Устройство для защиты источников питания

(11)ИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(5) М, Кл.е 6 05 Г 1/58 Ьеудеротевииый комитет СССР ав делам изобретений и открытий(53) УДК 621.316. .122.1 (088.8) Дата опубликования описания 05.01.80 И. И. Лебединский н В. И. Кровопусков(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ИСТОЧНИКОВ ЛИТАНИЯИзобретение относится к вычислительной технике н предназначено для применения в устройствах электропитания ЭВМ.Известен стабилизатор напряжения постоянного тока, содержащий регулирующий - транэнстор, переходом коллектор-эмнттер соединенный. через резнстнвный делитель со входом транзисторного усилителя органа защиты, датчик тока которого включен меж- ду коллектором регулирующего транзистора н входной клеммой стабилизатора, а выход соединен с исполнительным элементом органа зашиты через пороговый узел. К средней точке делителя напряжения н точке сое-. дннення базового электрода транзисторного усилителя, являющегося выходом уснлителя, подключен первый стабнлнтрон, база второго транзистора дифференциального уснлнтеля подключена к второму резнстнвному делнтелю, один крайний вывод которого подключен к точке соелннення датцнка тока с входной клеммой стабилизатора, а другой через второй стабнлнтрон - к другой входной клемме стабнлнтрона, эмнттер же третьего транзистора подключен к точке соедннення датчика тока с электродом регулнрующего транэнстора, его коллектор подклюцен к общему эмнттерному резнстору первых двух транзисторов, а база через один нз крайннх выводов третьего резистивного делителиподключена к точке соелннення полюса источника с датчиком тока н через лругой край-ннй вывод указанного лелнтеля - к мннусуМдополнительного источника питания лифференцнального усилителя 11.Известное устройство предназначено лляэащнты лишь одного стабилизированного нсгочннка, в нем не предусмотрена зашита по 10 минимальному напряжению к ограничениепо току (без отключения блока питания) в начальный момент включения. Все это прнводйт к ненадежной защите блока питания н появлению ложных срабатываний в мо.мент вклюцепня,Наиболее близким к изобретению по техннческой сущности является устройство лля защиты, солержащее по одному латчнку тока н датчику максимального н минимального напряжений, выхоламн полключенных к 20 схемам ИЛИ, а виолами - к-выхолным выводам и контролнруемых источников пнтання, входы которых подключены через разделительные лннолы к выхолу инвертора входом подключенного к выхолу элемента памяти, реле с двумя замыкаюгцими группами, причем параллельно первому контакту включен резистор 2.Однако в таком устройстве не предусмот. рено ограничение по току в начальный момент включения и защита от кратковременных помех. Кроме того, данное устройство защиты имеет более низкую точность срабатывания и температурную стабильность, обусловленную температурным дрейфом порога срабатывания триггера. Все это приводит к появлению ложных срабатываний защиты как в момент включения, так и в процессе работы и следовательно к снижению надежности работы блока питания. В устройстве контакты реле включены в каждую цепь латчиков минимального напряжения и тока, а не в общую цепь датчиков, что приводит к увеличению количества контактов реле и слеловательно к снижению надеж. ности работы устройства.Цель изобретения - повышение надежности устройства и уменьшение ложных срабатыва ний.Указанная цель лостигается тем, что в устройстве для защиты элемент памяти сос. тоит из дифференциального усилителя, лвух помехогасящих КС-цепочек, согласующего стабилнтрона, ограничительных диодов, двух переменных резисторов, источника опорного напряжения и резистора, причем выход лифференциального усилителя через первую помехогасящую -КС цепочку полключен к катоду согласующего стабилнтрона, анод которого является выходным выводом элемента памяти, через вторую помехогасящую КС-цепочку выход инвертора подключен к катоду первого ограничительного диода, анол которого подключен к общей точке схем ИЛИ датчиков минимального напряжения и через второй замыкающий контакт - к катоду второго ограничительного диода, анодом подключенного к средней