Многоканальный стабилизированный источник электропитания

 

МНОГОКАНАЛЬНЫЙ СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ИСТОЧНИК ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ, содержащий силовой трансформатор, к вторичным обмоткам которого подключен ряд основных выпрямителей с фильтрами, выходы которых соединены с входами ряда соответствующих основных стабилизаторов напряжения, вспомогательный выпрямитель с фильтром ,, вход которого подключен к дополнительной вторичной обмотке силового трансформатора, а выход к входу вспомогательного стабилизатора напряжения, выход которого соединен с одним из входов основного стабилизатора напряжения, выход которого соединен с входами остальных основных стабилизаторов напряжения , при этом первые выходы основных стабилизаторов напряжения соединены с корпусом, отличающийся тем, что, с целью уменьшения потерь мощности в аварийных режимах, уменьшения габаритов и повышения надежности, в него введены блок контроля уровней напряжений, входы которого соединены с вторыми выходами основных стабилизаторов напряжения, усилитель сигнала неисправности , вход которого соединен с выходом блока контроля уровней напряжений, генератор несимметричных импульсов, вход которого соединен с выходом усилителя сигнала неисправности, усилитель несимметричс S ных импульсов, вход которого соединен с выходом генератора несиммет (Л ричных импульсов, транзистор, база которого соединена с выходом усилителя несиммметричных импульсов, эмиттер - с корпусом и усилителем несимметричных импульсов, коллектор с выходом вспомогательного стабилизатора напряжений, при этом входы питания блока контроля уровней напряжени , усилителя сигнала неисправ ности, усилителя несимметричных 00 импульсов соединены с входом одного из стабилизаторов напряжения. 4

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1(51) G 05 F 1 58

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Д

C

<О сеют

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3525305/24=07 (22) 21.12.82 (46) 07.03.84. Бюл, 9 9 (72) Э.И.Лагун и Д.И.Гресько (53) 621.316.722.1(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 327463, кл. G 05 F 1/56, 1969.

2. Блюдина Е.К. и др. Портативные осциллографы. "Сов. радио", 1978, с. 212, рис, 14. (54)(57) МНОГОКАНАЛЬНЫЙ СТАБИЛИЗИРОВАННЬЯ ИСТОЧНИК ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ, содержащий силовой трансформатор, к вторичным обмоткам которого подключен ряд основных выпрямителей с фильтрами, выходы которых соединены с входами ряда соответствующих основных стабилизаторов напряжения, вспомогательный выпрямитель с фильтром,. вход которого подключен к дополнительной вторичной обмотке силового трансформатора, а выход к входу вспомогательного стабилизатора напряжения, выход которого соединен с одним из входов основного стабилизатора напряжения, выход которого соединен с входами остальных основных стабилизаторов напряжения, при этом первые выходы основ. ЯУ 1l}73116 А ных стабилиэатсров напряжения соединены с корпусом, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью уменьшения потерь мощности в аварийных режимах, уменЬшения габаритов и повышения надежности, в него введены блок контроля уровней напряжений, входы которого соединены с вторыми выходами основных стабилизаторов напряжения, усилитель сигнала неисправности, вход которого соединен с выходом блока контроля уровней напряжений, генератор несимметричных импульсов, вход которого соединен с выходом усилителя сигнала неисправности, усилитель несимметрич ных импульсов, вход которого соединен с выходом генератора несимметричных импульсов, транзистор, база которого соединена с выходом усилите ля несиммметричных импульсов, эмиттер — с корпусом и усилителем несимметричных импульсов, коллектор с выходом вспомогательного стабилизатора напряжениЯ, при этом входы питания блока контроля уровней напряжений, усилителя сигнала неисправ ности, усилителя несимметричных импульсов соединены с входом одного из стабилизаторов напряжения.

10784 1б

Изобретение относится к электрорадиотеинике, а именно к стабилизированным источникам электропитания, радиотехнических систем, ЭВМ, устройств автоматики.

Известны стабилизированные источники электропитания, содержащие трансформаторы, выпрямители и стабилизаторы Г1

Од ако в известных источниках электропитания стабилизаторы не защищены О<Г переГ ру 10к и кОрОтких за мыканий на выходах.

11аиболее близким к предлагаемому является многоканаз!ьный стабилизиро. ванный ;1сточник электропитания, содержа!

Hûõ стабилизаторов напряжения, вспомогательный выпрямитель с фильтром, вход которого подключен к дополнительной вторичной обмотке силового трансформатора, а выход — к входу 25 вспомогательного còàáHëHBàòoðà напряжения, выход которого соединен с одним 1э входов ocновного стабилизатора iiапряжения, выход которого сОс динов с вхОдами Остальных ОснО — 30 них стабилизаторов напряжения t 2).

