Блок стабилизированного питания для информационно измерительной системы

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскикСоциалистическихРеспубанк К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУРЦМК з с присоединением заявки Нов 0 05 В 11/00 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийДата опубликования описания 1501,83(71) Заявитель 154) БЛОК СТАБИЛИЗИРОВАННОГО ПИТАНИЯ ДЛЯ ИНФОРИЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫИзобретение относится к измерительной технике, в частности к информационно-измерительным системам.Известны блоки стабилизированногопитания, коорые могут быть использованы для питания информационно-измерительных систем 1 ),В,этих блоках при включении и Выключении сетевого напряжения стабилизированное напряжение появляется иисчезает ступенчато. Такая форма изменения напряжения отрицательно сказывается на элементах электроники,получающих энергию подобных блоковпитания. Во время ступенчатых изменений напряжения питания в нагрузкемогут возникать опасные переходныепроцессы, которые снижают ресурс радиоэлектронных элементов и даже мо-.гут выводить их из .строя. Крове того, ступенчатое изменение больших токов, которыми питают аппаратуру ИИСблоки питания, приводит к возникно-вению сильных помех., которые могутнарушить нормальную работу находящейся поблизости электронной аппаратурЫ,Поэтому обычно аппаратуру ИИС в интервалах времени, когда она не используется, не выключают и она бесполезно поглощает значительное количество электроэнергии. Возможным выходом является обеспечение. плавногопринятия и снятия нагрузки блокомстабилизированного питания.Наиболее близким по технической .сущности к предлагаемому являетсяблок .стабилизированного питания,состоящий из трансформатора,.первый выход которого соединен с входом выпрямителя, а второй выход - с входомисточника опорного напряжения, одинвыход выпрямителя соединен с пераямвходом регулирующего элемента, выходкоторого соединен с выходом блока ис одним из входов эадатчика напряжения, другой выход выпрямителя соединен с шиной нулевого потенциала,выход источника опорного напряженияи выход задатчика напряжения соединены с входами элемента сравнения, выход усилителя постоянного тока соединен с вторым входом регулирующегоэлемента 2,1,Недостатком прототипа являетсякрупное нарастание тока через нагрузку при включении и резкий спадпри выключении, из-за чего возникают сильные помехи, а также быстрорасходуется ресурс питаемой аппаратурыЦелью изобретения является уменьшение помех при включении и выключении блока питания, а также повышение ресурса питаемой аппаратуры,Поставленная цель достигается тем,что в блок стабилизированного питания, содержащих трансформатор, первыйвыход которого соединен с входом выпрямителя, а второй выход - с входомисточника опорного напряжений, одинвыход выпрямителя соединен с первымвходом регулирующего элемента, выходкоторого соединен с выходом блока и содним из входов задатчика напряжения,другой выход выпрямителя соединен сшиной нулевого потенциала, выход источника опорного напряжения и выходзадатчика напряжения соединены свходами элемента сравнения, выходусилителя постоянного тока соединен свторым входом регулирующего элемента,введены реле с задержкой на выключение, 20два реле с задержкой на выключениесостоящий из резистора и конденсатора интегрирующий элемент, вход которого присоединен к выходу элементасравнения, выход - к входу усилителя 25постоянного тока, а параллельно резистору интегрирующего элемента включены замыкающие контакты реле с задержкой на включение, параллельно входу интегрирующего элемента подсоединены 30 размыкающие контакты первого реле с задержкой на выключение, к входам трансформатора подключены замыкающие контакты второго реле с задержкой на выключение, а обмотки реле подсоединены параллельно первому и второму входам блока.Величина задержки на включение реле выбрана равной удвоенной постоянной времени интегрирующего элемента, 40 Величина задержки на выключение первого реле с такой задержкой равна времени отпускания контактов реле с задержкой на включение. Величина задержки на выключение второго реле с 45 такой задержкой равна удвоенной постоянной времени интегрирующего элемента.На фиг.1 изображена схема предлагаемого блока; на фиг,2 - временная диаграмма процессов, происходящих во время включения и выключения блока временного стабилизированного питания.Блок состоит из трансформатора 1, выпрямителя 2, регулирующего эле мента 3, задатчика напряжения 4, источника опорного напряжения 5, элемента сравнения 6, усилителя постоянного тока 7, интегрирующего элемента, состоящего из резистора 8 и кон денсатора 9, реле 10 с задержкой на включение с контактами 11, двух реле 12 и 13 с задержкой на включение с контактами соответственно 14 и 15, резисторов 16, контактов 17, управлявещих включением и выключением блока питания, выходных шин 18 и 19 блока питания н шин 20 и 21, питаемых от ревыключаемого источника напряжения, Первая вторичная обмотка трансформатора 1 соединена со входом выпрямителя 2, вторая - со входом источника опорного напряжения 5. Один выход выпрямителя 2 соединен с первым входом регулирующего элемента 3. Второй выход выпрямителя соединен с первой выходной шиной 19 блока питания, с первым выводом конденсатора 9, с одним из контактов 15 реле 13, с первымвходом задатчика напряжения 4. Второй вход регулирующего элемента 3 соединен с выходом усилителя постоянного тока 7. Выход регулирующего элемента3 соединен со второй выходной шиной 18 блока питания и со вторым входом задатчика напряжения 4. Выход источника опорного напряжения 5 соединен с первым входом элемента сравнения б.