точке первого переменного резистора, подключенного олним выводом к общей шине, а другим - к источнику опорного напряжения и одним из входов дифференциального усилителя, лругой вход которого подключен к средней точке второго переменного резистора, включенного аналогично первому, и к катоду третьего ограничительного диода, анолом подключенного к выходу схемы ИЛИ датчиков максимального напряжения и к катоду четвертого ограничительного диода, анод которого подключен к одному выводу резистора, другим выводом подключенного к общей шине и через первый замыкающий контакт к выходу схемы ИЛИ датчика тока, кроме того, аноды разделительных диодов подключены ко входам контролируемых источников питания.1-а чертеже представлена схема устройства лля защиты источников питания.Устройство содержит датчик 1 тока и датчик 2 максимального и минимального на. пряжений выходами полключенных к схемам ИЛИ 3, 4, 5, а входами - к выхолным выводам контролируемого источника 6 питания, вхол которого подключен через разделительные диоды 7 к выходу инвертора 8, реле 9 с замыкающими контактамиО и 11, причем контакт 10 шунтирован резистором 12, элемент 13 памяти, состоящий из дифференциального усилителя 14 со входами5, 16, которые соответственно подключены к переменным резисторам 17, 18 и ограничительным диодам 9, 20, причем анод диода 19 подключен к катодуограничительного диола 21 анодом, подключенного к резистору 22, из источника 23 опорного напряжения на стабилитронах 24, 25 и резисторе 26, лве КС-цепочки из резисторов 27, 28 и конденсаторов 29, 30, согласующий стаблитрон 31 и ограничительный резистор 32, выводы 33, 34 служат для питания элемента памяти и инвертора, причем потенциал вывода 34 должен быть выше всех номиналов контролируемых источников питания, вывод 35 слу.жит для подключения к отключающему блоку контролируемого источника питания от первичной сети и к элементу индикации (они на чертеже не показаны).Устройство работает следующим образом, Подается напряжение на выводы 33 и34, при этом дифференциальный усилитель 14 устанавливается в исхолное состояние, при котором сигнал на его выходе имеет низкий уровень и инвертор 8 закрыт, при этом на его выходе устанавливается высокий потенциал, запираюгций разделительные диолы 7. При включении контролируемого источника 6, в нем в момент включения через проходные, силовые элементы - транзисторы, диоды - (при отсутствии ограничения) развиваются токи, намного превышающие номинальные. Указанное явление при использовании предлагаемого устройства не происходит вследствие того; что сигнал рассогласования, поступающий с датчиков 1 тоха на вход 15 дифференциального усилителя 14, переводит дифференциальный усилитель 14 и инвертор 8 в состояние, при котором потенциал на выходе инвертора уменьшается и происходит подзапирание проходных транзисторов контролируемых источников и, следовательно, ограничение тока в момент включения, Контакт1 реле 9 на момент включения разомкнут, поэтому происходит ограничение тока без ложного срабатывания устройства защиты, Го окончании момента включения срабатывает реле 9 и его контакты 1 О,1 замыкаются, переволя устроиство защиты в дискретный режим работы, причем контакт 11 замыкает цепь обратной связи и цепь датчика минимального напряжения, а контакт 10 исключает ограничивающий фф резистор 12. При срабатывании реле9 замыкается цепь обратной связи и при наличии любого сигнала рассогласования (уход выходных контролируемых парамет744519ров за нормы ТУ), поступающего с датчиков тока или напряжения через схемы ИЛИна входы дифференциального усилителя 14,происходит запоминание и выключение контролируемых источников питания. Таким образом, устройство защиты в момент включе- Формула изобретенияния работает как ограничивающее устройство (ограничиваются токи, развиваемые вмомент включения в силовых элементах контролируемого блока), а по окончании момента включения - как дискретное (отключающее) устройство.Указанный режим работы предлагаемогоустройства защиты повышает надежностьсамого контролируемого источника н уменьшает возможность ложных срабатыванийзащиты в момент включения. Контакты 10,1 реле 9 включены в общую цепь датчиковтока, что повышает надежность самого устройства защиты (отпадает необходимостьвключения контактов реле в каждую цепьдатчиков тока и минимального напряжения) .