Источник питания постоянного напряжения с защитой

 

ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ С ЗАЩИТОЙ, содержащий выпрямитель сетевого напряжения с фильтром, выход которого подключен к преобразователю постоянного напряжения в переменное высокочастотное, выход которого подключен к последовательно Соединенным первичным обмоткам силового высокочастотного трансформатора и трансформатора тока, выпрямители высокочастотного напряжения с фильтрами, подключенные к вторичным обмоткам силового высокочастотного трансформатора, стабилизаторы разнополярных напряжений, один выходной вывод которых соединен с корпусом , а входы подключены к выходам соответствующих выпрямителей высокочастотного напряжения, трансформатор, первичная обмотка которого через первый резистор подключена к входу выпрямителя сетевого напряжения, а вторичная - к входу выпрямителя, выход которого подключен к накопительному конденсатору и входу релаксационного генератора, выходы которого подключены к катоду и управляющему электроду п рвого тиристора, анод которого соединен с корпусом, задающий генератор, вход которого подключен к первому с:тлбилитрону, анод .йггчи i((iii-.mO..f, торого соединен с корпусом, а выход с вьщтеуказанным преобразователем, выпрямитель с фильтром и регулятором уровня напряжения, вход которого подключен к вторичной обмотке трансформатора тока, а выходы - к коллектору и эмиттеру первого транзистора, второй стабилитрон, катод которого соединен с коллектором первого транзистора , анод - с одним из выводов второго резистора и управляющим электродом второго тиристора, катод которого соединен с корпусом, другим выводом второго резистора и эмиттером первого транзистора, первый диод, г катод которого соединен с катодом первого стабилитрона, а анод - с анодом второго тиристора и одним из выводов третьего резистора, другой вывод которого соединен с входом фильтG ра и катодом второго диода, анод кос торого соединен с положительным выводом накопительного конденсатора и коллектором второго транзистора, эмиттер которого соединен с корпусом, со а база через четвертый резистор - с выходом стабилизатора положительной СО полярности, к которому подключен анод со третьего диода, катод которого соединен с выходом фильтра, один вывод которого соединен с корпусом, четвертый диод, катод которого соединен с выходом стабилизатора отрицательной полярности, а анод - с одним из выводов пятого резистора, другой выпол которого соединен с катодом первого тиристора, шестой резистор, один из выводов которого соединен с базой первого транзистора, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, в него введены с-.оедм-

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК зШ G 05 F 1/58

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Il0 делАм изоБРетений и Отнрытий (21) 3566254/24-07 (22) 22.03.83 (46) 15.06.84. Бюл. Ф 22 (72) Э.И. Лагун (53) 621.316.722.1(088 ° 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 736067, кл. С 05 F 1/56, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 651329, кл. G 05 F 1/58, 1975. (54) (57) ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ ПОСТОЯННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ С ЗАЩИТОИ, содержащий выпрямитель сетевого напряжения с фильтром, выход которого подключен к преобразователю . постоянного напряжения в переменное высокочастотное, выход которого подключен к последовательно соединенным первичным обмоткам силового высокочастотного трансформатора и трансформатора тока, выпрямители высокочастотного напряжения с фильтрами, подключенные к вторичным обмоткам силового высокочастотного трансформатора, стабилизаторы вазнополярных напряжений, один выходной вывод которых соединен с корпусом, а входы подключены к выходам соответствующих выпрямителей высокочастотного напряжения, трансформатор, первичная обмотка которого через первый резистор подключена к входу выпрямителя сетевого напряжения, а вторичная — к входу выпрямителя, выход которого подключен к накопительному конденсатору и входу релаксационного генератора, выходы которого подключены к катоду и управляющему электроду первого тиристора, анод которого соединен с корпусом, задающий генератор, вход которого подключен к первому стабилитрону, анод ко„„SU„„1097990 A торого соединен с корпусом, а выход с вышеуказанным преобразователем, выпрямитель с фильтром и регулятором уровня напряжения, вход которого подключен к вторичной обмбтке трансформатора тока, а выходы — к коллектору и эмиттеру первого транзистора, второй стабилитрон, катод которого соединен с коллектором первого транзистора, анод — с одним иэ выводов второго резистора и управляющим электродом второго тиристора, катод которого соединен с корпусом, другим выводом второго резистора и эмиттером первого транзистора, первый диод, катод которого соединен с катодом Я первого стабилитрона, а анод — с анодом второго тиристора и одним из выводов третьего резистора, другой вывод которого соединен с входом фильтра и катодом второго диода, анод ко- B торого соединен с положительным выводом накопительного конденсатора и 6®" коллектором второго транзистора, 1, 1 эмиттер которого соединен с корпусом, цр а база через четвертый резистор — с выходом стабилизатора положительной полярности, к которому подключен анод третьего диода, катод которого соединен с выходом фильтра, один вывод которого соединен с корпусом, четвертый диод, катод которого соединен с выходом стабилизатора отрицательной полярности, а анод — с одним иэ выводов пятого резистора, другой вывол которого соединен с катодом первого тиристора, шестой резистбр, один иэ выводов которого соединен с базой первого транзистора, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения надежности, в него введены соеди1097990 ненные последовательно дополнительные конденсатор и резистор, подключен- ные резистором и конденсатором соответственно к положительному и отрицаf

