SU1576895A1 - Источник питани посто нного напр жени с защитой - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в цеп х питани  различной радиоаппаратуры. Цель - повышение надежности. Поставленна  цель достигаетс  тем, что при перегрузке по току или к.з. на вторичных обмотках трансформатора 3, выпр мител х 5 или стабилизаторах 6,34 возрастает ток через первичную обмотку трансформатора 4. Увеличиваетс  напр жение на выходе выпр мител  15. Тиристор 17 включаетс  и закорачивает напр жение, питающее генератор 13. Преобразователь 2 прекращает работу. Выходное напр жение источника питани  уменьшаетс  до нул . Он отключаетс  на непродолжительное врем . Если авари  устранена, источник питани  включаетс  автоматически. Если напр жение на выходе одного или нескольких стабилизаторов 6 стало ниже или выше допустимого значени , то срабатывает блок 29 контрол  напр жени . Сигнал неисправности усиливаетс  усилителем 30 и через блок 31 поступает на вход блока 32. Там сигнал задерживаетс  на врем , которое немного больше, чем необходимо дл  включени  источника, в котором отсутствует аварийный режим. Задержанный сигнал неисправности усиливаетс  усилителем 33 и через диод 27 поступает на управл ющий электрод тиристора 17 и он включаетс . Происходит отключение источника питани . 1 ил.

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в цепях питания различной радиоаппаратуры.

Цель изобретения - повышение надежности.

На чертеже приведена функциональная схема источника питания постоян ного напряжения с защитой.

Источник питания содержит выпрямитель 1 сетевого напряжения с фильтром, выход которого подключен к преобразователю 2 постоянного напряжения в переменное высокочастотное, выход кото,рого подключен к последовательно соединенным первичным обмоткам силового высокочастотного трансформатора 3 и трансформатора 4 тока, выпрямители 5 высокочастотного напряжения с 20 фильтрами, подключенные к вторичным обмоткам силового высокочастотного трансформатора 3, стабилизаторы 6 разнополярных напряжений, один выход кой вывод которых соединен с зазем- 25 ленной шиной, а входы подключены к выходам соответствующих’выпрямителей 5 высокочастотного напряжения, трансформатор 7, первичная обмотка которого через первый резистор 8 под. ключена к входу выпрямителя 1 сетевого напряжения, а вторичная - к входу выпрямителя 9, выход которого Подключен к первому конденсатору 10 и входу релаксационного генератора 11, выходы которого подключены К катоду и управляющему электроду первого тиристора 12, анод которого соединен с заземлённой шиной., задающий генератор 13, вход которого подключен к стабилитрону 14, анод которого соединен с заземленной шиной, а выход - с преобразователем 2, вы-.· прямитель 15 с фильтром и регулятором уровня напряжения, вход которого подключен к вторичной обмотке трансформатора 4 тока, а выходы к коллектору и эмиттеру первого транзистора 16, второй тиристор 17, катод которого соединен с заземленной шиной и эмиттером первого транзисто- 50 ра 16, первый диод 18, катод которого соединен с катодом стабилитрона 14, а анод - с анодом второго тиристора !7 и одним из выводов второго резистора 19, другой вывод которо- 55 го соединен с катодом второго диода

20, анод которого соединен с положи тельным выводом конденсатора 10 и коллектором второго транзистора 21, эмиттер которого соединен с заземленной шиной, а база - с первым выводом третьего резистора 22, четвертый резистор 23, первый вывод которого соединен с катодом первого тиристора 12, пятый резистор 24, первый вывод которого соединен с базой первого транзистора 16, шестой резистор 25, первый вывод которого соединен с положительным выводом конденсатора 10, второй вывод - с вторым выводом пятого резистора 24 и первым выводом второго конденсатора 26, второй вывод которого соединен с отрицательным выводом конденсатора 10, третий 27 и четвертый 28 диоды, блок 29 контроля напряжений по верхнему и нижнему уровням, один вывод которого соединен с заземленной шиной, входы подключены к выходам стабилизатора 6 разнополярных постоянных напряжений, усилитель 30 сигнала неисправности, один вывод которого соединен с заземленной шиной, вход подключен к выходу блока 29 контроля напряжений по верхнему и нижнему уровням, блок 31 ограничения напряжения, вход которого соединен с выходом усилителя 30 сигнала неисправности, блок 32 задержки прохождения сигнала неисправности, один вывод которого соединен с заземленной шиной ,· еход подключен к выходу блока 31 ограничения напряжения, усилитель 33 задержанного сигнала неисправности, один вывод которого соединен с заземленной шиной, вход подключен к выходу блока 32 задержки прохождения сигнала неисправности, выход соединен с анодом третьего диода 27, катод которого соединен с управляющим электродом второго тиристора 17 и катодом четвертого диода 28, анод которого соединен с коллектором первого транзистора 16, дополнительный стабилизатор 34 постоянного напряжения, один вывод которого соединен с заземленной шиной, выход подключен к выводам блока 29 контроля напряжений по верхнему и нижнему уровням, усилитель 30 сигнала неисправности, усилитель 33 задержанного сигнала неисправности, пятый диод 35, анод которого соединен с выходом одного из выпрямителей 5, питающих один из . стабилизаторов 6 положительной полярности, вторым выводом третьего резистора 22, входом дополнительного

