Программируемый источник питания

Сфвз Сфветснии Сфциалистнческив РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ(51)м. Кл. с присоединением звявки И 9 С 05 Г 1/10 Государственный коиитет СССР ао аеааи изобретений и открытий(53) УДК б 21. 316,722. 1(088. 8) Дата опубликования описания 151230(54) ПРОГРАММИРУЕМЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах автоматики, вычислительных устройствах, радиоустройствах, в измерительных комплексах для прог-раммного управления и выбора питающих напряжений и токов.Известен источник питания с программным управлением, имеющий блок сравнения, блок управления, коммута тор, выпрямитель и Фильтр Я .Его недостатком является регулирование тока только в одном источнике питания без учета изменения нагрузки и отсутствие защиты по току 15 перегрузки.Наиболее близок к предложенному решению программируемый источник питания, содержащий блок стабилизированных напряжений, цифроанапого)вый преобразователь, блок управленияи выходной коммутатор 21,Недостатками этого источника являются отсутствие учета изменения . режимов потребителя, что вызывает 2 значительное потребление мощности и отсутствие реакции на уменьшениеили увеличение напряжения,в нагрузке.Цель изобретения - уменьшение потребляемой мощности эа счет выбора . 30 оптимальной нагрузки потребителя и защита его от перегрузок.указанная цель достигается тем, что в программируемый источник питания, содержащий блок стабилизированных напряжений, первые выходы которого подкюпбчены к первым входам цифроаналогового преобразователя, блок программного управления и выходной коммутатор, введены блок задания стабилизированных напряжений, блок определения уровня защиты, блок выбора и Формирования оптимальной нагрузки, блок выбора режима, блок сравнения, пороговый элемент, коммутатор уровня защиты, входы которого соединены с выходами блока определения уровня защиты, выходы коммутатора уровня защиты соединены с первыми входами порогового элемента, вторые входы которого подключены к первым выходам блока стабилизированных напряжений; выход порогового элемента соединен с первым входом блока программного управления и одним из входов выходного коммутатора; входы. блока определения уровня защиты соединены с входами блока стабилизи- . рованных напряжений, выходами блока задания стабилизированных напряже.ний и первыми входаьи блока сравнения, вторые входы которого подключены ко вторым выходам блока стабилизированных напряжений, выход блока сравнения соединен со вторым входом блока программного управления, выходы которого соответственно соединены со входами блока задания стабилизированных напряжений, блока выбора и Формирования оптимальной нагрузки и блока выбора режима; входы блока выбора режима подсоединены к первым входам выходного коьжутатора, вторые входы которого соединены с выходами цифроаналогового преобразователя; третьи входы выходного коммутатора соединены с первыми выходами 15 блока стабилизированных напряжений, другие входы цифроаналогового преобразователя соединены с выходами блока выбора и Формирования оптимальной нагрузки.Блок-схема устройства приведена на чертеже.Программируемый источник питания содержит блок 1 стабилизированных напряжений, первые входы которого д 5 подключены к первым входам цифроаналогового преобразователя 2, блок 3 программного управления и выходной коммутатор 4, блок 5 задания стабилизированных напряжений, блок 6 определения уровня защиты, блок 7 выбора и форьярования оптимальной нагрузки, блок 8 выбора режима, блок 9 сравнения, пороговый элемент 10, коммутатор 11 уровня защиты, входы которого соединены с выходами блока б определения уровня защиты, выходы коммутатора 11 уровня защиты соединены с первыми входами порогового элемента1 С, вторые входы которого подключенык первым выходам блока 5 задания стабилизированных напряжений, выход порогового элемента 10 соединен с первым входом блока 3 программного управления и одним иэ входов выходного коммутатора 4, входы блока б опре деления уровня защиты соедииены с входами блока 1 стабилизированныхнапряжений, выходами блока 5 задания стабилизированных напряжений и первыми входами блока 9 сравнения, вторыевходы которого подключены ко вторым .выходам блока 1 стабилизированных напряжений, выход блока 9 сравнения соединен со вторым входом блока 3 программного управления, выходы которого соответственно соединены со вхо дами блока 5 задания стабилизированных напряжений, блока 7 выбора и формирования оптимальной нагрузкии блока 8 выбора режима, выходы которого подсоединены к первым входам выходного коммутатора 4, вторые входы которого соединены с выходами цифроаналогового преобразователя 2, третьи входы выходного коммутатора 4 соединены с первыми выходами блока 1 стабилизированных напряжений, другие входы цифроаналогового преобразователя 2 соединены с выходами блока 7 выбора и Формирования оптимальной нагрузки.Блок 1 стабилизированных напряжений может содержать взвешенные по двоичному закону стабилизаторы напряжения, соединенные последовательно с входным коммутатором блок 5 - буферный и основной регистры напряжения с соответствующими ключами; блок б дешифратор уровня защиты, регистр уровня защиты с входными ключами, блок 7 - буферный и основной регистры нагрузки с соответствующими ключами; блок 8 - буферный и основной регистры режимов с соответствующими ключами.Предложенное устройство работает следующим образом.Из блока 3 программного управления на вход блока 5 задания стабилизированных напряжений поступает код напряжения, требуемого для питания потребителя. Код напряжения запоминается в буферном и основном регистрах блока задания стабилизированных напряжений и включает соответствующие стабилизаторы блока 1 стабилизированных напряжений.