SU765791A1 - Система источников питани посто нного напр жени с групповой защитой - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в радиотехнической и радиоэлектронной , аппаратуре самого различного назначени  в качестве многоканального устройства электропитани  вторичных напр жений.

Известен источник электропитани , содержащий по меньшей мере несколько стабилизаторов посто нного напр жени , снабженных датчиками защиты по перегрузке, и исполнительный орган (общий дл  всех источников питани ) , имеющий выходной элемент - KOMiviyTaTOp в виде электромагнитного реле, каждый замыкающийс  контакт которого (по количеству источников питани ) включен в одну из последовательных цепочек: переход эмиттер-база регулирующего транзистора - диод разв зки - дополнительный источник питани  1 .

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к изобретению  вл етс  система источников питани  посто нного напр жени  с групповой защитой, содержаща  по меньшей мере два источника питани , к выходу каждого из которых подключен соответствующий дат- /

чик защиты, реле времени, выходы каждого из которых подключены к разрешающим входам соответствующих датчиков защиты, элементы индикации

5 по числу источников питани , блок автойатического управлени , вьтолненНый по меньшей мере из двух ангшогичных дл  каждого источника питани  секций, кажда  из которых состоит

О из тиристорного оптрона обмена сигналом защиты, светодиод которого последовательно с тиристором выходного оптрона датчика згициты и резистором дл  ограничени  тока этих