Однако при перегрузке или I

Г.роисходит толы<0 ограничение их 35 токов. 13 это время на их регулирующих транзисторах выделяется значительная мощнocòü. Если перегрузка или короткое замГ!КаГ!ие длительные, то, чтобы регу>!1!рующие транзисторы

<- табили заторов не вышли из строя, их необходимо устанавливать на радиаторах значительных размеров или осуществля,l. принудительное охлаждеi!He при помо ци вентилятора. Кроме

45 того,. есги перегрузка или короткое замыкание произошли на выходе одного из основных стабилизаторов, то происходит уменьшение напряжения стабилизатора, на выходе которого

Г!роизсшла авария, а напряжения ос50 тальных cтабилиэаторов не изменяются. Такой режим работы стаб:-!лизаторов может привести к выходу иэ строя нагрузки. КрОмР того, в указctHHQM источнике электропитания отсутствует защита от превышения напряжения на выходах основных стабилизаторов.

Цель изобретения — уменьшение потерь мощности в аварийных режимах, уменьшение габаритов и повышение 60 надежности, Указан!лая цель достигается тем, что в .,ногоканальный стабилиэирован. ный исто tHHI< электропитания, содержащий силовой трансформатор, к вторичным об лоткам которого подключен ряд основных выпрямителей с фильтрами, выходы которых соединены с входами ряда соответствующих основных стабилизаторов напряжения, вспомогательный 1зыпрямитель с фильтром, ВХОД KOTOPOI"O Г!ОДКЛЮЧЕН К JIOIIOJIHH тельной вторичной обмотке силового трансформатора, а выход — к входу вспомогательного стабилизатора напря жения, выход которого соединен с одним из входов основного стабилизатора напряжения, выход которого соединен с.входами остальных основнь!х стабилизаторов напряжения, при этом первые выходы основных стабилизаторов напряжения соединены с корпу. сом, введены блок контроля уровней напряжений, входы которого соединены с вторыми .ыходами основных стабилизаторов напряжения, усилитель сигнала неисправности, вход которого соединен с выходом блока контроля уровней напряжений, генератор несимметричных импульсов, вход которого соединен с выходом усилителя сигнала неисправности, усилитель несимметPH !HAJJ< ИМПУЛЬСОВ, BJ

11а чертеже представлена функциональная схема предлагаемого многоканального стабилизированного Источника электропитания.

Устройство содержит трансформатор 1, к вторичным обмоткам которогo подключен ряд основных выпрямителей с фильтрами 2.1-2.3, с выходов которых осущсствляется питание ос новных стабилизаторов 3-5, которые содержат в себе защиту от коротких замыканий и перегрузок на выходах, вспомогательный выпрямитель с фильтром 6, вход которого поцключен к одной из вторичных обмоток трансформатора 1, а выход — к вспомогательному стабилизатору 7 напряжений, который может быть выполнен по схеме параметричного стабилизатора, выход которого соединен с стабилизатором 3, выходное напряжение которого используется для подпитки стабилизаторов 4 и 5, при этом один иэ выходов стабилизаторов 3-5 cîåдинен с корпусом, блок 8 контроля ,напряжений по верхнему и нижнему

107841б уровням, входы которого подключены к выходам стабилизаторон 3-5, а выход — к усилителю 9 сигнала неисправности, выход которого соединен с входом генератора 10 несимметричных импульсов, выход которого соединен с входом усилителя 11 несимметричных импульсов, выход которого соединен с базой и эмиттером транзистора 12, змиттер которого также соединен с корпусом, а коллектор — с выходом вспомогательного стабилизатора 7, При этом питание блока 8 контроля, усилителя 9 сигнала неисправности, усилителя 11 несимметричных импульсов может осуществляться с входов любого основного 3-5 или вспомогательного 7 стабилизаторов .

Многоканальный стабилизированный источник электропитания работает следующим образом.

При подключении к первичной обмотке трансформатора 1 переменного напряжения на его вторичных обмотках появляется ряд переменных напряжений, которые выпрямляются и фильтруются выпрямителями с фильтрами ?.1-2.3. Отфильтрованные напряжения поступают на стабилизаторы 3, 4, 5 и 7, которые начинают работать, Напряжением с входа стабилизатора 7 осуществляется питание блока 8 контроля, усилителей 9 и

11, последние, а также генератор 10 несимметричных импульсов готовы к работе, Транзистор 12 закрыт.

Стабилизаторы 3-5 имеют защиту от перегрузок и коротких замыканий на выходах. Они выполнены и соединены таким образом, что при отсутствии напряжения на выходе стабилизатора 7 напряжение на выходе стабилизатора 3 равно нулю. При этом напряжения на выходах стабилизаторов 4 и 5 также равны нулю.