1576895 6 стабилизатора 34 постоянного напряжения, катод - с катодом второго диода 20, третий конденсатор 36, подключенный между катодом и управляющим электродом второго тиристора 17, при этом второй вывод четвертого резистора 23 соединен с выходом одного из выпрямителей 5, который соединен с одним из стабилизаторов отрицательной полярности.

руется, схема запуска отключения. Источник питания включаетсй. <

В момент включения источника пита ния стабилизатор 34 начинает обеспечивать питающими напряжениями блок 29 контроля напряжений, усилители 30 и 33. Последние могут питаться и с входа стабилизатора 34. Кроме того, с выходов разнополярных стабилизаторов 6 поступают напряжения на входы

Источник питания постоянного напряжения с защитой работает следующим об разом.

Напряжение питающей сети поступает на выпрямитель 1, выпрямляется, фильтруется и подводится на вход преобразователя 2 напряжения, который не включается, так как не работает задающий генератор 13. Напряжение пита- 20 ющей сети через резистор 8 поступает также на первичную обмотку трансформатора 7, Снимаемое с вторичной обмотки трансформатора 7 напряжение выпрямляется выпрямителем 9 и начи- 25 нается заряд конденсаторов 10 и 26. Когда конденсаторы 10 и 26 зарядятся до требуемого напряжения, включаются релаксационный генератор 11 и тиристор 12. Напряжение с конденсатора 10 ,θ через диоды 20 и 18, резистор 19 подается на стабилитрон 14 и задающий генератор 13, который начинает работу.

Напряжение с конденсатора 26 через резистор 24 поступает на базу транзистора 16. Он кратковременно 35 открывается и закорачивает защиту преобразователя 2. Преобразователь 2 включается и начинает работу. Напряжения, снимаемые с вторичных обмоток трансформатора 3, выпрямляются выпрямителями 5, фильтруются и подаются на стабилизаторы 6 и 34 напряжения. Стабилизаторы начинают работу. Одновременно напряжение с выхода одного из выпрямителей 5 отрицательной полярности через резистор 23 поступает на тиристор 12 и удерживает его во включенном состоянии, а напряжение с выхода одного из выпрямителей 5 положительной полярности через дио- 5С щл 35 и 18, резисторы 19 и стабилитрон 14 поступает на задающий генератор 13, обеспечивая его стационарное питание. Это же напряжение с выхода одного из выпрямителей 5 положитель- 55 ной полярности через резистор 22 поступает на базу транзистора 21 и отквывает его. Конденсатор 10 шунти блока 29 контроля напряжений. Так как напряжение на выходах стабилнза торов 6 достигают номинальных значений не одновременно и не мгновенно и так как номинальное напряжение на выходе стабилизатора 34 устанавливается также не мгновенно, то блок 29 контроля напряжений, имеющий большое быстродействие, воспринимает это как неисправность, и на его выходе кратковременно появляется сигнал неисправности. Однако отключения источника, питания не происходит, так как блок 32 задерживает прохождение сигнала неисправности на время, которое необходимо для устойчивого включения источника питания, работающего не в аварийном режиме. Как только напряжение на выходах стабилизаторов 6 и 34 станут в допустимых пределах, происходит сброс сигнала неисправности. Усилитель 33 задержа. ного сигнала неисправности в течение ί этого времени в работе не участвует.

