Устройство контроля и защиты многоканального блока питания

 

УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ И ЗАЩИТЫ МНОГОКАНАЛЬНОГО БЛОКА ПИТАНИЯ, содержащее силовой коммутирующий блок с управляющими входами, соединенный силовой шиной с блоком питания, делители выходных напряжений защищаемых каналов блока питания, соединенные с входами первого плюсового и первого минусового компараторов, первый из которых соединен с выходом первого источника опорного напряжения, подключенного относительно общей шины к выводу для подключения к источнику питания контроля, исполнительные элементы в виде двух оптоэлектронных ключей, входы которых по отдельности подключены к выходам указанных компараторов , а питающие выводы которых относительно общей шины соединены через делители напряжений с первым управляющим входом силового коммутирующего блока, второй управляющий вход которого подключен к выходу плюсового оптоэлектронного ключа, отличающееся тем, что, с целью повьш1ения надежности и -ремонтопригодности , в него введены преобразователь постоянного напряжения, второй источник опорного напряжения, четыре индикаторньк, узла, вторые плюсовой и минусовой компараторы, выходы которых подключены по отдельности к первому и второму индикаторным узлам Соответственно, а входы - к . делителям выходньтх напряжений одноименных каналов блока питания, при этом питающие выводы минусовых комi параторов и второго источника опорного напряжения соединены с выходами (Л преобразователя постоянного напряжения , питающий вывод которого относиС тельно общей шины соединен с выводом для подключения источника питания, силовой коммутирующий блок снабжен третьим управляющим входом, причем второй управляющий вход коммутирую;о щего блока соединен с входом третье-, 00 4 го индикаторного узла, а третий управляющий вход соединен свькодом вто00 рого минусового и оптоэлектронного ключа и входом четвертого индикаторного узла, выходы третьего и четвертого индикаторных узлов соединены с первым управляющим входом коммутирующего блока, который подключен к выводу для подключения источника питания .

487 А

СОЮЗ С08ЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (! 1) (51) 4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТЭЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

fl0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ Р ОТКРЬП ИЙ (21) 3618966/24-07 (22) 11.07.83 (46) 15.12.85. Бюл. № 46 (72) В.А.. Бурцев, О.Л. Назарова и А.Г. Эпштейн (53) 621. 316. 722. 1 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

N- 954987, кл. С 05 F 1/58, 1980.

Авторское свидетельство СССР № 826318, кл. С 05 F 1/58, 1979. (54) (57) УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ И ЗАЩИТЫ

МНОГОКАНАЛЬНОГО БЛОКА ПИТАНИЯ, содержащее силовой коммутирующий блок с управляющими входами, соединенный силовой шиной с блоком питания, делители выходных напряжений защищаемых каналов блока питания, соединенные с входами первого плюсового и первого минусового компараторов, первый из которых соединен с выходом первого источника опорного напряжения, подключенного относительно общей шины к выводу для подключения к источнику питания контроля, исполнительные эле.— менты в виде двух оптоэлектронных ключей, входы которых по отдельности подключены к выходам указанных компараторов, а питающие выводы которых относительно общей шины соединены через делители напряжений с первым управляющим входом силового коммутирующего блока, второй управляющий вход которого подключен к выходу плюсового оптоэлектронного ключа, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, . с целью повышения надежности и ре монтопригодности, в него введены преобразователь постоянного напряжения, второй источник опорного напряжения, четыре индикаторных узла, вторые плюсовой и минусовой компараторы, выходы которых подключены по отдельности к первому и второму индикаторным узлам соответственно, а входы — к .делителям выходных напряжений одноименных каналов блока питания, при этом питающие выводы минусовых кома параторов и второго источника опорно- ш! го напряжения соединены с выходами преобразователя постоянного напряжения, питающий вывод которого относи- С тельно общей шины соединен с выводом для подключения источника питания, силовой коммутирующий блок снабжен третьим управляющим входом, причем

IaeeL второй управляющий вход коммутирующего блока соединен с входом третьего индикаторного узла, а третий управляющий вход соединен с выходом второго минусового и оптоэлектронного ключа и входом четвертого индикаторного узла, выходы третьего и четвертого индикаторных узлов соединены с первым управляющим входом коммутирующего блока, который подключен к выводу для подключения источника питания.