15 светодиода и тиристора соединен с выводами дл  подключени  питани  блока автоматического управлени , тиристорного оптрона выдачи сигнала неисправности, один из выводов тиристора которого соединен с выходом дл  подключени  элемента индикации и транзистора, коллектор которого вместе с одним из выводов тиристора оптрона обмена сигналом заидиты подключен к соединенному с его светодиодом выводом питани , а второй вывод тиристора этого оптрона через два последовательно включенных диода защиты, обща  точка которых подключена к первой шине обмена, одновременно соединен с разрешающим входом источника питани , относ щегос  к данной секции, и через резистор - с базой указанного транзистора, со-, единенной, кроме того, через разв зывающий диод индикации со второй ши ной обмена, при этом эмиттер этого транзистора через светодиод тиристор ного оптрона вццачи сигнала неисправ ности и через ограничивающий резистор тока светодиода этого оптрона соединен с выводом дл  подключени  питани  блока автоматического управлени , про тивоположным тому, который соединен с коллектором транзистора, причем ука занный разрешающий вход источника питани  и управл ющий вход реле времени через два диода схемы ИЛИ, выпол ненной на трех диодах, соединены с выводом дл  подключени  элементов местного, внешнего или программного управлени  2 . Однако .в эту систему входит источник питани , от которого осуществ л етс  питание блока автоматического управлени  и реле времени, кроме того , наличие этого источника усложн е устройство, при его применении возни кает затруднение, св занное с тем, что, если в процессе работы указанны источник отказал или был заведомо неисправлен еще до,включени  (исчезл его выходное напр жение или оно отсу ствует сразу при включении), то все контролируемые защитой источники питани  будут работать, а защита не бу дет работать и более того этот факт останетс  незамеченным до тех пор, пока не возникнет потребность в сра батывании защиты и не станет очевидным факт невыполнени  ею своих функций как по выключению отказавшего , блока питани ,так и остальных, включенных с ним в систему групповой защиты. Указанный недостаток делает систему малонадежной. Можно осуществить автоматический контроль источника питани  блока автоматического управлени , но это дополнительно усложнило бы устройство и вновь возник бы вопрос о гарантии работоспособности этого элемента контрол , поэтому такое решение нецелесообразно. Кроме, того, наличие источника питани  дл  блока автоматического управлени  {и реле времени) усложн ет (делает невозможным) выполнение устройства в виде отдель €ых конструктивно законченных: источников питани , датчика защиты, реле, времени одной секции блока автоматического управлени  и элемента индикации, так как дл  их работы требуетс  отдельный, общий дл  всех, источник питани , без подключени  которого (или при неисправности ) работа устройства зшдиты невозможна. . Цель - повгашение надежности за счет обеспечени  блока автоматического управлени  контролируемым питанием . Это достигаетс  тем, что входы всех источников питани  подключены к общей сети посто нного напр жени , цепи питани  каждой пары реле времени и датчика защиты подключены к указанной сети через предохранитель относ щегос  к ним источника питани , а выводы дл  подключени  питани  каждой секции блока автоматического управлени  подключены к этой же сети таким образом, что один из выводов тиристора выдачи сигнала неисправности вместе с цепью, образованной последовательно включенным эмиттером транзистора секции блока автоматического управлени , светодиодом оптрона выдачи сигнала неисправности , ограничивающим резистором этого светодиода и введенным в эту цепь стабилитроном, подключен непосредственно к шине сети до предохранител  источника питани , а резистор цепи последовательно включенных светодиода оптрона обмена сигналом защиты и тиристора выходного оптрона датчика защиты вместе с одним из выводов введенного резистора, другой вывод которого соединен с базой транзистора секции блока автоматического управлени , подключен к указанной шине сети после предохранител  источника питани , причем второй вывод тиристора выдачи сигнала неисправности одновременно соединен с выходом дл  подключени  элемента индикации неисправности, через введенный второй диод индикации - со второй шиной , обмена и через второй введенный резистор - с общей точкой светодиода оптрона обмена сигналом защиты и тиристора выходного оптрона датчика защиты, а третий диод схемы ИЛИ секции блока автоматического управлени  подключён к общей точке тиристора . выходного оптрона датчика защиты и резистора. На чертеже представлена схема системы- источников питани  посто нного напр жени  с групповой защитой. Система содержит источники питани  1 ...l (на чертеже показаны первый и последний), входы которых подключены к общейсети посто нного напр жени / а входы датчиков-защиты 2 ... 2 подключены к выходам ийточников питани  l ...l соответственно. К разрешающим входам датчиков защиты подключены выходы реле времени З ... З . Цепи питани  реле, времени .