Сигналы о включении соответствующих стабилизаторов поступают наодин из входов блока 9 сравнения, надругие входы которого подается кодс выхода блока 5 задания стабилизированных напряжений.Блок 3 программного управления производит опрос результата сравнения, и при сравнении кодов можно сделать вывод о правильности включения требуемого напряжения в блоке 1 стабилизированных напряжений, а в случае несовпадения кодов можно определить неисправный стабилизатор.Выходы включенных стабилизаторов последовательно соединяются входным коммутатором блока 1 стабилизированных напряжений и поступают на его выход.Одновременно код напряжения. с выхода блока 5 задания стабилизированных напряжений поступает в блок б определения уровня защиты, где устанавливается взаимно однозначное соответствие уровня защиты и кода напряжения и вырабатывается сигнал, который через коммутатор 11 уровня защиты устанавливает на входе порогового элемента 10 опорный уровень, соответствующий полученному уровню напряжения защиты. В блоке 8 выбора режимов устанавливается режим источника напряжения,включаются соответствующие исполнительные элементы в выходном коммутаторе 4, и заданное напряжение поступает к потребителю, 788085В случае неисправности в блоке 1 стабилизированных напряжений напряжение на входе порогового элемента 10 превысит опорный уровень, задаваеиюй блоком б определения уровня защиты, на выходе порогового элемента 10 появится сигнал, который вы, ключает стабилизаторы напряжения в блоке, 1 стабилизированных напряжений и поступает в блок 3 программного управления, сигнализируя об аварийной ситуации.При работе устройства в режиме источника тока необходимое напряжение устанавливается аналогично описанному выше.Требуемюй ток получается при последовательном включении в цепь источника оптимальной нагрузки.По программе блоку 7 выбора и формирования оптимальной нагрузки задается код величины требуемой нагрузки, который запоминается в его буферном и основном регистрах и поступает на цифроаналоговый преобразователь 2, где преобразуется в сопротивление оптимальной величины для получении заданного тока. В блоке 8 выбора режимов устанавливается режим источника тока, в выходном коммутаторе 4 включаются соответствующие исполнительные элементы, включая оптимальную нагрузку в последовательную цепь источника напряжения, на выходе устройства появляется ток заданной величины.При работе устройства в режиме источника нагрузки в блоке 7 выбора и формирования оптимальной нагрузки по программе устанавливается код величины требуемой нагрузки, кото рый поступает на цифроаналоговый преобразователь 2, где преобразуется в заданную величину нагрузки.В блоке 8 выбора режимов устанавливается режим источника нагрузки, в выходном коммутаторе 4 включаются соответствующие этому режиму исполнительные элементы, и требуемая нагрузка подключается к потребителю.Использование предлагаемого устройства по сравнению с известными позволяет значительно снизить потребляемую мощность за счет возможности регулирования величины напряжения или тока питания в зависимостч от режима работы потребителя, т.е.его оптимальной нагрузки.Введение аппаратурного контроля величины стабилизированного напряжения, поступающего на выход, начиная от устройств ввода информации вплоть до исполнительных устройств, введение адаптивно изменяемой в зависимости от выходного напряжения защиты, а также подключение стабилизированного питания к потребителю поолеконтроля позволяет предохранить цепии элементы в подключаемом объекте отповреждений.Формула изобретения. Программируемый источник питания,содержащий блок стабилизированныхнапряжений, первые выходы которогоподключены к первым входам цифроаналогового преобразователя, блок программного управления и выходной коммутатор, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью уменьшения потребляемой15 мощности за счет выбора оптимальнойнагрузки потребителя и защиты егоот перегрузок, в него введены блокзадания стабилизированных напряжений,блок определения уровня защиты, блокЯ выбора и формирования оптимальнойнагрузки, блок выбора режима, блоксравнения, пороговый элемент, коммутатор уровня защиты, входы которогосоединены с выходами блока определения уровня защиты, выходы коммутаторауровня защиты соединены с первымивходами порогового элемента, вторыевходы которого подключены к первымвыходам блока стабилизированных напряжений, выход порогового элементаЗф соединен с первым входом блока программного управления и одним из входов выходного коммутатора, входыблока определения уровня защиты со.единены с входами блока стабилизиЗ 5 рованных напряжений, выходами блоказадания стабилизированных напряженийи первыми входами блока сравнения,вторые входы которого подключены ковторым выходам блока стабилизированЩ ных напряжений, выход блока сравнения соединен со вторьз входом блокапрограммного управления, выходы которого соответственно соединены со,Входаьы блока задания стабилизированных напряжений, блока выбора и формирования оптимальной нагрузки и блокавыбора режима, выходы блока выборарежима подсоединены к первым входамвыходного коммутатора, вторые входыкоторого соединены с выходами цифроаналогового преобразователя, третьивходы выходного коммутатора соединены с первыми. выходами блока стабилизированных напряжений, другие входыцифроаналогового преобразователя55 соединены с выходами блока выбораи форьирования оптимальной нагрузки.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент С 2 Ж Р 3970919,р кл. 323-19, 197 б.2. Патент Франции Р 2270634,кл. 6 05 Г 1/10, 09. 01. 7 б.956Подписноего комитета СССРй и открытийская наб., д. ф/5 ТиражНИИПИ Государственнопо делам изобретенИосква, Ж, Рауа 113 иал ППП фПатент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4