1 1 1984

Изобретение относится к электротехнике, в частности к системам регулирования электрических величин, и может быть использовано .в системах питания радиоэлектронной аппаратуры.

Цель изобретения — повьппение надежности и ремонтопригодности.

На чертеже представлена функциональная схема устройства контроля и защиты многоканального блока пита- 10 ,ния.

Устройство контроля и защиты многоканального блока питания содержит делители 1 выходных напряжений защищаемых каналов, первый плюсовой 2 и первый минусовой 3 компараторы, источник 4 опорного напряжения,подключенный к входным клеммам 5, силовой. коммутирующий блок 6 с управляющими входами, блок 7 питания, силовую . 20 шину 8, исполнительные элементы 9 в виде оптоэлектронных ключей 10 с оптронными входами и транзисторными выходами (транзисторы 11 и 12), делители 13 напряжений, резисторы 14 и общую шину 15. Делители 1 выходных напряжений защищаемых каналов соединены с входами первого плюсового 2 и первого минусового 3 компараторов.

Плюсовой компаратор 2 соединен с поло- З0 жительным выводом источника 4 опорного напряжения, вход которого соединен с выводом для подключения источника питания контроля. Первь>й вход силового коммутирующего блока 6 соединен " выводом для подключения источника питания контроля, а выход через силовую шину питания 8 — с блоком 7 питания. Входы оптоэлектронных ключей 9 соединены с выходами первого плюсового 2 и первого минусового

3 компараторов с помощью оптоэлектронных ключей 10, выходы которых соединены с базами соответствующих транзисторов 11, при этом третьи выво45 ды оптронных ключей соединены с общей шиной 15. Питающие выводы электронных ключей соединены с делителями

13 напряжения, которые одними выводами соединены с коммутирующим блоком

6, а другими вывод;ми — с общей ши50 ной 15. Эмиттеры транзисторов 12 и

11 соединены с общей шиной 15, а коллекторы транзисторов 11 соединены с базами транзисторов 12 и через резисторы 14 соединены с коллектора55 .ми транзисторов 12.

Кроме того, устройство содержит минусовой источник опорного напряже87

2 ния 16, вторые плюсовой 17 и минусовой 18 компараторы, индикаторные узлы 19 и 20 соответственно для второго плюсового и второго минусового компараторов, третий 21 и четвертый

22 индикаторные узлы и преобразователь 23 постоянного напряжения с вы, ходными шинами 24 и 25.Входы плюсового

17и минусового 18 компараторов соединены с входами плюсового 2 и минусового 3 компараторов соответственно, а выходы подключены к первым выводам индикаторных узлов 19 и 20 соответственно. Второй вывод индикаторного узла 19 соединен с общей шиной 15, второй вывод индикаторного узла 20 соединен с компараторами 3 и 18 и подключен к отрицательной шине 24 преобразователя 23. Компаратор 24 соединен с положительным выводом источника 4 опорного напряжения и с компаратором 2, питание на компараторы 2 и 17 подается через вь>вод для подключения источника питания контроля. Цепи питания компараторов 3 и

18 объединены и подключены к выходным шинам 24 и 25 преобразователя 23, который, в свою очередь, подключен к источнику питания. С помощью преобразователя 23 обеспечивается гальваническая развязка компараторов 3 и

18 от общей шины по питанию, что позволяет использовать одинаковые схемы для плюсовых и минусовых компараторов. Коммутирующий блок 6 снабжен третьим управляющим входом. Выводы коллекторов транзисторов 12 электрических ключей 9 раздельно подключены к второму и третьму управляющим входам коммутирующего блока 6. Входы индикаторных узлов 21 и 22 подключены соответственно к второму и третьму входам коммутирующего блока 6. Цепи питания индикаторных узлов 21 и

22 объединены и подключены к выводу для подключения источника питания контроля.