Изобретение относится к электротехнике, в частности к источникам питания радиоэлектронной аппаратуры с защитой полупроводниковых преобразователей напряжения, и может быть использовано во вторичных источниках питания с бестрансформаторным входом.

Известен источник питания, содержащий выпрямитель сетевого напряже ния, задающий генератор, преобразова- 10 тель постоянного напряжения в переменное, выпрямители преобразованного напряжения, фильтры 1.13, Однако в составе известного источника питания отсутствует защита пре- 15 обраэователя напряжения от перегрузок и коротких замыканий на его выходе, При коротком замыкании илн значительной перегрузке на выходе преобразователя его транзисторы выходят из 20 строя.

Наиболее близким к предлагаемому по своим существенным признакам является источник питания постоянного напряжения с защитой, содержащий вы- 25 прямитель сетевого напряжения с фильтром, выход которого подключен к преобразователю постоянного напряжения в переменное высокочастотное, выход которого подключен к последо- З0 вательно соединенным первичным обмоткам силового высокочастотного трансформатора и трансформатора тока, выпрямители высокочастотного напряжения с фильтрами, подключенные к вторичным обмоткам силового высокочастотного трансформатора, стабилизаторы раэнополярных напряжений, один выход ной вывод которых соединен с корпу- сом, а вход подключен к выходам вы- 40 прямителей высокочастотного напряже- . ния, трансформатор, первичная обмотка которого через первый резистор подключена ко входу выпрямителя сетевого напряжения, а вторичная — ко входу выпрямителя, выход которого подключен к накопительному конденсательному выводам накопительного конденсатора, а их общая точка соединения подключена к другому выводу шестого резистора, 2 тору и входу релаксационного генератора, выходы которого подключены к катоду и управляющему электроду первого тиристора, анод которого соединен с корпусом, задающий генератор, вход которого подключен к первому стабилитрону, анод которого соединен с корпусом, а выход — к преобразователю постоянного напряжения, выпрямитель с,фильтром и регулятором уровня напряжения, вход. которого подключен к вторичной обмотке трансформатора тока, а выходы — к коллектору н эмиттеру первого транзистора; второй стабилитрон, катод которого соединен с коллектором первого транзистора, анод — с одним из выводов второго резистора и управляющим электродом второго тиристора, катод которого соединен с корпусом, другим выводом второго резистора и эмиттером первого транзистора, первый диод, катод которого соединен с катодом первого стабилитрона, а анод — с анодом второго тиристора и одним из выводов третьего резистора, другой вывод которого соединен с входом фильтра и катодом второго диода, анод которого соединен с положительным выводом накопительного конденсатора и коллектором второго транзистора, эмиттер которого соединен с корпусом, а база через

Ф четвертый резистор соединена с выходом стабилизатора положительной полярности, к которому подключен анод третьего диода, катод которого соединен с выходом фильтра,.один вывод которого соединен с корпусом, четвертый диод, катод которого соединен с выходом стабилизатора отрицательной полярности, а анод — с одним из выводов пятого резистора, другой вывод которого соединен с катодом первого тиристора, шестой резистор, один из выводов которого соединен с базой первого транзистора, другой вывод— с катодом пятого диода, анод которо3 !0979 го .соединен с положительным выводом накопительного конденсатора 2 ).

Однако в момент включения известного источника питания при наличии короткого замыкания или значительной перегрузки на вторичных обмотках силового высокочастотного трансформатора, в высокочастотных выпрямителях с фильтрами или на входах стабилизаторов (входы стабилизаторов могут служить источником питания нагрузок) преобразователь напряжения оказывает-! ся длительное время незащищенным, так как его защита отключается. При

I этом преобразователь напряжения выхо- !5 дит из строя.

Целью изобретения является повышение надежности.

