Источник питания с бестрансформаторным входом

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах преобразования электрической энергии. Цель изобретения - повышение надежности работы в широком диапазоне питающих напряжений. Источник питания содержит сетевой выпрямитель 1, цепь 2 ограничения тока заряда конденсатора 3, силовые ключи 4, трансформатор 6, блок 12 прерывания сигналов управления от цепи 5, блок 13 защиты от короткого замыкания нагрузки, блок 14 задержки срабатывания блока 13, устройства 15 и 16 контроля повышения и понижения напряжения сети и блок 17 запрета включения блока 14 задержки. При недопустимом отклонении величины напряжения сети от номинальной срабатывает устройство 15 (или 16) контроля, вызывающее срабатывание блоков 12 и 17. Ключи 4 запираются, и напряжение на нагрузке исчезает. После возврата напряжения сети в допустимые пределы работа источника питания восстанавливается. При коротком замыкании срабатывают блоки 14, 13 и 12 и ключи 4 запираются. Для нового включения источника питания необходимо снять и подать сетевое напряжение. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1 у 4 Н 02 M 7/537

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ ЕНИР

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 419 2646/24-0 7 (22) 09.02. 87 (46) 15.04.89 ° Бюл, У 14 (71) Всесоюзный научно-исследовательский кинофотоинститут (72) Б, А, Глебов, В, В. Зайцев, В,Л,Лелипов и М.Л,Рябоконь (53) 621. 314,632(088. 8) (56) Источник электропитания радиоэлектронной аппаратуры: . Справочник/

Под ред, Г, С,Найвельта, N.: Радио. и связь, 1985 9 с. 401-405.

Мкртчан Ж.А. Электропитание элек-. тронно-вычислительных машин, М,:

Энергия, 1980, с, 70-77, рис. 2. 43, 2.44. (54) ИСТОЧНИК 1П1ТАНИЯ С БЕСТРАНСФОРМАТОРНЬ1М ВХОДОМ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах преобразования электрической энергии. Цель изобретенияповышение надежности работы в широком диапазоне питающих напряжений, „.ЯО„„ЫЛ049

Источник питания содержит сетевой выпрямитель 1, цепь 2 ограничения то" ка заряда конденсатора 3, силовые ключи 4, трансформатор 6, блок 12 прерывания сигналов управления от цепи 5, блок 13 защиты от короткого замыкания нагрузки> блок 14 задержки срабатывания блока 13, устройства

15 и 16 контроля повышения и понижения напряжения сети и блок 17 запрета включения блока 14 задержки. При недопустимом отклонении вели чины напряжения сети от номинальной срабатывает устройство 15 (или 16) контроля, вызывающее ср аб атыв ание блоков

12 и 17. Ключи 4 запираются, и напря- с жение на нагрузке исчезает, После возврата напряжения сети в допустимые пределы работы источника питания восстанавливается, При коротком замаха- Ъ нии срабатывают блоки 14, 13 и 12 и ключи 4 запираются, Для нового включения источника питания необходимо снять и подать сетевое напряжение, 2 з,п, ф-лы, 1 иле

9 Ю И

1473049

Изобретение отно сит ся к эл ектротехнике и может быть использовано в у стр ой ствах пр еобр аз ования электрической энергии.

Цель изобретения — повышение надежности работы в широком диапазоне питающих напряжений, На чертеже изображена структурная схема .источника питания с бес- 10 трансформаторным входом, Источник питания содержит сетевой выпрямитель 1, цепь 2 ограничения тока заряда конденсатора 3 входного фильтра, силовые управляемые ключи 15

4 с цепью 5 управления ими, трансформатор 6, имеющий первичную обмотку 7 и вторичную обмотку 8, к которой через выходной выпрямитель 9 и конденсатор 10 выходного 20 фильтра подключена нагрузка 11, Источник питания включает в себя блок 12 прерывания сигналов цепи 5 управления силовых ключей 4, блок 13 защиты от короткого замыкания нагруз- 25 ки, блок 14 задержки срабатывания блока 13, устройство 15 контроля повышения напряжения сети, устройство

16 контроля понижения напряжения сети и блок 17 запрета включения бло- >0 ка 14 задержки (то есть удержания блока 14 задержки в исходном состоянии ), Выход блока 13 защиты от короткого замыкания подключен к первому входу блока 12 прерывания, а вход блока

13 подключен к выходу блока 14 задержки, первый вход которого подключен к цепи нагрузки 11, Входы уст", ройств 15 и 16 подключены к обкладкам конденсатора 3 входного фильтра, первые выходы устройств 15 и 16 подключены соответственно к второму и третьему входам блока 12 прерывания, B Вторые выходы устройств 15 и 16 45 подключены соответственно к первому и второму входам блока 17 запрета, выход которого подключен к второму входу блока 14 задержки.

