Стабилизированный источник питания

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения работы в резервированной системе электропитания и повышение надежности. При повышении выходного тока последовательно загружаются и переходят в режим стабилизации тока стабилизированные источники питания, включенные параллельно по выходу, при этом выходное напряжение поддерживается на требуемом уровне. Устройство имеет защиты по току и выходному напряжению, а также узел вывода информации о состоянии системы. 1 ил.

СОЮЗ COSETCHHX

РЕСПУБЛИК

0% И!) 569

3иЮюжм

ПЯТЕНТФИ- Тйящщя

БИБЛИО 11:-;;А

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР н asTOPCKOMY СВИДЕТОЪСТВУ (21) 4135484/24-07 (22) 15.10.86 (46) 23.07.89. Бюл. У 27 (72). Л.В.Чернышев (53) 621.316.722.1(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

И 1206763, кл. G 05 F 1/59, 1986.

Стабилизатор напряжения постоянного тока с электронной защитой от перенапряжения. Информационный листок

ВИМИ, сер. ИЛ9-.12-11, У 80-)397. (54) СТАБИЛИЗИРОВАННЬЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для электропитания радиоэлектронной аппаратуры.

Цель изобретения — повьппение на- . дежности и расширение функциональных возможностей путем обеспечения работы в резервированной системе электропитания.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема стабилизированного источника питания.

Источник питания содержит сетевой трансформатор 1, вторичная обмотка 2 которого соединена с входами мос. тового выпрямителя 3. Регулирующий элемент 4 стабилизатора Напряжения . включен в силовую шину и через датчик 5 тока соединен с выходным выводом 6. Другой выходной вывод 7 явля2 электропитания радиоэлектронной аппаратуры, Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения .работы в резервированной системе электропитания и повышение надежности, При повьппении выходного. тока последовательно загружаются и переходят в режим стабилизации тока стабилизированные источники питания, включенные параллельно по выходу, при этом выходное напряжение поддерживается на требуемом уровне. устройство имеет защиты по току и выходному напряжению, а также узел вывода информации о состоянии системы. 1 ил. ется общей шиной. Тиристоры 8-10 выпрямителя 3 образуют коммутирующий узел 11, в который также входит ключевой блок 12, вход которого соединен с выходом компаратора 13 максимальногО уровня, один из входов которого подключен к делителю 14 и 15 источника 16 опорного напряжения, а дру-. гой — к первому дополнительному делителю 17 и 18, включенному между выводом 6 и дополнительной общей шиной, к которой подключены выпрямительные диоды 19-21, другими выводами соединенные с входами выпрямителя 3. Второй дополнительный делитель 22 и 23 подключен выходом к входу дополнительного усилителя 24 обратной связи по напряжению, который через первый разделительный диод 25 и резистор 26 подключен к управляющему входу регулирующего элемента 4.

3 149576

Делитель 27 и 28 выходного напряжения включен между выходным выводом

6 и общей шиной 7. Делитель 29 и 30 источника 16 опорного напряжения под5 ключен к одному из входов усилителя

31 обратной связи по напряжению, выход которого через второй разделительный диод 32 и резистор 33 соединен с управляющим входом регулирующего эле- 10 мента 4. Делитель 34-36 источника 16 опорного напряжения подключен одним выходом к ацному входу усилителя 3739 обратной связи по току, а выход третьего дополнительного делителя 40 15 и 41 через третий разделительный диод 42 соединен с вторым выходом делителя 34-36. Выход делителя 43 и

44 источника 16 опорного напряжения подключен к входу компаратора 45 минимального уровня, выход которого и;. выход компаратора 13 подключены к входам узла 46 индикации и сигнализации, который снабжен внешними цепями 47 и 48 для вывода информации. Че- 25 ь рез коммутатор 49 между выходным выводом регулирующего элемента 4 и дополнительной общей шиной включена подгрузка на резисторе 50.

Работа источника питания происходит следующим образом.

