Источник питания постоянного напряжения с защитой от превышения и понижения напряжения

(53) УДК 621.316 е722. 1(088,8) ао делам изобретений и открытийДата опубликования описания 17,07.80 В. К. Копыл, А, И. Гудименко и В. Н, Скачко(54) ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ С ЗАШИТОЙ ОТ ПРЕВЫШЕНИЯ И ПОНИЖЕНИЯ НАЙРЙЖБНИЯ Изобретение относится к электротехнике и может быть испопьзовано в источниках электропитания различной радиотехнической, аппаратуры, имеющей устройся ва для защиты по максимальному и минимальному пределам допустимых отклоне 3 ний выходного напряжения.Питание самих устройств зашиты в случае наличия в них.только одного, максимального, предела осуществляется обыч. то но от выхода защищаемого блока питания.Известен компенсационный стабилизатор напряжения постоянного тока, содержащий последовательный составной регулирующий транзистор, усилитель постоянного тока цепи обратной связи с коллекторной нагрузкой в виде транзисторного токостабипизирующего двухпогпосника и орган зашиты от перенапряжения 1) .Наиболее близким техническим решением к изобретению является источник питания постоянного напряжения с защитой от превышения и понижения напряжения, содержащий блок питания с трансфор 2матором, первичная обмотка которого подключена к усилителю мощности, а вторичная через вйпрямитйть- к вьйоду"источника питания, блох защиты по максимальному и минимальному пределам выходного напряжения блока питания с выходным тирнсторным оптроном, тири- стор которого подключен к цепям блока автоматикть реле времени, первый выход которого подключен к первому входу блока защиты, второй вход которого подклю- . чен к выходу источника питания, причем входные выводы блока питания и реле времени: подключены к входным выводам источника питания. Кроме того, в него входит блок собственного питания и опорных напряжений с каналами по числу эащишавмых каналов 21 .Недостатком известного устройства является применение отдельного блока для питания блока зашиты.Цель .изобретения - упрощение источника питания и повышение его надежнооти путем. обеспечения питания блока за3 7483 щиты от контролируемого защитой блока питания без применения для этого отдельного блока питания.Поставленная цель достигается тем, что в источник питания постоянного напря 5 жения с зашитой от превышения и понижения напряжения введен блокконтроля запуска, выполненный на транзисторе, выпрямителе, резисторах и тиристорном оптроне, при этом тиристор оптрона блока контроля подключен параллельно тиристору оптрона бдока зайиты, а один из выводов светодиода через последовательно включенный с ним первый резистор подключен к одному из входных выводов источника, а другой вывод светодиода подключен к коллектору транзистора, база которого через второй резистор подключена ко второму ,выходу реле времени и через третий резистор к первому выходному выводу выпрямителя, эмиттер транзистора соединен со вторым выходным выводом выпрямителя и с другим входным выводом источника, полярность которого противоположна полярности укаэанного второго выходного выво да вьптрямителя, а входные выводы выпрямителя подключены к первой дополнительно введенной вторичной обмотке трансформатора бдока питания, ко второй дополнительно введенной вторичной обмотке которого через введенный выпрямитель подключены цепи питания блока зашиты.Данный источник питания может быть выполнен и в многоканальном варианте, При этом количество блоков защиты, втс- ричных обмоток трансформатора и выпрями- тедей, подключенных к нагрузке и к цепям питания блоков зашиты, доджно соответст вовать количеству требуемых каналов, блок контроля запуска является обшим для всех40 каналов, а тиристор его оптрона соединен параллельно с тиристорами оптронов всвх блоков зашитыеНа чертеже представлена схема источника питания постоянного напряжения с защитой, выполненного в одноканальном варнанте.Источник содержит блок 1 питания с трансформатором 2, первичная обмотка 3 которого подключена к усилителю 4 мош 50 ности, а вторичная обмотка 5 этого трансформатора через выпрямитель 6 подкдюче на к выходу источника питания, блок 7г зашиты, имеющий выходной тиристорный оптрон 8, блок 9 реле времени, тиристор оптрона 8 через блок 10 автоматики связан с блоком 1 питания. Вход блока питания, а также цепи питания реле 9 времени и блока 10 автоматики подключены к сети 87 фпостоянного напряжения. Первый вход реле9 времени соединен с первым входом блока 7 зашиты. Цепи питания блока 7 защиты подключены к выходу выпрямителя11 входом подключенного к дополнитвлной обмотке 12 трансформатора 2, Второйвход