В процессе работы на устройство защиты воздействуют различные кратковременные помехи, которые могут вызвать ложныесрабатывания устройства защиты. Для устранения указанного явления сигнал на вход инвертора 8 и вход 16 дифференциального усилителя 4 подается через помехогасящие ЙС-цепочки 27, 29 и 28, 30, позволяющие настроить устройство защиты на срабатывание от сигналов рассогласования определенной длительности, что также исключает возможность ложных срабатываний и повцшает надежность работы контролируемого источника. Применение дифференециального усилителя 14 позволяет существенно повысить точность устройства защиты, а схемное решение подсоединения резисторов 17, 18 и ограничительных диодов 19, 20 к входам 15 и 16 дифференциального усилителя 14 - повысить температурную стабильность устройства. При любом количестве диодов в схемах ИЛИ температурный дрейф на входах 15 и 16 дифференциального усилителя 14 зависит только от температурного дрейфа тока утечки ограничительных диодов9 и 20 Вследствие того, что резисторы 17 и 18 одинаковы и на нх средних точках выставлен примерно одинаковый потенциал (для предварительной установки дифференциального усилителя 14 в исходное состояние потенциал на входе 16 дифференциального усилителя 4 на несколько милливольт выше, чем на входе 15) температурный уход напряжения на их средних точках относительно друг дру. га и по номиналЬной величине практическй отсутствует. Применение изобретения позволяет существенно повысить точность и температурную стабильность устройства эащиты, тем самым повысить его надежность нуменьшить возможность ложных срабатываний. Устройство для защиты источников питания, содержащее, по крайней мере, по одному датчику тока и датчику максимального и минимального напряжений, выходамив подключенных к схемам ИЛИ, а входамиподключаемых к выходным выводам и конт.ролируемых источников питания, входы ко.торых подключены через разделительные диоды к выходу инвертора входом подключенного к выходу элемента памяти, реле с дву 5мя замыкающими контактамн, причем параллельно первому контакту включен ре.зистор, отличающееся тем, что, с цельюповышения надежности и уменьшения ложных срабатываний, элемент памяти состоите иэ дифференциального усилителя, двух помехогасящих КС-цепочек, согласующего стабилитрона, ограничительных диодов, двух переменных резисторов, источника опорногонапряжения и резистора, причем выход дифференциального усилителя через первую поф мехогасящую РС-цепочку подключен к катоду согласующего стабилитрона, анод которого является выходным выводом элементапамяти, через вторую помехогасящую КС-цепочку выход инвертора подключен к катодупервого ограничительного диода, анод которого подключен к обцей точке схем ИЛИдатчиков минимального напряжения и через второй замыкающий контакт - к катоду второго ограничительного диода, анодом подключенного к средней точке первогозю переменного резистора, подключенного одним выводом к общей шине, адругимк источнику опорного напряжения и однимиз входов дифференциального усилителя,другой вход которого подключен к средней4точке второго. переменного резистора, включенного аналогично первому, и к катодутретьего ограничительного диода, анодомподключенного к выходу схемы ИЛИ датчиков максимального напряжения н к катодучетвертого ограничительного диода, анодкоторого подключен к одному выводу ре.зистора, другим выводом подключенного кобщей шине и через первый замыкаюцийконтакт к выходу схемы ИЛИ датчика тока,кроме того,.аноды разделительных диодовподключены ко входам контролируемых исфф точников питания.Источники информации,принятые во внимание при экпн ртизе1. Авторское свидетельство СССР531143, кл, б 05 Г 1/58,д 2, Авторское свидетельство СССР426229 кл. 6 05 Г 1/58, 1972,С. Горбачевауфрич Корректор В. БутяПолнясное комитета н открыт шская на род, ул,Составитель Техред К. Ш Тираж 956 ПИ Госуларственного о делан изобретений Москва, Ж - 35, Рау Н Патент, г. Ужго СССР ий б д. 4/5 Проектная,