Источник питания может быть собран по двухкратной схеме со средней точкой и включать в себя два ключа

4-1 и 4-2, коммутирующие две полуобмотки 7-1 и 7-2. Блоки 15 и 16 могут содержать, например, компаратор, один иэ входов которого подключен к источнику опорного напряжения, а другой вход через реэистивный делитель подключен к источнику напряжения, пропорционального напряжению сети, Блок 17 запрета выполнен в виде нор мал ьно го открытого тр анзи стор ного каскада с общим эмиттером, база транзистора которого подключена через диоды к выходам устройств !5 и 16 контроля повышения и понижения напряо щения сети, а коллектор тр анзи стор а подключен к выходу блока 17 запрета, Блок 14 задержки включает в себя хронирующий элемент, выполненный в виде параллельной RC-цепи, сигнальный вывод которой подключен непосредственно к выходу блока, а через диоды — к входам блока 14 задержки, Предлагаемое устройство работает следующим образом, После подключения к питающей сети начинается заряд конденсатора 3 входного фильтра через сетевой выпрямитель 1 и цень 2 ограничения тока заряда, Напряжение с обкладок конденсатора 3 поступает на вход блока 16 контроля понижения напряжения сети, Уровень напряжения на конденсаторе

3 после его заряда пропорционален напряжению сети, Первоначально во время заряда этот уровень ниже порога отпускания блока 16, поэтому на

его выходах присутствуют сигналы, поступающие на блоки 12 и 17. Блок

12 при этом создает запрет проводящего состояния ключей 4-1 и 4-2, в результате напряжение на нагрузке

11 отсутствует„ Поэтому с нагрузки

11 на вход блока 14 задержки поступает сигнал короткого замыкания, Однако блок 14 задержки не запускается, т.к, на его второй вход поступает сигнал запрета, т,е. поддержания исходного состояния блока 14 от блока 17 запрета.

По мере заряда конденсатора 3 напряжение на нем повышается и когда уровень напряжения достигает порога отпускания устройства 16 контроля понижения напряжения сети, устройство 16 возвращается в исходное состояние, при котором на его выходах отсутствуют сигналы включения блоков

12 и 17. При этом снимается запрет проводящего состояния ключей 4-1 и

4-2, которые, начнут по сигналам от цепи 5 управления коммутировать первичные полуобмотки 7-1 и 7-2 трансформатора 6 и на его вторичной об14 7 3049 мотке 8 поя вится напряжение, Однако напряжение. на нагрузке 11 появляется не сразу после начала работы преобразователя, а после заряда конденсатора 10 выходного фильтра, Поэтому в течение некоторого времени после запуска преобразователя на первый вход блока 14 задержки поступает сиг-. нал запуска ("ложное" короткое замыкание) и блок 14 запускается, Но блок 13 защиты от короткого заьыкаьыя при этом не срабатывает, так как выдержка в блоке 14 задержки превышает время заряда конденсатора 10 выходного фильтра, После заряда конденсатора 10 на блок 14 задержки по первому входу поступает сигнал его возврата в исходное состояние, Если в процессе работы источника питания недопустимо повысилось напряжение питающей сети, срабатывает устройство 15 контроля, на его выходах появятся сигналы, приводящие к срабатыванию блоков 12 и 17, Ключи 25

4-1 и 4-2 запираются, и напряжение на нагрузке 11 исчезает, На первый вход блока 14 задержки поступает сигнал запуска, но блок 14 не запускается, так как на его второй вход поступает сигнал запрета с выхода блока 17 запрета, После уменьшения сетевого напряжения до допусти мо го уровня устрой ство 15 контроля повышения напряжения сети отпускает, сигналы с его выходов на блоки 12 и 17 не поступают и источник включается в работу, Блок

14 задержки запускается по первому входу однако блок 13 защиты от ко 40 роткого замыкаю я не срабатывает, так как время выдержки в блоке" 14 задержки превышает время заряда конденсатора 10 выходного фильтра, После заряда выходного конденсатора на блок 45