блока 7 зашиты подключен к выходуисточника питания. Блок 13 контроля запуска содержит транзистор 14 и тиристорный оптрон 15, тиристор которого подключен параллельно тиристору оптрона 8блока 7 зашиты. Светодиод тиристорногооптрона 15 через последовательно соединенный с ним резистор 16 включен между отрицательной шиной сети постоянногонапряжения и коллектором транзистора14. База этого транзистора через рвзистор 17 соединена со вторым выходомреле 9 времени, а через резистор 18 - свыходным выводом положительной полярности выпрямителя 19, состоящего извыпрямительного моста 20 и конденсатора 21, Второй (отрицатедьный )выводвыпрямителя соединен с эмиттером транзистора 14 и шиной сети положительнойполярности. Вход выпрямителя 19 подключен ко второй дополнительной обмотке 22трансформатора 2,При включении источника питания внем начинает работать блок 1 питания,усилитель 4 мощности которого через обмотку трансформатора 2 возбуждает переменное напряжение на его вторичныхобмотках 5,12 и 22, которое после выпрямления выпрямителями 6,11 и 19 поступает соответственно на выход источника питания, цепи питания блока защиты ицепь первхода база-эмиттер транзистора14 блока 13 контроля запуска. Все этинапряжениястабилизированные, поскольку блок 1 питания является стабилизатором напряжения,Блок 7 защиты начинает работать помаксимальному предеду сразу же посленачала работы бдока 1 питания, а по минимальному пределу - после срабатыванияреле 9 времени, выдержка времени которого устанавливается исходя из временинарастания выходного напряжения блока1 питания. В блоке защиты, который слвдит за уровнем выходного напряженияблока питания при отклонении последнегоот заданных пределов, срабатывает тиристорный оптрон, и подключенный к немублок 10 автоматики производит выключение блока питания, индикацию (световую,.звуковую и т.д.) отказа, а при необходимостигрупповую эащитуе Сам блок автОфффматики, как и реле времени, может питаСледует отметить, что блок 13 конт роля запуска не является элементом зашиты по минимальному пределу контроли руемого блока 1 питания: функцию такого элемента выполняет блок 7 защиты, так как достижимая точность этого блока позволяет реагировать на отклонения выходного напряжения блока питания от номинального значения на весьма малую величину, в то время как блок контроля запуска реагирует только на существенное понижение вьгсодного напряжения блока питания, Однако в тех случаях, когда не требуется высокая точность защиты по минимальному пределу или достаточно,чтобы она была чувствительна только к пропаданию напряжения, канал по минимальному пределу в блоке 7 зашиты может отсутствовать и функцию зашиты по минимальному пределу выполняет блок контроля запуска.Предложенный источник питания дхтоянного напряжения с зашитой выгодно отли- чается от известного и подобных ему устройств, так как в нем отсутствует отдельный блок питания для блока (блоков) зашиты, а питание этого блока осуществляется от контролируемого блока питания, .Это упрощает источник, в результате чего улучшаются его весогабаритные характеристики и повышается надежность. Сопоставление количества и габаритов элементов стабили 5 7483 ться от источника первичного найряжения, не создавая при этом гальванической завязки между входом и выходом блока питания благодаря применению элементов развязки (оптронов и реле) в цепях, связывающих блок защиты (гальванически соединенный с выходом блока питания) с блоком автоматики и реле времени.Осуществление питания блока зашитыот выходного каскада блока питания в принципе позволяет выполнить поставленную цель, однако при этом требуется решить еше задачувыражающуюся в том, что, если не принять дополнительных мер, то при потере работоспособности блока пита- д ния (прекращении подачи колебаний задающего генератора или усилителя мощности на вторичные обмотки трансформатора) перестанет работать и блок 7 защиты и блок 10 автоматики, не получив от него сигнала, не произведет индикацию неисправности, а при работе в системе групповой зашиты - вьпслючение остальНых источников питания, работающих в этой системе. Поэтому необходимо ввести в источнике питания устройство, позволяющее выдать на блок автоматики сигнал неисправности при потере работоспособности блока питания, когда питающийся от него блок зашиты уже не может выдать такой сигнал. Этим устройством в предложенном источнике питания является блок 13 конч роля запуска. При нормальной работе источника питания на базу транзистора 14 одновременно поступают два напряжения: отпирающее от реле 9 времени и запирающее от собственного выпрямителя 19, причем доминирует последнее, в результате чего транзистор 14 находится в закрытом состоянии и его оптрон 15 не работает. Но если по каким-либо причинам исчезнут выходные напряжения блока 1, то спадет до нуля и выходное напряжение выпрямителя 19, и тогда за счет появившегося тока базы транзистора 14 по резистору 17 от реле 9 времени пройдет коллекторный ток, который обусловит подсветку тиристора оптрона 15 со стороны его светодиода, и этот тиристор (вместо тиристора оптрона 8) выдаст сигнал неисправности на блок 10 автоматики, который затем выполнит свои функции.