Поставленная цель достигается тем, что в источник питания постоянного напряжения с защитой, содержа" щий выпрямитель сетевого напряжения с фильтром, выход которого подключен к преобразователю постоянного напряжение в переменное высокочастотное, вьмод которого подключен к последовательно соединенным первичным обмоткам силового высокочастотного трансформатора и трансформатора тока, выпрямители высокочастотного напряжения с фильтрами, подключенные к вто30 ричным обмоткам силового высокочастот. ного трансформатора, стабилизаторы разнополярных напряжений, один выходной вывод которых соединен с корпусом, а входы подключены к выходам соответствующих выпрямителей высокочастотного напряжения, трансформатор, первичная обмотка которого через первый резистор подключена ко входу выпрямителя сетевого напряжения, а вторичная — ко входу выпрямителя, выход которого подключен к накопительному конденсатору и входу релаксационного генератора, выходы которого подключены к катоду и управляющему электроду первого тиристора, анод которого соединен с корпусом, задающий генератор, вход которого подключен к первому стабилитрону, анод которого соединен с корпусом, а выход — с указанным выше преобразователем постоянного напряжения, выпрямитель с фильтром и регулятором уров ня напряжения, вход которого подключен к вторичной обмотке трансформатора тока, а выходы — к коллектору и эмиттеру первого транзистора, второй стабилитрон, катод которого соединен

90 4 с коллектором первого транзистора, анод — с одним из выводов второго резистора и управляющим электродом второго тиристора, катод которого соединен с корпусом, другим выводом второго резистора и эмиттером первого транзистора, первый диод, катод которого соединен с катодом первого стабилитрона, а анод — с анодом второго тиристора и одним из выводов третьего резистора, другой вывод которого соединен с входом фильтра и катодом второго диода, анод которого соединен с положительным выводом накопительного конденсатора и коллектором второго транзистора, эмнттер которого соединен с корпусом, а база — через четвертый резистор с выходом стабилизатора положитель ной полярности, к которому подключен анод третьего диода, катод которого соединен с выходом фильтра, один вывод которого соединен с корпусом, четвертый диод, катод которого соединен с выходом стабилизатора отрицательной полярности, а анод — с одним из выводов пятого резистора, другой вывод которого соединен с катодом первого тиристора, шестой резистор, один из выводов которого соединен с базой первого транзистора, введены соединенные последовательно дополнительные конденсатор и резистор, подключенные резистором и конденсатором соответственно к положительному и отрицательному выводам накопительного конденсатора, а их общая точка соединения подключена к другому выводу шестого резистора.

На чертеже представлена функциональная схема источника питания постоянного напряжения с защитой.

Устройство содержит выпрямитель 1 сетевого напряжения с фильтром, выход которого подключен к преобразователю 2 постоянного напряжения в переменное высокочастотное, выход которого подключен к последовательно соединенным первичным обмоткам силового высокочастотного трансформатора 3 и трансформатора тока 4, выпрямители 5 высокочастотного напряжения с фильтрами, подключенные входом к вторичным обмоткам трансформатора 3, стабилизаторы 6 разнополярных напряжений, один выходной вывод которых соединен с корпусом, а вход подключен к выходам выпрямителей 5, трансформатор 7, первичная обмотка которогс

1097990

3 через первый резистор 8 подключена ко нходу выпрямителя 1, а вторичная — ко входу выпрямителя 9, выход которого подключен к накопительному конденсатору 10 и входу релаксационного re5 нератора 11, выходы которого подключеиы к катоду и управляющему электроду первого тиристора 12, анод которого соединен с корпусом, задающий генератор 13, вход которого подключен к первому стабилитрону 14, анод которого соединен с корпусом, а выход к преобразователю 2, выпрямитель 15 с фильтром и регулятором уровня напряжения, вход которого подключен к вторичной обмотке трансформатора 4, а выходы — к коллектору и эмитТеру первого транзистора 16, второй стабилитрон 17, катод которого соединен с коллектором транзистора 16, анод — gp с первым выводом второго резистора 18 и управляющим электродом второго тиристора 19, катод которого соединен с корпусом,. вторым выводом резистора

18 и эмиттером транзистора 16, первый2 диод 20, катод которого соединен с катодом стабилитрона 14, а анод — с анодом тиристора 19 и первым выводом е! третьего резистора 21, второй вывод которого соединен с входом фильтра

22 и катодом второго диода 23, анод которого соединен с положительным выводом конденсатора 10 и коллектором второго транзистора 24, эмиттер которого соединен с корпусом, а база че.рез четвертый резистор 25 соединена с выходом стабилизатора положительной полярности, к которому подключен анод третьего диода 26, катод которого соединен с выходом фильтра 22, один вывод которого соединен с кор40 пусом, четвертый диод 27, катод которого соединен с выходом стабилизатора отрицательной полярности, а анод— с первым выводом пятого резистора 28, второи вывод которого соединен с ка45 тодом тиристора 12, шестой резистор

29, первый вывод которого соединен с базой транзистора 16, второй — с точкой соединения конденсатора 30 и:резистора 31, вторые выводы которых подключены к конденсатору 10.