Устройство контроля и защиты многоканального блока питания работает следующим образом.

Напряжения защищаемьх стабилизаторов блока 7 питания поступают на делители 1 напряжения, с которых снимаются напряжения, приведенные к одинаковой величине, например к

5 В, относительно шины 15, Все положительные напряжения, снимаемые с делителей 1, поступают на компараторы 2 и 17, выполненные, 3 1198 например, на операционных усилителях.

Отрицательные напряжения поступают на компараторы 3 и 18. При равенстве напряжений (по номинальному значению), поступающих на входы компараторов 2, 3, 17 и 18,на выходах последних напряжение равно или- близко к нулю. При превышении напряжением любого из защищаемых стабилизаторов заранее установленного уровня на выходах 10 компараторов 2 и 3 возникает напряжение, поступающее на вход оптоэлектронного ключа 10, который срабатывает и подает запирающее напряжение на транзистор. При этом транзистор 12 15 открывается, что приводит к срабатыванию коммутирующего блока 6 и к разрыву питания цепи 8 блока 7 питания.

Одновременно с открытием транзис- 0 тора 12 происходит срабатывание соответствующего индикаторного узла 21 или 22, сйгнализирующего в какой из групп однополярных источников произошел отказ типа Повышение нап- 25 ряжения".

Поскольку индикаторные узлы 2 1 и 22 подключены к сети питания контроля, которая не отключается при срабатывании коммутирующего блока 6, индикация однополярной группы отказавших стабилизаторов сохраняется и после выключения блока 7 питания, что сокращает в 2 раза время на обнаружение неисправности.

При понижении напряжения любого из защищенных каналов ниже установленного уровня вследствие коммутации нагрузки на выходе компараторов

17 и 18 возникает напряжение, приводящее к свечению индикаторов 19

40 или 20, сигнализирующих о наличии отказа типа Пониженное напряжение, причем блок 7 через коммутирующий блок 6 не отключается.

При возрастании напряжения любо45

ro из защищенных каналов до номинального значения свечение элементов нидикаторных узлов 19 или 20 прекра487 4 щается и блок питанич продолжает нормально функционировать. При включении одного или нескольких каналов блока на короткозамкнутую нагрузку, например, на конденсаторы сравнительно большой емкости, срабатывает встроенная электронная защита одного или нескольких стабилизаторов. На выходе компараторов 17 или 18 возникает напряжение, приводящее к свечению индикаторов 19 или 20. Остальные каналы блока питания, на выходе которых нет перегрузки,- продолжают нормально функционировать. После устранения причины перегрузки на выходе одного или нескольких каналов индикаторы l9 или 20 перестают светиться..

Таким образом, в предлагаемом устройстве обеспечивается индикация вида отказа и группы однополярных стабилизаторов, в которой произошел отказ. При этом индикация отказа типа Повышение напряжения" сохраняется и после отключения блока питания от силовой цеги, что примерно в 4 раза сокращает время, необходимое на обнаружение отказавшего канала, т.е. повышает ремонтнопригодность блока. Схема защиты от перенапряжения включается одновременно с включением блока, что при надлежащем выборе параметров коммутирующего блока 6 гарантирует защиту нагрузки (в виде микросхем), подключенной к выходу стаоилизатора.

Отсутствие отключения блока, снабженного современными стабилитронами со встроенными схемами защиты от перегрузки, при возникновении кратковременной перегрузки на выходе одного или нескольких из каналов позволяет обеспечить повьппение помехозащищенности. Автоматическое восстановление выходного напряжения (т.е. автовозврат после устранения причины перегрузки)повьппает эксплуатационную надежность, особенно на подвижных объектах.

1198487

ВНИИПИ Заказ 7718/46 Тираж 862 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул.Проектная, 4