работе источни - ка питани  в стационарных режимах. В остальных случа х выходной сигнал компаратора отсутствует.

Индикатор 21 образован светодио- дом 68 и ограничительным резисто.ром 69.

Узел 22 образован реле 70 и ограничительным резистором 71,.

Конденсатор 72 подключен между выводами базы .и эмиттера транзистора 34.

Выпр мленное выпр мителем 3 напр жение поступает на резистор 64. Сглаженное фильтром 6 напр жение поступает через перв уто размыкалзщуюс  контактную группу реле 70 на стабилитрон 37 и на коллектор транзистора 28. Сглаженное фильтром 4 напр жение поступает на обмотку реле 70, светодиод 68,резистор 20 и через вторую размыкающуюс  .контактную группу реле 70 - на анод динистора 29, термокон- такты 15 и 16, транзистор 34, резистор 35, а через резистор 35 и транзистор 47 - на коллектор транзистора 27 и усилитель 9. Эмиттер транзистора 27 соединен с базой транзистора 28, а эмиттер последнего - с фильтром 7. Стабилизированное выходное напр жение с фильтра 7 поступает на резисторы 49, 54 и 56, на анод диода 19, и на усилитель 9, второй вход которого подключен к общей шине, третий вход - к коллектору транзистора 27, а выход - к базе последнего. Катод диода 19 соединен

13

с резисторами 71, 69, 20 и анодом тиристора 17, управл ющий электрод последнего - с резистором 33, а катод с общей шиной. Динистор 29 и термоконтакты 15 и 16 подключены параллельно цепи эмиттер-коллектор транзистора 34, база последнего подключена к выходам узлов 13 и 14, а коллектор соединен с резисторами 30 и 33.

Источник питани  с комплексной- защитой работает следующим образом.

При включении источника питани  зар жаютс  емкости фильтров 6 и 4, а также конденсатор 67 по цепи: диоды 23 и-24, резистор 64, диод 65 Транзисторы источника питани  закрыты до момента, когда напр жение на фильтре 6 превысит напр жение стабилизации стабилитрона 37.После этого стабилитрон пробиваетс  и открываетс  транзистор 46, что вызывает открывание мощного транзистора 47, поступление напр жени  с фильтр , 4 Через резистор 35 и транзистор 47 на коллектор транзистора 27 и на усилитель 9 обратной св зи, а также на базу транзистора 46 через резистор 48 и диод 42.

Выходной фильтр. 7 стабилизатора начинает зар жатьс .

Разр женный конденсатор 72 тпун тирует переход база - эмиттер транзистора 34, удержива  транзистор в

закрытом состо нии на врем  переход- .55 вает выключение транзисторов 46 и

ных процессов в стабилизаторе.

В переходных режимах запщта от пониженного выходного напр жени  стабилизатора не срабатьшает, так как

47 и, как следствие, прекращение т ка через транзисторы 27 и 28.

Включение тиристора 17 вызывает свечение светодиода 68, сигнализи - ц, f5

20

25

3254444

параметры элемента задержки, состо щего из резистора 64, конденсатора 67, германиевого диода 65 и кремниевого диода 63 обеспечивают надежное запирание транзистора 60 на врем  , : переходных процессов в источнике тани  за счет большой посто нной времени цепи зар да конденсатора 67 и разницы в падени х напр жени  на кремниевом и германиевом диодах.

При номинальном выходном напр жении стабилизатора транзистор 60 зад- перт напр жением, поступающим на его эмиттер с резистора 57, транзистор 53 заперт положительным потенциалом катода стабилитрона 55, превышающим, потенциал базы транзистора.

Если ток, протекающий через резистор 35, не прев ышает величину, соответствующую номинальному значению тока срабатывани  защиты от перегрузок , то транзистор 34 закрыт и его ток утечки не может вызвать открывание транзистора 32 и тиристо ра 17.

