Источник питания

 

ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ, содержащий последовательно включенные в силовую шину первый ключ, регули-, рующий элемент и датчик тока, усилитель обратной связи, подключенный выходом к управляющему входу регулирующего элемента, блок сравнения , выход которого через первый вход управляющего блока подключен к управляющему входу первого ключа , резистивный делитель напряжения , блок запуска, одним выходом подключенный к второму входу управляющего блока, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены преобразователь коднапряжение , два нормирующих усилителя , четыре задатчика кодов, три ключа, переключатель режимов, при этом первый вход усилителя обратной связи соединен с первыми входами нормирующих усилителей и подключен к выходу преобразователя код - напряжение, выходы нормирующих усилителей подключены к двум входам блока сравнения, а его выход - к первому входу управляющего блока, второй вход усилителя обратной спязи соединен с третьим входом блока сравнения и через второй и третий ключи подключен соответственно к выходу регулирующего элемента и к средней точке резистивного делителя напряжения, под (Л ключенного через четвертый ключ к выходному силовому выводу, причем другой выход блока запуска подключен к первым входам четвертых задатчиков кодов, выходы которых подключены соответственно к управляющим входам преобразователя код напряжение , датчика тока., первого и второго нормирующих усилителей, О) а переключатель режима подключен к со со управляющим входам второго, третьего и четвертого ключей.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 4(51) G 05 Г 1/569

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPÑÍÎMÞ С ИДЕтеп СтвУ .>

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3641481/24-07 (22) 13.09.83 (46) 23.06.85. Бюл. У 23 (72) А.M.Móðòàçèí, В.П.Карасев, В.Л.Григолия и В.И.Габов (53) 621.316,722.1(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР (- 444137, кл. С О! R 31/28, 1975.

Авторское свидетельство СССР !

1.- 1019420А, кл. G 05 Р 1/58, 1979. (54)(57) ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ, содержащий последовательно включенные в силовую шину первый ключ, регулирующий элемент и датчик тока, усилитель обратной связи, подключенный выходом к управляющему входу регулирующего элемента, блок сравнения, выход которого через первый вхор управляющего блока подключен к управляющему входу первого ключа, резистивный делитель напряжения, блок запуска, одним выходом подключенный к второму входу управляющего блока, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены преобразователь коднапряжение, два нормирующих усилителя, четыре задатчика кодов, три ключа, переключатель режимов, при этом первый вход усилителя обратной связи соединен с первыми входами нормирующих усилителей и подключен к выходу преобразователя код — напряжение, выходы нормирующих усилителей подключены к двум входам блока сравнения, а его выход — к первому входу управляющего блока, второй вход усилителя обратной связи соединен с третьим входом блока сравнения и через второй и третий ключи подключен соответственно к выходу регулирующего элемента и к средней точке резис- . тиьного делителя напряжения, подключенного через четвертый ключ к выходному силовому выводу, причем другой выход блока запуска подключен к первым входам четвертых задатчиков кодов, выходы которых подключены соответственно к управляющим входам преобразователя код— напряжение, датчика тока, первого и второго нормирующих усилителей, а переключатель режима подключен к управляющим входам второго, третьего и четвертого ключей.

11633

Усилитель 6 обратной связи может быть выполнен на операционном усилителе. Датчик 4 тока (фиг.2! содержит

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам питания аппаратуры автоматики и с измерительной техники, и может быть ,использовано для питания систем 5 контроля и измерения.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей источника питания.

На фиг.l изображена блок-схема 10 предлагаемого источника питания; на фиг. 2 — ; на фиг.3 †.нормирующие усилители; на фиг ° 4 — преобразователь код — напряжение; на фиг.5 — управляющий блок; на фиг.б схема запуска; на фиг.7 — задатчики кодов; на фиг.8 — временная диаграмма запуска управляющего блока; на фиг.9 — схема блока сравнения.

