Устройство для стабилизации напряжения

 

Изобретение относится к электротехнике и радиоэлектронике и может найти применение в устройствах электропитания узлов автоматики, вычислительной техники и средств связи. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения контроля выходных напряжений положительной и отрицательной полярности, гальванической развязки входных цепей с выходными цепями, цепями управления и контроля при одновременном повышении КПД. Устройство работает независимо от полярности выходного напряжения. Благодаря наличию с гальванической развязкой выходные цепи и цепи контроля и управления электрически не связаны между собой. Оптимизация режима работы силовых элемен1ов регулируемого преобразователя и позволяет повысить КПД устройства . Устройство имеет встроенную защиту от любых неисправностей по внутренним и внешним цепям. Неисправности анализируются и индицируются с помощью узлов анализа и индикации. 3 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 05 F 1/56

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4470988/07 (22) 23.05„88 (46) 15.03.91. Бюл. Ф 10 (72) В.P. Бирюков и Н.Г. Ворновицкая (53) 621.316.722.1(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

11 960775, кл. G 05 F 1/569, 1980.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1458868, кл. 0 05 F 1/569, 1987, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ HA1IРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и радиоэлектронике и может найти применение в устройствах электропитания узлов автоматики, вычислительной техники и средств связи. Целью изобретения является расширение функциональных воэможностей за счет

Изобретение относится к электротехнике и радиоэлектронике и может найти применение в устройствах электропитания узлов автоматики, вычислительной техники и средств связи.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей за счет обеспечения контроля выходных напряжений положительной и отрицательной полярности гальванической развязки входных цепей с выходными цепями цепыми управления и контроля при одновременном повьппении К11Д.

„.80Ы 1 А 1

2 обеспечения контроля выходных напряжений положительной и отрицательной полярности, гальванической развязки входных цепей с вы;:одными цепями, цепями управления и контроля при одновременном повышении К11Д. Устройство работает независимо от полярности выходного напряжения. Благодаря наличию с гальванической развязкой выходные цепи и цепи контроля и управления электрически не связаны между собой.

Оптимизация режима работы силовых элемен1ов регулируемого преобразователя и позволяет повысить К11Д устройства. Устройство имеет встроенную защиту от любых неисправностей по внутренним и внешним цепям. Неисправности анализируются и индицируются с помощью узлов анализа и индикации.

3 ил.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства для стабилизации напряжения; на фиг. 2, 3 — схемы первого и второго узлов анализа и индикации.

Устроиство (фиг. 1) содержит последовательно соединенные между входными и выходными выводами входной выпрямитель 1, входной фильтр 2, датчик .3 тока, регулируемый преобразователь

4, выходной выпрямитель 5, выходной фильтр 6, узел 7 управления, выход которого соединен с управляющим входом регулируемого преобразователя 4

16351 информационный вход узла 7 управления соединен с выходными выводами, к которйм подключен делитель 8 выходного напряжения, элемент 9 ИЛИ, первый вход которого соединен с сигнальным выходом датчика 3 тока, а второй вход - с выходом делителя 8 выходного напряжения, выход элемента ИЛИ 9 подключен к одному из входов компара- 10 тора 10, другой вход которого соединен с источником опорного напряжения, а выход — со входом первого ключа 11 с гальванической развязкой, первый и второй узлы 12, 13 анализа и индикации, инвертор 14 с гальваниской развязкой вход котора.о соедиi:åï с выходными выводами, первая КСцепочка 15, первый инвертор 16, входы коорых сосдппснп с ш .поп "Включение 20 питания" и первьи входом элемента

И-НГ 17, выход которого через второй ипн.=ртор 18 соединен с шиной "Выход и контроль" и первым входом третье". инвертора 19, вторую RC-цепочк-. 25 О, выход которой соединен с первь;и .ходом первого элемента ИЛИ-НЕ 21, --торой вход которого соединен с нь.ходом первой RC-цепочки 15, а выход соедине с первыми входами узлов 12 30 и 13 ключевой элемент 22, выход которого через второй ключ 23 с гальванической развязкой соединен с разрешающим входом узла 7 управления и с входом нремязадающего узла 24, выход