Источник питания постоянного напряжения с защитой работает следующим образом.

Напряжение питающей сети поступает на выпрямитель 1, выпрямляется, фильтруется и подводится на вход преобразователя напряжения 2, который

Ь не включается, так как не работает задающий генератор 13, Напряжение питающей сети через резистор 8 поступает также на первичную обмотку трансформатора 7. Снимаемое с вторичной обмотки трансформатора 7 напряжение выпрямляется выпрямителем 9 и начинается заряд конденсаторов 10 и 30.

Когда конденсаторы 10 и 30 зарядятся до требуемого напряжения, включаются релаксационный генератор 11 и тиристор 12. Напряжение с конденсатора 10 через диоды 23, 20 и резистор 21 подается на стабилитрон 14 и задающий генератор 13, который начинает работу. Напряжение с конденсатора 30 через резистор 29 поступает на базу транзистора 16. Он кратковременно открывается и закорачивает защиту преобразователя 2. Преобразователь 2 включается и начинает работу.

Ряд напряжений, снимаемых с вторичных обмоток трансформатора 3, выпрямляется выпрямителями 5, фильтруется и подается на стабилизаторы напряжения 6. Напряжение стабилизатора отрицательной полярности через диод 27 и резистор 28 поступает на тиристор

12 и удерживает его во включенном состоянии. Напряжение стабилизатора положительной полярности через диоды

26 и 20, фильтр 22 и резистор 21 поступает на задающий генератор 13, обеспечивая его стационарное питание.

Кроме этого, напряжение стабилизатора положительной полярности через резистор 25 поступает на базу транзистора 24, открывает его. Конденсатор

10 шунтируется. Источник питания включился.

Если источник питания работает и произошла значительная перегрузка по току или короткое замыкание на вторичных обмотках трансформатора 3, или в выпрямителях 5, или на входах стабилизаторов 6, или на выходах стабилизаторов 6 (если они не имеют защиты от перегрузок или если их защита неисправна), то возрастают ток через первичную обмотку трансформатора 4 и напряжение на выходе выпрямителя 15, включается стабилитрон 17, на резисторе 18 возрастает напряжение, тиристор 19 включается и закорачивает напряжение, питающее задающий генератор 13.

Преобразователь напряжения 2 прекращает работу, выходные напряжения источника питания уменьшаются до нуля, Источник питания отключается на не1097990 щщцПИ Заказ 4206/39 Тираж 842 Подписное филиал ППП Ъатект", г. Ужгород, ул.Проектная,4 продолжительное время. Тиристор 12. отключается, транзистор 24 закрывается. °

Начинается заряд конденсаторов 10 и

30 и снова происходит запуск источника питания. Если авария устранена, то 5 источник питания включается автоматически. Если авария не устранена, то в момент запуска источника питания транзистор 16 открывается. Защита преобоазователя отключается на время,дос- 1О таточное для запуска нормально работающего преобразователя напряжения 2, т.е. кратковременно. За это время, которое. можно регулировать, изменяя сопротивление резистора 29 и емкость 15 конденсатора 30, конденсатор 30 разряжается и транзистор 16 закрывается.

Время разряда конденсатора 10 значительно большее, чем конденсатора 30.

Конденсатор 30 не может зарядиться до20 следующего пускового цикла, так как тиристор 12 включен, а резистор 31 выбран очень высокоомным. После того, как транзистор 16 закроется, через трансформатор 4 продолжает протекать аварийный ток и тиристор 19 включается, закорачивая вход задающего генератора 13. Источник питания отключается, Конденсатор 1О разряжается через диод 23, резистор 21, тиристоры 12 и 19. Разряд конденсатора 10 происходит бЫстрее, чем его подзаряд. Тиристоры 12 и 19 отключаются. Начинается новый цикл заряда— разряда конденсаторов 1О и 30 и запуска — отключения источника питания, которые продолжаются до тех пор,.пока есть авария и подается сетевое напряжение.

Если аварийный режим, описанный выше, имеется в источнике питания в момент подачи на него сетевого напряжения, то запуск — отключение происходит так же, как описано выше.

В результате введенных средств дополнительных конденсатора и резистора защита преобразователя при перегрузке или коротком замыкании (например, на входе стабилизатора положительной полярности) не отключается на продолжительное время (как это происходит в устройстве прототипа).

Это позволяет сохранить работоспособным преобразователь, что повышает надежность устройства.