Источник питания соцержит источ- 20 ник 1 входного напряжения, первый ключ 2, регулирующий элемент 3, датчик 4 тока, нагрузку 5, соединенные последовательно, усилитель б обратной связи, подключенный выходом к второму входу регулирующего элемента 3, первый вход усилителя 6 соединен с первыми входами нормирующих усилителей 7 и 8 и подключен к выходу преобразователя 9 код — напря-

30 жение, Выходы нормирующих усилителей 7 и 8 через первые входы блока 10 сравнения подключены к первому входу управляющего блока 11, выход которого соединен с управляющим входом первого ключа 2. Второи

35 вход .усилителя 6 обратной связи соединен с аналогичным входом блока 10 сравнения и через второй 12 и .третий 13 ключи подключен соответствен40 но к выходу регулирующего элемента 3 (точка A) и средней точке (B ) резистивного делителя 14, подключенного через четвертый ключ 15 параллельно нагрузке 5. Первый выход

45 блока 16 запуска подключен к второму входу управляющего блока 11, а второй выход — к первым входам четырех задатчиков 17 — 20 кодов, выходы которых подключены соответственно к

50 упр авляющим входам прео бр аз ов ателя 9 код — напряжение, датчика 4 тока, нормирующих усилителей 7 и 8.

Переключатель 21 режима подключен к управляющим входам ключей 12, 13 и 15.

55!

7 2 нормированные по величине резисторы 22, включенные через контакты реле 23 между входом и выходом датчика, а управляющие входы реле соединены с выходами задатчика 18 кодов.

Нормирующие усилители 7 и 8 аналогичны по устройству и каждый из них содержит усилитель 24 (фиг.ЗJ резисторы 25, включенные через контакты реле 26 в цепь обратной связи усилителя 24, резистор 27, подключенный между выходом преобразователя 24 °

Управляющие входы реле 26 нормирующих усилителей 7 и 8 подключены к выходам задатчиков 19 и 20 кодов соответственно.

Преобразователь 9 код — напряжение содержит усилитель 28 (фиг.4), источник 29 опорного напряжения, ключи 30, резисторы 31 и 32, При этом резисторы 31 включены через нормально разомкнутые ключи 30 между выходом источника 29 опорного напряжения и входом усилителя 28. Управляющие входы ключей 30 подключены к выходам задатчика 17 кодов, а выход усилителя 28 является выходом преобразователя код — напряжение и подключен к входам нормирующих усилителей 7 и 8, резистор 32 включен в цепь обратной связи усилителя 28.

Управляющий блок 11 (фиг.5 ) содержит элементы И 33 и ИЛИ 34, соединенные последовательно. При этом первый вход элемента И 33 и второй вход элемента ИЛИ 34 соединены и подключены к первому выходу схемы 16 запуска, второй вход элемента И 33 подключен к выходу блока 10 сравнения, а выход элемента ИЛИ 34 является выходом управляющего блока и подключен к входу управления первого ключа 2.

Схема 16 запуска (фиг.б) содержит последовательную цепь 35, средняя точка которой через последовательно соединенные нормально разомкнутый контакт 36, элемент 37 развязки подключена к входам двух формирователей 38 и 39 импульсов, выходы которых являются соответственно первым и вторым выходами схемы запуска.

Задатчики 17 — 20 кодов (фиг.7) аналогичны по конструкции и каждый из них содержит контакты ключей 40, подключенные через первый входы элементов И 41 к первым входам триггеров 42, вход задатчика кода непосред» ственно и через элемент 43 задержки

11633 7 подключен к вторым входам триггеров

42 и элементов И 41 соответственно.

- На временной диаграмме (фиг.8) приведены эпюрв импульсов 44 - 48 соответственно на выходах формирова- 5 телей 38 и 39 элемента 43 задержки, блока 10 сравненйя.и управляющего . блока Il.

Блок 10 сравнения фиг,9) выпол" нен на компараторах 49! и 49 ана2 логовых сигналов типа 521 САI. Первые разноименные входы компараторов

49! и 49 соединены и подключены через резистор 50 к первому входу, а вторые разноименные входы подключены к второму и третьему входам через резисторы 50 и 50 соответственно.

Выходь1 компараторов соединены и являются выходом блока 10 сравнения.

Источник питания в зависимости от состояния ключей 12, 13 и 15 работает либо в режиме иточника тока> либо в режиме источник напряжения.

В исходном состоянии контакты ключей 12, 13, 15 23, 26, 30 и 4!! разомкнутй триггер 42 обйулен.

Для задания режима источника тока переключатель 21 устанавливают в соответствующее данному режиму положение. При этом ключ 12 замыкается и выход регулирующего элемента 3 (точка А) подключается к входам усилителя обратной связи и блока !О сравнения. Зач е1и замыканием одного иэ ключей 40 в каждом из задатчиков 17—

20 разрешают по первым входам элементы И 41 в этих же задатчиках.