B режиме нормальной работы, когда напряжение стабилизаторов 3-5 находится в допустимых пределах, на выходе устройства 8 контроля напряжение равно нулю, усилители 9 и

11, генератор 10 не работают, транзистор 12 закрыт, напряжение на выходе стабилизатора 7 номинальное, стабилизаторы 3-5 функционируют нормально.

В аварийном режиме, например, при значительной перегрузке на выходах одного или нескольких стабилизаторов 3-5 срабатывает их защита и напряжения на их выходах уменьшаются ниже допустимых пределов. При этом на выходе блока 8 контроля появляется сигнал неисправности в ви- де напряжения, которое усиливается усилителем 9 и поступает на генератор 10, Генератор 10 начинает генерацию прямоугольных импульсов с большой длительностью и скважнос тью. Генерация импульсов и их усиление усилителем 11 продолжаются до тех пор, пока блок 8 контроля вырабатывает сигнал неисправности, т.е. до тех пор, пока продолжается авария.

На выходе усилителя 11 напряжение изменяется от величины, достаточной для открывания транзистора 12

1О (большая 1асть периода следования импульса), до величины, достаточной для его закрывания (меньшая часть периода следования импульса ), Когда транзистор 12 открыт, он закорачивает выход стабилизатора 7 и напряже ния стабилизаторов 3-5 уменьшаются до нуля. Когда транзистор 12 закрывается, напряжение на выходе стабили затора 7 становится номинальным и происходит пробное включение стабили заторов 3-5, Если авария не устранена, то транзистор 12 снова открывается — закрывается. Если авария устранена, то при пробном включении выходные напряжения стабилизаторов 3-5 находятся в допустимых пределах, на выходе блока 8 контроля напряжение равно нулю, генератор 10 прекращает генерацию, транзистор 12 закрывается и происходит автоматическое включение стабилизаторов 3-5.

Аналогично работает устройство при увеличении напряжения на выходах стабилизаторов 3-5 сверх допустимых пределов.

35 Время пробного включения стабилизаторов 3-5 выбирается таким, чтобы его хватило для их автоматического включения после прекращения аварии.

Время открытого состояния транзис4р тора 12 можно регулировать в широких пределах, изменяя скважность импульсов, генерируемых генератором 10. Чем больше скважность импульсов, тем меньше потери мощности

45 н стабилизаторах 3-5 в аварийном режиме. Например, при скважности импульсюв 5-10 и коротком замыкании на выходах стабилизаторов 3-5 потери мощности уменьшаются практически в 5-10 раз.

Мощность, потребляемая блоком 8 контроля, усилителями 9 и 11, генератором 10, стабилизатором 7, транзистором 12 в нормальном и аварийных режимах работы стабилизаторов 3-5 на несколько порядков меньшая, чем потери мощности в стабилизаторах 3-5 а аварийном режиме даже при относительно небольшой мощности источника электропитания

60 (150-250 Вт).

При отсутствии аварии, если напряжение на первичную обмотку трансформатора 1 подается не скачком, а плавно, .то напряжения на выходах р стабилизаторов 3,, 4, 5 и 7 возраста107841б

Составитель Е, Калинкин

Техред Т.Фанта Корректор О.Тигор

Редактор А.Мотыль

Заказ 9б3/42 Тираж 842 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий:

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 ют плавно от нуля. При некотором значении сетевого напряжения, когда на выходе фильтра б напряжение становится достаточным для работы блока 8 контроля, усилителей 9 и 11, а на выходах стабилизаторов напряже« ний ниже допустимого значения, то включается генератор 10 и транзистор 12 закрывается — открывается.

Когда напряжения на выходах стабилизаторов 3-5 достигнут допустимого значения, генератор 10 прекращает работу и стабилизаторы 3-5 начйнают нормальную работу.

В предлагаемом многоканальном источнике электропитания потери мощности при коротких замыканиях или значительных перегрузках на выходах стабилизаторов 3-5 сведены к минимуму и нет необходимости рассчитывать радиаторы на аварийные мощности рассеивания, т.е. увеличивать их габариты или применять вентилятор. Надежность источника электропитания значительно повышается, так как при аварии на выходе одного основного стабилизатора отключаются все стабилизаторы. В аварийном режиме мощность рассеивания на регулирующих транзисторах стабилизаторов практически не возрастает по сравнению с нормальным рабо 0 чим режимом. При аварии нагрузки практически отключаются от питающих их стабилизаторов. При увеличении напряжения на выходах стабилизаторов сверх допустимых пределов

15 происходит отключение стабилизаторов и защита нагрузок. При напряжении на первичной обмотке силового трансформатора ниже допустимого значения стабилизаторы практически не включаются и нагрузки не работают.