При включении источника питания логика работы блока контроля запуска заключается в том, что если на базу транзистора 14 не поступит запирающее напряжение с выпрямителя. 19 раньше, чем включится реле 9 времени, то такое положение рассматривается как незапуск бле 87 6 ка питания, так как его выходное напряжение поусловию согласования параметровФблока питания и реле времени должно появиться раньше, чем окончится выдержка репе времени. При таком положении транзистор 14 включит оптрон 15, после чего начнет работать блок 10 автоматики. В случае нормального запуска блока питания при включении транзистор 14, запираясь выпрямителем 19 еше до вступления напряжения от реле времени и оставаясь в таком состоянии и после вклк чения последнего, не влияет на работу источника питания, но готов, однако, в любой момент при исчезновении входньпснапряжений блокапитания выдать сигнал неисправности на блок 10 автоматики. При наличии в источнике несколькихканалов сигнал неисправности поступаетна вход блока автоматики с блока зашиты любого канала, в котором происходитнеисправность приводящая к срабатыванию его блока зашиты, или, если блокпитания не запустится при вкшочении илиисчезнут его выходные напряжения в процессе работы, е блока контроля запуска,7 7483 зированного блока питания, применявшегося раньше для питания блока (бпоков) защиты и блока контроля запуска, свидетельствует в пользу последнего. Особенно это ощутимо в том случае, если в качестве выпрямителя 19 используется один иэ выпрямителей схемы блока 1 питания, имеющийся в нем для его собственных нужд,1 Оформула изобретения1, Источник питания постоянногонапряжения с защитой от превышения и понижения напряжения, содержащий блок. питания И с трансформатором, первичная обмотка которого подключена к усилителю мощности, а вторичная через выпрямитель - к выходу источника питания, блок защиты по мак симальному и минимальному пределам вы- гО ходного напряжения блока питания с выходным тиристорным оптроном, тиристор которого подключен к цепям блока автоматики, реле времейи, первый выход которого подключен к первому входу блока защиты, второй вход которого подключен к выходу источника питания, причем входные выводы блока питания и реле времени подипочены к входным выводам источника питания; о т л и ч а ю щ и й с я тем, зО что, с целью упрощения и повышения надежности источника, в него введен блок контроля запускавыполненный на транзисторе, выпрямителе, резисторах и тириоторном оптроне, при этом тиристор оптро- З на блока контроля подключен параллельно тиристору оптрона блока защиты, а один из выводов светодиода через последовательно включенный с ним первый резистор 87подключен к одному иэ входных выводов источника, а другой вывод светодиода подключен к коллектору транзистора, база которого через второй резистор подключена ко второму выходу реле времени и через третий резистор к первому выходному выводу выпрямителя, эмиттер транзистора соединен со вторйм выходным выводом выпрямителя .и с другим входным выводом источника, полярность которого противоположна полярности указанного второго выходного вывода выпрямителя, а ьходные выводы выпрямителя подключены к первой дополнительно введенной вторичной обмотке трансформатора блока питания,ко второй дополнительно введенной вторичной обмотке которого через введенный выпрямитель подключены цепи питания блока защиты.- 2. Источник по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью созданиямногокаиального варианта, в него введены.дополнительные блоки зашиты, вторичныеобмотки трансформатора и выпрямители,подключенные к нагрузке и к цепям питания блоков защиты, количество которыхсоответствует количеству требуемых каналов, при этом блок контроля запускаявляется общим для всех каналов, а тиристор его оптрона соединен параллельнос тиристорами оптронов всех бпоков заШиты.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе,1, Авторское свидетельство СССРМ 522493, кл, 6 08 Р 1/58, 1974.2, Авторское свидетельство СССРЬ 546988, кл, Н 02 Н 7/12, 1974.