Если источник питания работает и произошла значительная перегрузка по току или короткое замыкание на вторичных обмотках трансформатора 3 или в выпрямителях 5, или на выходах стабилизаторов 6 и 34 (если они не имеют защиты от перегрузок или если их защита несправна), то возрастает ток через первичную обмотку трансформатора 4 и напряжение на выходе выпрямителя 15 которое, через диод 28 поступает на управляющий электрод тиристора 17, который включается и закорачивает напряжение, питающее задающий генератор 18. Прет образователь 2 напряжения прекращает работу, выходные напряжения источника питания уменьшаются до нуля. Источник питания отключается на непродолжительное время. Тиристор 12 отключается, транзистор 2! закрывается. Начинается заряд конденсаторов 10 и 26 и снова происходит запуск источника питания.

Если авария ..устранена, то источник питания включается автоматически. Если авария не устранена, то в момент

I Запуска источника питания транзистор 16 открывается. Защита преобразователя отключается на время, достаточное для запуска нормально работающего преобразователя 2^напряжения, Т.е. кратковременно. За этом время, которое можно регулировать, изменяя сопротивление резистора 24 и Дикость конденсатора 26, последний разряжается и транзистор 16 закрывается. Время разряда конденсатора 10 Значительно больше, чем конденсатора 26. Конденсатор 26 не ^ожет зарядиться до следующего пускового цикла, так как тиристор 12 включен, а р!езистор 25 выбран очень высокоомым. После того, как транзистор 16 акроется, через трансформатор 4 проолжает протекать аварийный ток и .

X

Д тиристор 17 включается. Источник пит ряжается через диод 20 т нератор 11. Разряд конденсатора 10 п Т н to ания отключается. Конденсатор 10 раз, резистор 19, иристоры 17 и 12, релаксационный ге25 роисходит быстрее, чем его подзаряд, иристоры 12 и 17 отключаются. Начиается новый цикл заряда-разряда конденсаторов 10 и 26 и запуска-отключения источника питания, которые продолж^!аются до тех пор, пока есть авария и подается сетевое напряжение.

Если аварийный режим имеется в источнике питания в момент подачи на него сетевого напряжения, то запуск-отк|пючение происходиШ'так же, как описано.;'

Если напряжение на выходе одного или нескольких стабилизаторов 6 по какой-либо причине стало ниже или выш)е допустимого значения (пробой регулирующего транзистора стабилизатора, перегрузка на выходе стабилизатора, которой недостаточно для срабатывания защиты, описанной выше, обрыв в цепях питания стабилизаторов и т.д.), то на выходе блока 29 контроля напряжений появляется более продолжительный сигнал неисправности, чем в момент включения источника питания, в котором отсутствует аварийный режим. Сигнал неисправности усиливается усилителем 30 и через блок 31 ограничения напряжения поступает на вход блока 32 задержки прохождения сигнала неисправности, назначение которого - задержать прохождение сигнала неисправности на время, которое немного больше, чем необходимо для включения источника питания, в кото ром отсутствует аварийный режим. Задержанный сигнал неисправности усиливается усилителем 33 и через диод 27 поступает на управляющий электрод тиристора 17, который включается. Происходит отключение источника питания. Через некоторое время, которое можно регулировать в широких пределах, изменяя время включения релаксационного генератора 11, произойдет пробное включение источника питания. Если авария устранена, то источник питания включается автоматически. Если авария не устранена,, то источник питания периодически включается-выключается. Так как на выходе усилителя 30 сигнала неисправности может быть небольшое напряжение и при отсутствии аварийного режима, которое может вызвать включение усилителя 33, то для исключения ложного срабатывания использован блок 31 ограничения напряжения. Для устранения ложных срабатываний служит также конденсатор 36.

По сравнению с известным в предлагаемом источнике питания-потери мощности в аварийном режиме уменьшаются в десятки раз. Кроме того, они во много раз ниже в аварийном режиме, чем в источнике питания, работающем в нормальном режиме. Это объясняется тем, что время включенного состояния источника питания, работающего в аварийном режиме, намного меньше, чем время его выключенного состояния.

Кроме того, в предлагаемом источнике питания при перегрузках или коротких замыканиях на выходах стабилизаторов 6 (если стабилизаторы имеют защиту от перегрузок и коротких замыканий или не происходит при этом срабатывания общей токовой защиты) практически отсутствуют потери мощности, так как при этом источник питания отключается на продолжительное время и поэтому нет необходимости рассчитывать радиаторы на аварийные мощности рассеивания, т.е. увеличивать их габариты или применять вентилятор.