14 задержки поступает по первому входу сигнал его возврата в исходное состояние, Аналогично работает источник питания при недопустимом уменьшении напряжения сети, Если в процессе работы произойдет короткое замыкание нагрузки, на блок 14 задержки поступает сигнал запуска, на выходе блока 14 после выдержки времени появляется сигнал, 55 блок 13 защиты от короткого замыкания срабатывает, на первый вход блока.

l2 прерывания поступает сигнал, блок

12 срабатывает и ключи 4-1, 4-2 запираются, Для нового включения источника питания необходимо снять и опять подать сетевое напряжение, При этом блок 14 задержки воз вр ащает ся в и сходное состояние, а далее повторяются описанные ранее процессы, источник британия включается, а после выдержки времени в блоке 13 задержки при наличии короткого замыкания на выходе вновь выключается. После устранения короткого заьыкания нагрузки при снятии и повторной подаче сетевого напряжения источник включается в нормальный режим работы, В случае необходимост и источник питания может быть снабжен генератором тактовых импульсов, подаваемых на блок 14 задержки для его автоматического возврата в исходное состояние, Тогда во время действия короткого замыкания периодически с час-, тотой тактовых импульсов будет производиться включение источника питания на время выдержки, определяемое бло" ком задержки, а после устранения короткого замыкания источник питания автоматически включается в нормаль ый режим работы, Выдержка времени в блоке 12 прерывания (в случае необходимости) может превышать время заряда конденсаторов выходного фильтра, Тогда истсчник питания не реагирует на кратковременное короткое эаьыкание на его выходе, Естественно, . что при этом источник жтания должен обеспечивать нормальную работу в режиме кратковременного короткого замыкания. Включение источника питания после истечения времени задержки позволяет уменьшить теп" ловыделение в нем, а также уменьшить расход электроэнергии, Входы устройств 15 и 16 контроля повышения и понижения напряжения сети могут быть подключены к любому источнику напряжения, пропорционального напряжению сети, В частности, если в источнике питания имеется ма-. ломощный сетевой трансформатор для питания цепей управления, указ анные входы могут быть подключены к обкладкам конденсатора входного фильтра такого вспомогательного блока питания, В этом случае проще решается задача гальванической развязки от сети, но могут потребоваться дополнит лько блок запрета проводящего

14 73049 к выходу блока задержки, первый вход которого подключен к выводам для подключения нагрузки, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения нг жности в работе в широком диапазоне питающих напряжений, источник питания снабжен блоками контФор мул а из обретения

Составитель И,Войтович

Техред А.Кравчук

Редактор M.Öèòêèíà

Корректор М. Самборская

Заказ 1724/55 Тираж 645 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãoðîä, ул. Гагарина, 101 состояния ключей на время заряда конденсаторов входного фильтра и цепь возврата блока 14 задержки в исходное состояние при выключения и повторном включении сети, Введение в схему источника питания устройств контроля повышения и понижения напряжения сети и блока 10 запрета с указанными связями между ними обеспечивает работу -устройства в широком диапазоне питающих напряжений и при коротком замыкании в нагрузке, что повышает его надежность, 15

1. Источник питания с бестрансфор- . маторным входом, содержащий сетевой 20 выпрямитель, цепь ограничения тока заряда конденсатора входного фильтра, силовые управляемае ключи и цепь управления ими, трансформатор, первичная обмотка которого соединена с упомянутыми ключами, à к вторичной обмотке через выпрямитель и фильтр йодключены выводы для подключения нагрузки, блок прерывания сигналов цепи управления силовых ключей, блок защиты от 30 короткого залыкания. нагрузки, выход которого подключен к первому входу блока прерывания, а вход подключен роля повышения и понижения напряже-ния сети и блоком запрета, причем входы блоков контроля подключены к конденсатору входного фильтра, первые выходы — соответственно к второму и третьему входам блока прерывания, а вторые выходы — к входам блока запрета, выход которого подключен к второму входу блока задержки, 2, Источник питания по и. 1, о тл и ч а ю шийся тем, что блок запрета выполнен в виде нормального открытого транзисторного каскада с общим эмиттером, база транзистора которого подключена через диоды к входам блока, а коллектор транзистора — к выходу блока, 3, Источник питания по п, 1, о тли ч ающий ся тем, что блок задержки включает в себя хронирующий элемент, выполненный в виде параллельной RC-цепи, сигнальный вывод которой подключен череа диоды к входам блока, а непосредственно — к выходу блока,