SU1473049A1 - Источник питани с бестрансформаторным входом - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в устройствах преобразовани  электрической энергии. Цель изобретени  - повышение надежности работы в широком диапазоне питающих напр жений. Источник питани  содержит сетевой выпр митель 1, цепь 2 ограничени  тока зар да конденсатора 3, силовые ключи 4, трансформатор 6, блок 12 прерывани  сигналов управлени  от цепи 5, блок 13 защиты от короткого замыкани  нагрузки, блок 14 задержки срабатывани  блока 13, устройства 15 и 16 контрол  повышени  и понижени  напр жени  сети и блок 17 запрета включени  блока 14 задержки. При недопустимом отклонении величины напр жени  сети от номинальной срабатывает устройство 15 (или 16) контрол , вызывающее срабатывание блоков 12 и 17. Ключи 4 запираютс , и напр жение на нагрузке исчезает. После возврата напр жени  сети в допустимые пределы работа источника питани  восстанавливаетс . При коротком замыкании срабатывают блоки 14, 13 и 12 и ключи 4 запираютс . Дл  нового включени  источника питани  необходимо сн ть и подать сетевое напр жение. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в устройствах преобразовани  электрической энергии,

Цель изобретени  - повышение надежности работы в широком диапазоне питаюи51х напр жений.

На чертеже изображена структурна  схема -источника питани  с бес- трансформаторным входом.

Источник питани  содержит сетевой выпр митель 1, цепь 2 ограничени  тока зар да конденсатора 3 входного фильтра, силовые ущ)авл ем 1е ключи 4 с цепью 5 управлени  ими, трансформатор 6, имеющий первичную обмотку 7 и вторичную обмотку 8, к которой через, выходной выпр митель 9 и конденсатор Ю выходного (1ильтра подключена нагрузка 11,

Источник питани  включает в себ  блок 12 прерывани  сигналов цепи 5 управлени  силовых ключей 4, блок 13 защиты от короткого за{ 1кани  нагруз ки, блок 14 задержки срабатывани  блока 13, устройство 15 контрол  повышени  напр жени  сети, устройство 16 контрол  понижени  напр жени  сети и блок 17 запрета включени  бло ка 14 задержки (то есть удержани  блока 14 задержки в исходном состо нии ) ,

Выход блока 13 защиты от короткого за1«ыкани  подключен к первому вхо ду блока 12 прерывани , а вход блока 13 подключен к выходу блока 14 задержки , первый вход которого подклю- чен к цепи нагрузки 11, Входы уст-; ройств 15 и 16 подключены к обклад- кам конденсатора 3 входного фильтра первые выходы устройств 15 и 16 подключены соответственно к второму и третьему входам блока 12 прерывани  а вторые выходы устройств 15 и 16 подключены соответственно к первому и второму входам блока 17 запрета, выход которого подключен к второму входу блока 14 задержки.

Источник питани  может быть собран по двухкратной схеме со средней точкой и включать в себ  два ключа 4-1 и 4-2, коммутирующие две полуобмотки 7-1 и 7-2. Блоки 15 и 16 могут содержать, например, компаратор, один из входов которого подключен к источнику опорного напр жени , а другой вход через реэистивный делитель под

0

5 Q

д

0

5

ключей к источнику напр жени , пропорционального напр жению сети.

Блок 17 запрета выполнен в виде нормального открытого транзисторного каскада с общим эмиттером, база транзистора которого подключена через диодр к выходам устройств 15 и 16 контрол  повышени  и понижени  напр жени  сети, а коллектор транзистора подключен к выходу блока 17 запрета,

Блок 14 задержки включает в себ  хронируюшцй элемент, выполненный в виде параллельной RC-цепи, сигнальный вывод которой подключен непосредственно к выходу блока, а через диоды - к входам блока 14 задержки.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