По сравнению с известным надежность предлагаемого источника питания значительно повышается, так как при аварии одного стабилизатора отключаются все стабилизаторы. При увеличении напряжения на выходе одного или нескольких стабилизаторов 6 сверх допустимого уровня происходит отключение источника питания, защита источника и нагрузок.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Источник питания постоянного напряжения с защитой, содержащий выпря- ,θ митель сетевого напряжения с фильтром, выход рсоторого подключен к преобразователю постоянного напряжения в переменное высокочастотное, выход которого подключен к последовательно соединенным первичным обмоткам силового высокочастотного трансформатора напряжения и трансформатора тока, выпрямители высокочастотного напряжения с фильтрами, подключенные к вгорич- jg ным обмоткам силового высокочастотного трансформатора напряжения, стабилизаторы разнополярных напряжений, один из выходных выводов каждого из которых соединено заземленной шиной,а вхо- 25 ды подключены к выходам соответствующих выпрямителей высокочастотного напряжения, трансформатор, первичная обмотка которого через первый резистор подключена к входу выпрямителя сетевого напряжения, а вторичная - к входу выпрямителя, выход которого под ключен к первому конденсатсру и вхо ду релаксационного генератора, выхо ды которого подключены соответственно к катоду и управляющему электроду первого тиристора, анод которого соединен с заземленной шиной, задающий генератор, вход которого подключен к стабилитрону, анод которого соединен с заземленной шиной, а выход - с вышеуказанным преобразователем, выпря митель с фильтром и регулятором уров ня напряжения, вход которого подключен к вторичной обмотке трансформатора тока, а выходы - соответственно к коллектору и эмиттеру первого транзистора, второй тиристор, катод которого соединен .с заземленной шиной и эмиттером первого транзистора, первый диод, катод которого соединен с катодом стабилитрона, а анод - с анодом второго тиристора и одним из выводов второго резистора, другой вывод которого соединен с катодом второго диода, анод которого' соединен с положительным выводом первого конденсатора и коллектором второго транзистора, эмиттер которо го соединен с заземленной шиной, а база соединена с первым выводом тре~· тьего резистора, четвертый резистор, первый вывод которого соединен с катодом первого тиристора, пятый резистор, первый вывод которого соединен с базой первого транзистора, шестой резистор, первый вывод которого соединен с положительным выводом первого конденсатора, второй вывод соединен с вторым выводом пятого резистора и первым выводом второго конденсатора, второй вывод которого соединен, с. отрицательным, выводом первого конденсатора, третий и четвертый диоды, о т л и ч а ю щ и й с я теп, что, с целью повышения надежности, в него введены блок контроля напряжений по верхнему и них® ему уровням, усилитель сигнала неисправности, блок ограничения напряжения, блок задержки прохождения сигнала неисправности, усилитель задержанного сигнала неисправности, дополнительный стабилизатор постоянного напряжения, пятый диод и третий конденсатор, причем блок контроля напряжений по верхнему и нижнему уровням соединен с заземленной шиной, одни, из его входов подключены к выходам стабилизаторов разнополярных постоянных напряжений, а выход через усилитель сигнала неисправности, подключенного к заземленной шине, соединен с входом блока ограничения напряжения , выход которого через блок задержки прохождения сигнала неисправности, подключенного к заземленной шине соединен с одним из входов усилителя задержанного сигнала неисправности, соединенного с заземленной шиной, выход указанного усилителя соединен с анодом третьего диода, катод которого соединен с управляющим электродом второго тиристора и катодом четвертого диода, анод которого соединен с коллектором первого транзистора, дополнительный стабилизатор постоянного напряжения соединен с заземленной шиной и выходом подключен к другим входам блока контролу напряжений по верхнему и нижнему уровням усилителя сигнала неисправности и усилителя задержанного сигнала неисправности, пятый диод анодом соединен с выходом выпрямителя стабилизатор’а положительной полярности, вторым выводом третьего резистора и входом ) 1 дополнительного стабилизатора постоянного напряжения, а катод подключен к катоду второго диода, третий конденсатор включен между управляющим электро дом и катодом второго тиристора, а вто рой вывод четвертого резистора соединен с выходом выпрямителя стабилизатора отрицательной полярности.