-З и датчиков защиты 2...2 подключены к сети посто нного напр жени  через предохранители 4 ...4, установленные в шине сети положительной пол рности. В блоке автоматичесКогр управлени  5, кажда  из п секций б , ., . б относитс  к одному г . ..f комплексу источника питани  .датчика защиты 2...2, реле времени 3 ...З и элемента индикации Т ...7. Аноды светодиодов тиристорных оптронов 8 .. . 8 обмена сигналом защиты последовательно с тиристорами выходных оптронов 9 ... 9 датчиков защиты и резисторами 10...10 подключены к шине сети положительной пол рности через предохранители 4,..4. Базы транзисторов И... через резисторы 12... 12 соединены соответственно с этой же шиной сети (через предохранители 4...4), а через резисторы IS . ..13 - с анодами тиристоров оптронов S ... 8, со единенными, в свою очередь, через разв зывающие диоды 14 ...14, 15 ...15 защиты с разрешающими входами источников питани  1 .. . 1 . Кро ме того, базы транзисторов 11 ...11 через разв зывающие диоды индикации 1б...1б и 17. ...17 соединены с од ними из выводов элементов индикации (электрических лампочек) 7...7, катодами тиристоров оптронов 18...1 вьадачи сигнала неисправности и через резисторы 19...19 - с общими точками каждых из светодиодов оптронов 8...8 и тиристоров оптронов 9 . . . 9 Выводы электрических лампочек 7 ... 7 противоположные выводам соединенным с катодами тиристоров 18 ...18 , соединены с отрицательной шиной сети Аноды тиристоров оптронов 18... 18 соединены с шиной сети положительной пол рности перед предохранителем 4 ...4, с этой же шиной (перед предохранителем ) через последовательно соединенные в каждой секции блока автоматического управлени  стабилитроны , резисторы 21...21 и светодиоды оптронов ...18 соединены эмиттеры .транзисторов 11 ...И. Коллекторы транзисторов И ...11 вместе с катодами светодиодов и тиристоров оптронов 8...8 подключены к шине сети отрицательной пол рности. Точки А ...А,  вл ющиес  общими точками разв зывающих диодов 14 ... 14 , is ... 15 защиты соединены с первой шиной обмена 22, а общие точки Б ...Б разв зывающих диодов 16- 1б7 17. ..17 индикации соединены со второй шиной обмена 23. В каждой секции блока автоматического управлени  схема ИЛИ 24 ...24 катодами ее диодов 251..2э 26. ..26 и 27.. .27 подключена к ключам элементов местного, внешнего и программного управлени , а анодами ;соединена- -с разрешающим входом ис1очника питани  1 ... 1 , общей точко тиристора оптрона 9,. 9 и резистора 10 10 , а также с управл ющим входом реле времени .. . 3 соответственно При срабатывании датчика защиты, относ щегос  к одному из источников питани  (например, первому),за счет тока по цепи: резистор 10 (в секции б блока автоматического управлени  |5) - тиристор оптрона 9 - светодиод оптрона 8 создаетс  подсвет тиристоа этого оптрона, и он срабатывает. Далее напр жение отрицательной пол рЬости через тиристор оптрона 8 и |циоды 14 и 15 поступает на разрешающий вход источника питани  I , за{преща  его работу. Одновременно сигнал запрета через диод 14., точку А г1ину обмена 22, точки А . 15-... 15 циоды 15... 15 поступает на разрешающие входы источников питани  1 ... l, и все эти источники также выключаютс . Отрицательное напр же с анода тиристора оптрона 8 посту пает также на базу транзистора 11 повтор  сь на его эмиттере, создав ;ТОК через последовательно включены; светодиод оптрона 18 , резистор 21 И стабилитрон 20 , благодар  чему срабатывает и тиристор оптрона 18 , ток которого от шины сети положительной пол рности пройдет по электрической лампочке Т . После этого за счет возникшего тока от резистора 13 через диоды 16 и 17 на катод тиристора оптрона 18 потенциал базы транзистора IT станет близким к потенциалу шины сети положительной пол рности и ток цепи эмиттера этого транзистора, а значит и ток через светодиод оптрона 18 прекратитс . Состо ние тиристора этого оптрона не изменитс , он по-прежнему будет Ьставатьс  включенным, но из-за наличи  св зи между диодом 17 и диодами 16 ,..16 по точкам Б ... Б (по шине обмена 23) срабатывание опtpOHOB 18 ...18, которое было бы возКожным после срабатывани  оптронов 8...8, обсусловленного срабатыванием датчиков защиты 2. ,.2 по минимальному пределу за счет спадени  напр жени  источников питани  1 .. . 1 выключаемых со стороны источника питани  I по шине обмена 22, теперь становитс  невозможным. Работа элементов индикации 7... 7 / котора  считалась бы ложной, таким образом будет предотвращена, так как потенциал баз транзисторов 11... 11 через диоды 16.. .16, 17 и тиристор оптрона 18 будет установлен положительным еще до срабатывани  оптронов 8... 