После подключени  к питающей сети начинаетс  зар д конденсатора 3 входного фильтра через сетевой выпp  и- тель 1 и цепь 2 ограничени  тока зар да . Напр жение с обкладок конденсатора 3 поступает на вход блока 16 контрол  понижени  напр жени  сети. Уровень напр жени  на конденсаторе 3 после его зар да пропорционален напр жению сети. Первоначально во врем  зар да этот уровень ниже , порога отпускани  блока 16, поэтому на его выходах присутствуют сигналы, поступающие на блоки 12 и 17, Блок 12 при этом создает запрет провод щего состо ни  ключей 4-1 и 4-2, в результате напр жение на нагрузке 11 отсутствует, Поэтому с нагрузки

11на вход блока 14 задержки поступает сигнал короткого за№1кани . Однако блок 14 задержки не запускаетс , т,к, на его второй вход постуйа- ет сигнал запрета, т,е, поддержани  исходного состо ни  блока 14 от блока 17 запрета.

О

По мере зар да конденсатора 3 напр жение на нем повышаетс  и когда уровень напр жени  достигает порога отпускани  устройства 16 контрол  понижени  напр жени  сети, устройство 16 возвращаетс  в исходное состо ние , при котором на его выходах отсутствуют сигналы включени  блоков

12и 17, При этом снимаетс  запрет провод щего состо ни  ключей 4-1 и 4-2, которые . начнут по сигналам от цепи 5 управлени  коммутировать первичные полуобмотки 7-1 и 7-2 трансформатора 6 и на его вторичной обмотке 8 по витс  напр жение. Однако напр жение.на нагрузке II по вл етс  не сразу после начала работы преобразовател  , а после зар да конденсатора 10 выходного фильтра. Поэтому в течение некоторого времени после запуска преобразовател  на первый вход блока 14 задержки поступает сиг нал запуска (ложное короткое закы- кание) и блок 14 запускаетс . Но блок 13 защиты от короткого 3aNbiKa- ни  при этом не срабатывает, так как выдержка в блоке 14 задержки превышает врем  зар да конденсатора 10 выходного фильтра, После зар да конденсатора 10 на блок 14 задершки по первому входу поступает сигнал его возврата в исходное состо ние,

Если в процессе работы источника питани  недопустимо повысилось напр жение питающей сети, срабатывает устройство 15 контрол , на его выходах по в тс  сигналы, привод щие к срабатыванию блоков 12 и 17, Ключи 4-1 и 4-2 запираютс , и напр желие на нагрузке 11 исчезает. На первый вход блока 14 задержки поступает сигнал запуска, но блок 14 не запускаетс , так как на его второй вход поступает сигнал запрета с выхода блока 17 запрета.

После уменьшени  сетевого напр жени  до допустимого уровн  устройство 15 контрол  повышени  напр жени  сети отпускает, сигналы с его выходов на блоки 12 и 17 не поступают и источник включаетс  в работу. Блок 14 задержки запускаетс  по первому входу, однако блок 13 защиты от короткого зам 1кани  не срабатывает, та как врем  выдержки в блоке 14 задержки превышает врем  зар да конденсатора 10 выходного фильтра. После зар да выходного конденсатора на блок 14 задержки поступает по первому входу сигнал его возврата в исходное состо ние.

Аналогично работает источник питани  при недопустимом уменьшении напр жени  сети.

Если в процессе работы произойдет -короткое закыкание нагрузки, на блок 14 задержки поступает сигнал запуска, на выходе блока 14 после выдержки времени по вл етс  сигнал, блок 13 защиты от короткого заьыка- ни  срабатывает, на первый вход блок 12 прерывани  поступает сигнал, блок

0

s

0

5

12 срабатывает и ключи 4-1, 4-2 запираютс . Дл  нового включени  источника питани  необходимо сн ть и оп ть подать сетевое напр жение. При этом блок 14 задержки возвращаетс  в исходное состо ние, а далее повтор ютс  описанные ранее процессы, источник питани  включаетс , а после выдержки времени в блоке 13 задержки при наличии короткого зa ыкaни  на выходе вновь выключаетс . После устранени  короткого за1 ыкани  нагрузки при сн тии и повторной подаче сетевого напр жени  источник включаетс  в нормальный режим работы,