Выбор замыкаемых ключей 40 в задатчиках 17, 19 и 20 производят ис-. ходя из требуемой величины соответственно номинального, нижнего и верхнего значений тока через нагруз-, ку 5, а в задатчике 18 — исходя из диапазона тока через нагрузку 5. Нажимают и отпускают кнопку 36 в схеме 45 ь, 45

16 запуска. При этом RC-элемент 35 формирует импульс, поступающий на входы формирователей 38 и 39> и на их выходах появляются импульсы 44 и 45 соответственно.

По переднему фронту импульса 45 в момент времени 1 подтверждается ну1 левое состояние триггеров 42, а задержанный элементом 43 импульс 46 опрашивает по вторым входам элементы И 41.

Один из триггеров 42 в каждом из задатчиков 17 - 20 устанавливается в единицу, и по этому сигналу эамыкаются контакты реле 23, 26 и 30 в датчике 4 тока, нормирующнх усилителях 7 и 8 и преобразователе 9 код — напряжение. Так обеспечивается выбор диапазона нижнего, верхнего и номинального значений тока через нагрузку 5 °

Одновременно по импульсу 44 через первый вход элемента ИЛИ 34 срабатывает ключ 2 и источник 1 подключаЭ ется к регулирующему элементу 3. На первый вход усилителя обратной связи поступает опорное напряжение с преобразователя 9, на второй входс датчика 4 тока напряжение, пропорциональное току нагрузки . Общие точки источников питания усилителей б, 24 и 28 и источника 29 питания подключены к точке С, поэтому усилитель обратной связи сравнивает эти напряжения. Сигнал рассогласования с выхода усилителя 6 поступает на управляющий вход регулирующего элемента 3 °

К моменту времени 4 устанавливается ток через нагрузку 5 и,если р величина тока через нагрузку находится в заданных пределах, на выходе компараторов устанавливается. потенциал, разрешающий элемент И 33 по второму входу. Так как ко време;ни 1 импульс 44 заканчивается, то элемент И 33 (схема совпадения с инвертированием для положительных сигналов} разрешается и по второму входу, и замкнутое состояние ключа 2 поддерживается через второй вход элемента ИЛИ 34 выходным сигналом элемента И 33.

Когда ток через нагрузку 5 становится больше нормы, срабатывает . компаратор 49!, меняется знак напряжения на выходе компараторов, элемент И 33 запрещается, ключ 2 раэмыкатеся, отключая источник I от элемента 3, соответственно ток с нагрузки снимается. При уменьшении тока ниже нормы срабатывает компаратор

49 и источник 1 отключается от элемейта 3.

Для задания режима источника напряжения переключатель устанавливают в соответствующее данному режиму положение, при этом замыкаются ключи 13 и )5, а ключ 12 размыкается.

Средняя точка В резистивиого делителя 14 напряжения подключается к входам усилителя 6 и блока 10. Затем!

163317 аналогично укаэанному задают нижнее, верхнее и номинальное значения выходного напряжения, нулевое внутреннее сопротивление датчика 4 и нажимают кнопку 36.

Система автоматического регулирования, состоящая из регулирующеrо элемента 3, резистивного делителя 14 напряжения, усилителя 6 обратной связи, работает таким образом, чтобы установить разницу между входами усилителя 6 равной нулю.

Схема контроля выходного напряжения работает так же, как при работе устройства в режиме источника тока.

Таким образом, предлагаемый источник питания может работать либо в режиме источника тока с контролем величины тока через нагрузку, либо в режиме источника напряжения с контролем величины напряжения на на— грузке, при этом допуск на величину контролируемого параметра (тока или напряжения) относительно запрограм10 мированного номинального значения параметра задается выбором соответствующего коэффициента передачи операционного усилителя 24 в нормирующих. усилителях 7 и 8 1, практически

15 выбором нужного резистора 25 при йостоянном резисторе 27).

1! 63317

Фиг.5

1163317

1163317

Составитель В.Баранов

Техред А.Бабинец Корректор Л.Пилипенко

Редактор С.Саенко

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4

Заказ 4102/47 Тираж 863 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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