В составе системы резервированного питания после подачи питающего напряжения на первичные обмотки трансформатора 1 выпрямленное напряжение вторичных обмоток 2 стабилизируется

" регулирующим элементом 4 в зависимости от сигналов усилителя 31 основной цепи обратной связи по напряжению. 40

При черезмерном уменьшении сопротивления нагрузки посредством воздействия цепи обратной связи по то.— ку (датчик 5 Фрка, усилитель 37) стабилизатор из режима стабилизации 45 напряжения переходит в режим стабилизации тока, а при дальнейшем уменьше-. нии сопротивления нагрузки переходит в режим значительного снижения тока через регулирующий элемент 4 под воздействием делителя 40 н 41 с диодом

42 на вход усилителя 37. При этом выходное напряжение снижается и компаратор 45 минимального уровня напряжения выдает на устройства резервиро55 вания через узел 46 сигнал с выхода

47 о занижении выходного напряжения, а световой сигнал с выхода 48 производит индикацию о неисправности.

8 4

При завышении выходного напряжения компаратор 13 максимального уровня напряжения выдает сигнал на ключевой

1 блок 12, который закрывает тиристоры 8-10. Одновременно через узел 46 проходят сигналы 47 и 48 для обеспечения резервирования и индикации об имевшем место завышении напряжения.

Перевод источника питания от работы на индивидуальную нагрузку к параллельной работе на общую нагрузку не требует специальных средств. За- груженный в предепах нормы источник питания работает так же, как и на индивидуальную нагрузку.. Но если ток нагрузки доходит до номинального значения и начинает его превышать, вступает в работу цепь обратной связи по току (датчик 5 тока, усилитель 37) и источник питания переходит в режим стабилизации тока нагрузки. При переходе от режима стабилизации напряжения к режиму стабилизации тока происходит изменение величины выходйого сопротивления от стремящегося к нулю до стремящегося к бесконечности, в связи с чем уровень его выходного напряжения снижается до уровня напряжения стабилизации второго, параллельно с ним.работающего стабилизированного источника, наиболее близкого по . уровню вйходного напряжения к первому.

Таким образом, первый стабилизированный источник, отдавая в общую нагрузку полный ток, отслеживает заданное напряжение на общей нагрузке.

Переход. системы в режим стабилизации тока нагрузки одного из стабилизированных источников не отражается на пульсациях напряжения, заданных на общей нагрузке.

После полной загрузки второго стабилизированного источника он также переходит в режим стабилизации тока, и тогда первые два отслеживают уровень напряжения того стабилизированного источника, веиичина выходного напряжения которого ближе всего к .первым двум.

В стабилизированном источнике, имеющем собственное напряжение стабилизации (из-за настройки) несколько ниже установившегося на общей нагруз» ке, по логике параллелЪной работы стабилизаторов напряжения, усилитель

31 основной цепи обратной связи должен находиться в режиме отсечки. Ре5

14957 гулирующий элемент 4 должен полностью закрыться и его собственное выходное

С напряжение должно стать равным нулю.

Но дополнительная цепь, обратной свя5 зи с усилителем 24 и делителем 22 и

23, который подсоединен к напряжению от дополнительных диодов 19-21, .переводит данный стабилизированный источник в режим стабилизации напряжения, выставленного при настройке (потенциометром 22) заведомо ниже минимально возможного ка общей нагрузке,. но не ниже уровня срабатывания компаратора 45 минимального уровня напряже- 15 ния, Напряжение, к которому подключен делитель 22 и 23, отделено от напряжения на нагрузке дополнительными диодами 19-21,и потому предложенный источник стабилизирует собственный "кезави-. 20 симый" уровень выходного напряжения и полностью готов перейти на уровень

1 стабилизации на общей нагрузке, когда другие источники системы полностью нагружены. 25

Поскольку предложенный стабилизи-, рованный источник остается в режиме стабилизации, автоматическая подгрузка 50 продолжает подгружать источник, облегчая режимы работы его элементов, уменьшая изменение тока через регулирующий элемент 4 при переходе в штатный режим стабилизации напряжения под нагрузкой и обеспечивая тем „самым повьппение стабильности

Р 35 напряжения на общей нагрузке.

Если иэ-за неисправности источник выдает завьппенное напряжение, то узел

11 отключает его по сигналу компаратора 13 максимального, уровня напря- 40 жения, делитель 17 и 18 которого подсоединен к собственному "независимому" напряжению дополнительного выпрямителя с диодами 19-21. СоответственI но, через узел 46 выдается сигнал с 45 выхода 47 для резервирования и сигнал с выхода 48 индикации неисправности.