В случае необходимое источник питани  может быть снабжен генератором тактовых импульсов , подаваемих на блок 14 задержки дл  его автоматического возврата в исходное состо ние . Тогда во врем  действи  короткого зa ыкaни  периодически с час, тотой тактовых импульсов будет производитьс  включение источника питани  на врем  выдержки, определ емое блоком задержки, а после устранени  короткого замлкани  источник питани  автоматически включаетс  в нормальный Q режим работы.

Выдержка времени в блоке 12 прерывани  (в случае необходимости) может превыщать врем  зар да конденсаторов выходного фильтра. Тогда источник питани  не реагирует на краткорременйое короткое за1«ыкание на его выходе. Естественно, .что при этом источник питани  должен обеспечивать нормальную работу в режиме кратковременного короткого замыкани . Включение источника питани  после истечени  времени задержки позвол ет уменьшить тепловыделение в нем, а также уменьшить расход электроэнергии.

Входы устройств 15 и 16 контрол  повышени  и понижени  напр жени  сети могут быть подключены к любому источнику напр жени , пропорционального напр жению сети, В частности, если в источнике питани  имеетс  ма-ч ломощный сетевой трансформатор дл  питани  цепей управлени , указанные входы могут быть подключены к обкладкам конденсатора входного фильтра такого вспомогательного блока питани , В этом случае проще решаетс  задача гальванической разв зки от сети, но могут потребоватьс  допол- нит вльно блок запрета провод щего

5

0

5

0

5

состо ни  ключей на врем  зар да кон денсаторов входного (фильтра и цепь возврата блока 14 задержки в исходное состо ние при выключени  и повторном включении сети.

Введение в схему источника питани  устройств контрол  повышени  и понижени  напр жени  сети и блока запрета с указанными св з ми между ними обеспечивает работу .устройства в широком диапазоне питающих напр жений и при коротком за№1кании в нагрузке , что повьппает его надежность.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   1, Источник питани  с бестрансформаторным входом, содержащий сетевой выпр митель, цепь ограничени  тока зар да конденсатора входного фильтра силовые управл е№1е ключи и цепь управлени  ими, трансформатор, первична  обмотка которого соединена с упом нутыми ключами, а к вторичной обмотке через выпр митель и фильтр подключены ВЫВОДА дп  подключени  нагрузки, блок прерывани  сигналов цепи управлени  силовых ключей, блок защиты от короткого зам 1кани  нагрузки, выход которого подключен к первому входу блока прерывани , а вход подключен

   к выходу блока задержки, первый вход которого подключен к выводам дп  подключени  нагрузки, о т л и ч а- ю щ и и с   тем, что, с целью повышени  не -  сности в работе в широком диапазона питак цих напр жений, источник питани  снабжен блоками контрол  понашени  и понижени  напр же

   ни  сети и блоком запрета, причем входы блоков контрол  подключены к конденсатору входного фильтра, первые выходы - соответственно к второму и третьему входам блока прерывани , а

   вторые Н)1ходы - к входам блока запрета , выход которого подключен к второму входу блока задержки,

   2,Источник питани  по п,1, о т- личающийс  тем, что блок

   запрета выполнен в виде нормального открытого транзисторного каскада с общим эмиттером, база транзистора которого подключена через диоды к входам блока, а коллектор транзистора - к выходу блока,

   3,Источник питани  по п,1, о т- л и ч а ю щ и и с   тем, что блок задержки включает в себ  хронируюшд1й элемент, выполненный в виде параллельной ЕС-цепи, сигнальный вывод которой подключен черев диоды к входам блока, а непосредственно - к выходу блока.