Если входное напр жение источника питани  не превьшает заданное (расчетное ) значение, то динистор 29 находитс  в выключенном состо нии и его ток утечки не может вызвать открывание транзистора 32 и тиристора 17,

При отключени х источника питани  от сети защита от пониженного выходного напр жени  не должна сра- :батывать. Это достигаетс  выключением диодов 65 и 18, исключающих возможность отпирани  транзистора 60 за счет накопленной энергии кон- . денсатором 67 и фильтром 4 соответственно .

Защита перехода эмиттер - база транзистора 60 от обратных напр жений при отключени х источника питани  осуществл етс  диодом 61 и резис тором 62.

/ При превьшении напр жением фильтра 6 напр жени  переключени  динистора 29 последний включаетс , что вызывает включение транзистора 32 и ти ристора 17 токами, протекающими через резисторы 30 и 33 соответственг : но.

Включение транзистора 32 вызьша30

35

40

45

50

вает выключение транзисторов 46 и

47 и, как следствие, прекращение тока через транзисторы 27 и 28.

Включение тиристора 17 вызывает свечение светодиода 68, сигнализи ,

рующего о срабатывании защиты, и включении реле 70, которое первой размьжающейс  контактной группой отключает силовой транзистор 28 от фильтра 6,. а второй размыкающейс  контактной группой - шину питани  узлов защиты от фильтра 4. Третьей размыкающейс  контактной группой ; . реле может отключать от сети периферийные устройства, работа которых нецелесообразна после отключени  ис точника, питающего центральное устройство (предполагаетс , что предлагаем источник используетс  дл  питани  центрального устройства).

Четвертой (замыкающейс ) контакной группой реле может включать вненее устройство аварийной сигнализации ,

Кроме того, включение тиристо- ра вызЬюает скачкообразное уменьшение направлени  фильтра 7 до величины , равной сумме напр жений на открытом диоде 19 и тиристоре , что, в свою очередь, вызывает вклю- чение транзистора 60 в каждом полупериоде напр жени , выпр мленного выпр мителем 3, и открывание транзистора 34 коллекторным током транзистора 60 до момента сраба тывани  реле 70. Однако после включени  тиристора 17 эти переключени  транзисторов значени  не имеют, так как они не измен ют состо ни  тиристора , а тепловые режимы наиболее нагруженных узлов источника питани  - регулирующего элемента 8, трансформатора 2 и выпр мител  5 начинают приходить в норму.

Резистр 20 предотвращает возмож- кое выключение тиристора 17 из-за изменени  его анодного тока после разр да фильтра 7, удержива  его во включенном состо нии до отключе - ни  источника питани  оператором. Наличие резистора 20 об зательно, если сумма токов, протекающих через реле 70 и светодиод 68, меньше тока выключени  тиристора 17.

При замыкании термоконтактов 15 и 16 (или обоих одновременно) срабатывание защиты происходит аналогично описанному за исключением того что динистор 29 остаетс  в выключенном состо нии, а напр жение фильтра 4 поступает на резистор 30 через замкнутый термоконтакт.

Увеличение тока нагрузки стабилизатора вызывает увеличение разового

5 о

0 5

0 5

5

тока транзистора 28 и коллекторного тока транзистора 27, что приводит к увеличению падени  напр жени  на датчике 35 тока. При возрастании напр жени  на датчике 35 до величины, соответствующей заданному (расчетному ) значению срабатывани  защиты, транзистор 34 открываетс  идальнейший процесс работы схемы защиты повтор етс .

При превышении входным напр жением стабилизатора номинального значени  напр жени  срабатьшани  защиты транзистор 53 открываетс , образу  цепь дл  протекани  базового тока- транзистора 34 и его открывание. Дальнейший процесс работы схемы защиты повтор етс . Порог срабатьшани  защиты от повьш1енного выходного на- пр жени  стабилизатора определ етс  напр жени ми стабилитрона 55 и ре- зистивного делител  4§..

Когда выходное напр жение стабилизатора , понижа сь, становитс  меньще номинального значени  напр жени  срабатывани  защиты, открываетс  транзистор 60, вызыва  включение транзистора 34, Дальнейший процесс работы схем защиты повтор етс . Порог срабатывани  защиты от пониженного выходного напр жени  стабилизатора определ етс  напр жени ми резистивного делител  56-58, стабилитрона 66 и диодов 63 и 65.