При другом виде неисправности, когда собственное "независимое" выходное напряжение стабилизированного источника становится ниже уровня срабатывания компаратора 45 минимального уровня напряжения, на узел 46 выдается напряжение, формирующее с выходов

47 и-48 сигналы о неисправности. Сигнал с выхода 47 может быть использован для выполнения любого вида резервирования. Световая индикация с выхода 48 позволяет быстро отыскать и за68

О мекить кеисправньЫ стаб чизир «ыа: .ы:. источник.

Прк уменьшении сопротивления общей нагрузки до хорог:-.Oго замьк зкня каждый из параллельно включенных и="точкиков самостоятельно переходит в режим стабилизации (ограничекия) тока,.а затем, после снижения напряжения на общей нагрузке до определен ной величины, каждый источник переходит в режим уменьшения тока через собственный регулируюпщй элемект под действием дополнительного делителя 40 и

41 с диодом 42 ка вход усилит ля 37, Благодаря введенным средствам улучшается качество электропитания при динамической нагрузке, так как регулирующие элементы некагруженных источников при параллельной работе ке переходят в режим отсечки, и соответственно отсутствуют резкие изменения режимов работы элементов схемы в момент наброса нагрузки, Одновременно появляется возможность применять автоматическую подгрузку, что дополнительно улучшает динамическую нестабильность, облегчает режимы работы элементов схемы и позволяет повысить КПД стабилизатора, так как можно обойтись без постоянно подсоединенной подгрузки, Применение автоматической подгрузки особенно существенно для некоторых типов стаби.лизаторов, например с регулирующим элементом н цепи первичной обмотки трансформатора.

В предложенном источнике питания обеспечивается работа всех видов защит (от завьппения выходного напряжения, от перегрузки по току нагрузки, от короткого замыкания нагрузки) как при работе ка индивидуалькую нагрузку, так и при параллельной работе в системе резервированного электропитания на общую нагрузку, что повьпшает надежность. Наличие в источнике сигнализации об отклонении "собственного" выходного напряжения либо вьппе, либо ниже допустимых уровнейпозволяет немедленно обнаруживать неисправность и производить в системе электропитания любой вид резервирования. Вследствие того, что одновремен I но производится световая индикация неисправного источника, повышается надежность системы вторичного электропитания.

1495! 68

Составитель О.Овсянников

Редактор В.Данко Техред И.Дидык. Корректор Л.Бескид

Заказ 4265/45 Тираж 788 ПодписноеВНИИПИ l осударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 цроиэвод.ггвенно-издательский комбинат "Патент"„ г.ужгород, ул. Гагарина.101

Формула иэ обретения

Стабилизированный источник питания, содержащий трансформатор, управляемый мостовой выпрямитель с диодами 5 и тиристорами, подключенный входами к выходной обмотке трансформатора,. выходами — к,силовой и общей шинам, а управляющими эле:;тродами тиристоров — к выходам ключевого блока, под- !9 ключенного входом к выходу компаратора максимального уровня, один из входов которого подключен к источнику опорного напряжения,.стабилизатор напряжения с регулирующим элементом, 15 включенным в силовую шину, и с усилителями обратной связи по напряжению и по току, подключенными выходами к управляющему входу регулирующего элемента, а входами — к источнику опорно-gg

ro напряжения, к делителю выходного напряжения, включенному между выходным выводом и общей шиной, и к датчику тока, включенному в силовую шину, отличающийся тем, что, 25 с целью повышения надежности и расширЕния функциональных воэможностей пу-тем обеспечения работы в резервирован-ной системе электропитания,в него вве.-: дены выпрямительные диоды, включен- . 39

) ные между входами выпрямителя и дополнительной общей шиной, дополнительный усилитель обратной связи по напряжению, подключенный выходом к управляющему выводу регулирующего элемента, причем в его выходную цепь и в аналогичную цепь основного усилителя об=ратной связи по напряжению включены первый и второй разделительные диоды, первый, второй и третий дополнительные делители напряжения, подключенные к выходному выводу, и первый и второй — к дополнительной общей шине, а третий вЂ,к общей шине, компаратор минимального уровня, подключенный одним иэ входов к источнику опорного напряжения а другим вместе с аналогичным входом компаратора максимального уровня-к выходу первого дополнительного делителя, узел индикации и сигнализации, подключенный входами к выходам указанных компараторов, третий разделительный диод, через который выход третьего дополнительного делителя соединен с источником опорного напряжения и входной цепью усилителя обратной связи по току, входы дополнительного усилителя подключены к источнику опорного напряжения и вьлоду второго дополнительного делителя,