Выход задатчика 4 соединен со вторымвходом этого элемента. Выход элемента сравнения б соединен с первым выводом резистора 8 и со вторым контактом 17. Второй вывод резистора 8 соединен со входом усилителя 7 и совторым выводом конденсатора 9. Резистор 8 шунтирован контактами 11 реле 10. Начало обмоток реле 10, 12 и 13 через резисторы 16 соединены с одной шиной 20 невыключаемого источника напряжения, Концы этих обмоток соединены вместе и через контакты 17 соединены с шиной 21 невыключаемого источника.В первичную обмотку трансформатора 1 включены нормально разомкнутыеконтакты 14 реле 12. На фиг.2 показаны (сверху вниз).изменение напряжения на выходе блока стабилизированного питания (между шинами 18 и 19), положения контактов 17, 14, 11 и 15 во время включения, работы и при выключении блока стабилизированного питания. Верхний уровень кривых - контакты замкнуты, нижний - разомкнуты.Работа предлагаемого блока происходит следующим образом.В исходном (выключенном) состоянии контакты 17 разомкнуты и обмотки реле 10, 12 и 13 обесточены. Контакты 11 и 14 разомкнуты, а контакты 15замкнуты. Для включения блока питания внешнее устройство (например, таймер) замыкает контакты 17, При этом без задержки реле 12 замыкает контакты 14, а реле 13 размыкает контакты 11, Контакты 14 подают сетевое напряжение на вход трансформатора 1, а контакты 15 снимают со входа интегрирующего элемента потенциал корпуса и подают на него сигнал небаланса с выхода элемента сравнения б. Контакты 11 пока разомкнуты, Напряжение свыхода элемента сравнения 6 начинает заряжать конденсатор 9, включенный на входе усилителя постоянного тока 7, который плавно воздействует на второй вход регулирующего элемента 3. Потенциал на шине 18 и ток через нагрузку, зависящий от разности потенциалов между шинами 18 и 19, начинают плавно возрастать. Одновременно растет напряжение на выходе задатчика 4, что приводит к постепенному уменьшению сигнала на выходе элемента сравнения б. В установившемся состоянии этот сигнал равен некоторому уровню,изменяющемуся во время процессов стабилизации напряжения. Напряжение на вы ходе блока равно заданному. Во время работы блока интегрирующий контур должен быть исключен, поэтому по завершении выхода на режим реле 10 замыкает контакты 11 и постоянная времени ин тегрирующего элемента становится равной нулю. На этомпроцесс включения блока питания заканчивается.Для выключения блока питания внешнее устройство размыкает контакты 17. 25 При этом у реле 10 сразу размыкаются контакты 11 и постоянная времени интегрирующего, элемента становится равной йС , Спустя некоторое время, большее, чем время размыкания контак- Зщ тов 11, реле 13 замыкает свои контакты 15. Нбчинается разряд конденсатора 9 через резистор 8 и контакты 15, Усилитель 7 начинает при помощи регулирующего элемента 3 плавно уменьшать напряжение на выходе блока питания. Спустя некоторое время это напряжение станет близким к нулю, и.тогда реле 12 разомкнет контакты 14, отключив блок стабилизированного питания от сети.Благодаря плавному включению и выключению блока возникающие при.этом помехи и переходные процессы, угрожающие исправности питаемой аппаратуры . ИИС, значительно ослабляются, В этих условиях в периоды между практически ми использованиями ИИС ее аппаратура может быть выключена, что дает экономию электроэнергии и увеличивает долговечность элементов ИИС. Формула изобретенияБлок стабилизированного питаниядля информационно-измерительной системы, содержащий трансформатор, первый выход которого соединен с входомвыпрямителя, второй выход - с входомисточника опорного напряжения, одинвыход выпрямителя соединен с первымвходом регулирующего элемента, выходкоторого соединен с выходом блока ис одним из входов задатчика напряже",ния, другой выход выпрямителя соединен с шиной нулевого потенциала, выход источника опорного напряжения ивыход задатчика напряжения соединены с входами элемента сравнения, выход усилителя постоянного тока соединен с вторым входом регулирующегоэлемента, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью уменьшения помехпри включении и выключении блокастабилизированного питания, в неговведены реле с задержкой на включение, два реле с задержкой на выключение, состоящий из резистора и конденсатора интегрирующий элемент, входкоторого подсоединен к выходу элемента сравнения, выход - к входу усили-.теля постоянного тока, а параллель-но резистору интегрирующего элемента включены замыкающие контакты релес задержкой на включение, параллельно входу интегрирующего элемента подсоединены размыкающие контакты перво"го реле с задержкой на выключение,к входам трансформатора йодключенызамыкающие контакты второго реле сзадержкой на выключение, а обмоткиреле подсоединены параллельно первому и второму входам блока.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Додик С;Д Дусавицкий Ю.Я. идр. Источники электропитания на полупроводниковых приборах, Проектирование и расчет. М., "Советское радио"1969,2, Расчет схем на транзисторах.Пер, с англ. Меркуловой К.Г. и др.М., фЭнергияф, с. 181, рис. 9-12, Ж-.35, Раушс Потета СССРрытийая наб.,