8. При нарушении целостности предохранител  4 (например, при его перегорании ) источник питани  1 прекращает работу, но вместе с тем прекращаетс  питание датчика Эащиты 2 и реле времени З , и поэтому оптрон датчика защиты 2 не срабатывает, так как этот датчик уже не сможет зафиксировать спадение напр жени  источника I к нулю. Однако в предложенном построении схе мы блока автоматического управлени  оптрон 18 срабатыв,ает независимо от срабатывани  оптрона 8 . Это происходит потому, что на выводах предохранител  4 возникает разность потенциалов, равна  напр жению сети, и база транзистора 11 через резистор 12принимает отрицательны потенциал и через транзистор 1Г идет ток, обусловливающий подсвет тиристора оптрона IB . Срабатывание этого тиристора приводит к работе элемента индикации 7 и к по влению тока через резистор 19 и светодиод оптро на S , в результате чего последний срабатывает и его тиристор через диод 14 и далее описанным путем через шину обмена 22 сообщает разрешающим входам источников питани  l... отрицательный потенциал, запреща  их работу. Таким образом, Оптрон S срабатывает и в этом случае , но только не обычным -путем возбу одени  его светодиода, а через резистор 19 от анода сработавшей тиристора оптрока 18. Проводимость от катода тиристора оптрона 18 на анод светодиода 8 существует и при возбуждении этого светодиода током через резистор 10 и сработавший тиристор оптрона 9 (обычный путь тока светодиода оптрона 9 ) , но при этом она не вли ет на работу оптрона 8 . Если.перегорает предохранитель 4 , то цепь возбуждени  светодиода оптро на 8 через резистор 19 от оптрона IS оказываетс  единственной и именно она приводит к срабатыванию оптро на 8 . При нормальной работе системы обы но имеющеес  незначительное падение напр жени  на предохранител х 4...4 также вызывает некоторую разницу потенциалов между базой транзисторов 11 ..,11 и шиной сети положительной пол рности (имеетс  в виду непосредственно шина сети до предохранител ) в результате чего при достаточно высокой чувствительности одного из оптронов 18 .,.18 он мог бы сработать , что нарушило бы нормальную раб ту из-за самовыключени  системы и возникновени  ложной индикации по той секции блока автоматического управлени , в которой находитс  сраб тавший оптрон. Во избежание этого в цеп х эмиттеров транзисторов 1И . .11 установлены стабилитроны 20. ..20, напр жение стабилизации которых долж но быть близким к максимально возможному падению напр жени  на предох ранител х 4....4. Наличие в цеп х эмиттеров транзисторов 11 .. 11 стабилитронов 2О .. .20,выполн ющих, ка следует из вышеизложенного, роль пор :говы  элементов, не ухудшает работу оптронов .. ., так как при срабатывании защиты или при сгорании предохранителей 4...4 разность потенциалов , возникающа  на кра х каждой из цепочек, состо щей из последовательно включенных стабилитронов 20,.. 20, резисторов ... 21 и светодиодов оптронов 18... 18, оказываетс  достаточной дл  создани  тока через эти светодйоды в допустимых дл  срабатывани  тиристоров этих оптронов пределах, так как величина напр жени  сети (12,6, 27 или более вольт) всегда намного больше падени  напр жени  на предохранител х (0,1-2В). Схема ИЛИ 24i ...24, имеюща с  в ка адой секции блока автоматического управлени , позвол ет при замыкании ее /входа (обща  точка всех трех ее диодов 25... 25, 26... 2б, 27 ..27) на шину сети отрицательной пол рности посредством ключей элементов , местного, внешнего и программного управлени  одновременно выключить источник питани  1 . . . l , запретить срабатывание оптронов 9.. 9 и 8 ... 8 и выключить реле времени 3. Запрет срабатывани  указанных оптронов нужен-дл  того, чтобы не допустить их срабатывани  во врем  переходного процесса на выходе источника питани  при его выключении, а выключение реле времени требуетс  дл  восстановлени  исходного его состо ни , чтобы при последующем включении источника (отпускании ключа) |№ле времени вновь могло отработать выдержку времени дл  задержки включени  датчика защиты по минимальному пределу на врем  входа источника питани  в установившийс  режим. Предложенна  система источников питани  с групповой защитой более проста и надежна по сравнению со своим прототипом, так как в ней не требуетс  отдельный источник дл  питани  блока автоматического управлени , а факт ее работоспособности (выдача нормальных выходных напр жений ) со всей достоверностью свидетельствует о наличии питани  на секци х блока автоматического управлени , датчиках защиты и реле времени, что повышает степень гарантии выполнени  защитой своих функций при выходе из стро  любого источника питани  системы. Проще становитс  и сам блок автоматического управлени , так как в каждой его секции примен етс  один транзистор вместо двух. Обеспечиваетс  работоспособность каждой секции блокд автоматического управлени  при нарушении целостности предохранител  источника питани , относ щегос  к этой секции, и выдача при этом данной секцией по шинам обмена сигналов отключени  других источников питани  системы, а также сигнала возникшей неисправ-.

ности в данном источнике питани . Так как в предложенной системе отсутствуют какие-либо элементы, общие дл  всех ее каналов (имеющих по одному источнику питани , датчику защиты, реле времени, секции блока автоматического управлени  и элементу индикации), и все эти каналы имеют одинаковые схемы, то легко Осуществимо выполнение этих каналов в виде отдельных блоков, которые могут в конкретных услови х эксплуатации набиратьс  в произвольных количествах или использоватьс  автономно .

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР № 441554, кл. G 05 F 1/58, 1970.

0

2.Авторское свидетельство СССР 651330, кл. G 05 F 1/58, 1977.

К ключам злементоб местного, внешнего или просранном управпеии 

К ключам змшнтоб местною, бнешнеео или програмного (/правлени