Claims (5)

1. Источник питани  с комплексной защитой, содержащий предохранитель, включенный последовательно с первичной обмоткой трансформатора, к вторичным обмоткам которого подключены выпр митель стабилизатора с входным фильтром и выпр митель вспомогательного источника с фильтром, регулирующий элемент, управл ющий вход которого подключен к выходу усилител  обратной св зи, входом подключенный к выходному фильтру, выходу регулирующего элемента и входу узла защиты от повьш1енного выходного нап  жени  выход которого подключен к первому входУ узла защиты от токовых перегрузок , второй вход которого подключен к резистивному датчику тока, соединенному одним выводом с анодом динистора узла защиты от повьш1енно- го входного напр жени , а другим выводом через исполнительный транзистор узла защиты от пониженного напр жени  подключен к .силовому выводу согласующего транзистора регулирующего элемента, выход узла защиты от токовых перегрузок соединен с катодом динистора, выводами подключенных пареллельно ему термоконтактов, вхо дом защиты от повьппенного входного напр жени  и через ограничи- тельный резистор - с управл ющим электродом тиристора защиты, катод которого соединен с общей шиной, выход узла защиты от повышенного входного напр жени  соединен с первым входом узла защиты от пониженного входного напр жени , второй вход которого соединен с силовым входом регулирующего элемента, отличающийс  тем, что, с целью расщирени  функциональных: возможностей комплексной защиты, в него введены узел защиты от пониженного выход ного напр жени , первый диод, включенный между выпр мителем и фильтром вспомогательного источника, второй диод, включенньй между выходным фильтром стабилизатора и анодом тиристора защиты, и :параллельно соединенные индикатор аварийного отклю- чени  источника питани , нагрузочный резистор и исполнительный узел защиты , включенные между фильтром вспомогательного источника и анодом тиристора защиты, причем перва  размы- кающа  контактна  группа исполнительного узла-защиты включена между входным фильтром стабилизатора и силовым входом регулирующего элемента, а вто ра  размыкающа  контактна  группа включена между фильтром вспомогательного источника и анодом динистора, выход узла защиты от повьшенного вы-с ходкого напр жени  подключен к выходу узла защиты от пониженного выход- ного напр жени , вход которого соединен с выходом выпр мител  вспомогател ного источника.

2.Источник по п. I, отличающийс  тем, что, с целью исключени  срабатываний защиты от токовых перегрузок в пусковых режимах при работе на нагрузку емкост ного характера, в него введен конденсатор , подключенньш между базой и эмиттером транзистора узла защиты от токовых перегрузок.

3.Источник по п. , отличающийс  тем, что узел защиты от пониженного выходного напр жени  выполнен на транзисторе, стабилитроне , третьем, четвертом и п том диодах, конденсатора и шести резисторах , причем первый, второй и третий резисторы образуют регулируемый делитель выходного напр жени  стабилизатора , выход которого подключен к эмиттеру транзистора и к аноду третьего диода, катод которого соединен с базой транзистора, катодом четвертого диода и через четвертый резис . : тор - с общей шиной, коллектор транзистора через п тый резистор соединен с выходом узла защиты,.а база транзистора через четвертый диод подключен к выходу источника опор- ного напр жени , выполненного из последовательно соединенных шестого резистора, п того диода и стабилитрона , параллельно которому подключен конденсатор, анод указанного стабилирона соединен с общей пшной, а катод - с катодом п того диода, анод которого подключен к аноду четвертого диода.

4.Источник по п. 1, о т л и - чающийс  тем, что индикатор выполнен из последовательно соединенных светодиода и резистора.

5.Источник по п. I, отличающийс  тем, что исполнительный узел выполнен из последовательно соединенных реле и резистора.

Составитель В. Баранов Редактор Н. Егорова Техред А.Кравчук Корректор М„ Декчик

Заказ 3108/43 Тираж 863 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4