35 которого соединен со вторым входом узла 12 и четвертым входом узла 13, второй элемент ИЛИ-НЕ 25, первый выход которого соединен с выходом третьего инвертора 19, второй вход — с выходом первого инвертора 16, а выход - со входом третьего элемента

ИЛИ-НЕ 26, второй вход которого соединен с шиной "Блокировка", а выход— со входом ключевого элемента 22. Узлы 45

12 и 13 анализа и индикации предназначены для приема сигналов внешних команд, контроля и индикации состояния устройства и строятся с использованием логических элементов.

Узел 12 анализа и индикации (Фиг. 2) содержит входной элемент

И-НЕ 27, два входа которого использованы в качестве первого и второго входов узла 12, RS-триггер 28, Квход которого использован в качестве третьего входа узла 12, усилитель 29 и индикатор 30, при этом инверспьп выход RS-триггера 28 использован в

67 4 качестве выхода узла 12. Узел 13 анализа и индикации (фиг. 3) содержит входной элемент И-HF. 31, первый, втоI рои, третий и четвертый входы которого использованы в качестве соответственно первого, второго, четвертого и пятого входов узла 13, RS-триггер

32, К-нход которого использован в качестве третьего входа узла 13, усилитель 33 и индикатор 34, при этом иннерсныи выход RS-триггера 32 использован в качестве выхода узла 13.

Устройство для стабилизации постоянного напряжения (фиг. 1) работает следующим образом.

Стабилизированное напряжение появляется на выходе устройства при наличии входного напряжения и сигнала

"Включение питания, который подает сигнал лог. "1" на входы первого инвертора 16, RC-цепочки 15, первый вход элемента И-НЕ 17, С выхода RCцепочки 15 поступает сигнал через псэ" вый элемент ИЛИ-НЕ 21 а первые входы узлов 12 и 13 анализа и индикации, устанавливая их н исходное состояние, при этом на входы 2 и 3 элемента

И-НЕ 17 поступают лог. "1", а при наличии на входе 4 лог. "1" с шины

"входной контроль" на выходе элемента И-НЕ 17 появляется лог. "0". при этом с выхода второго инвертора 18 на шину "Выходной контроль" выдается лог. "1" и через третий иннертор 19, подается лог. "0" на первыи вход элемента ИЛИ-НЕ 25 при наличии на его втором входе лог. "0" с выхода первого инвертора 16, с выхода элемента

ИЛИ-HF. 25 через элемент ИЛИ-НЕ 26, ключевои элемент 22, второй ключ 23 с гальнанической развязкой подается разрешающий сигнал на второй вход узла 7 управления,, при этом на выходе устройства появляется постоянное стабилизированное напряжение ° Одновременно ключевой элемент 22 вьщает сигнал на включение времязадающего узла 24, временная задержка которого определеяется временем готовности устройства.

11ри повышении выходного напряжения или входного тока до уровня выше допустимого на выходе компаратора 10 поянляется лог. "1", которая через ключ 1 с гальванической развязкой поступает на третий вход, при этом па втором входе этого узла присутствует лог. "1" с узла 24 временной за1635167

Устройство работает вне зависимости от полярности выходного напряжения.

Благодаря наличию узлов 11, 14 и 23 с галЬванической развязкой входные, выходные цепи и цепи контроля и управления электрически между собой не связаны.

Использование изобретения позволяет обеспечить унификацию устройства с любой полярностью выходного напряжения, При этом за счет оптимизации режима работы силовых элементов регулируемого преобразователя 4 повышается

КПД устройства, Устройство имеет встроенную защиту от любых неисправностей по внутренним и внешним цепям устройства, а также при нестационарных процессах.

Формула

Для повторного включения устройства по шине Сброс" .подается лог. "1" на первую RC-цепочку, при этом сигналом с его выхода узлы 12 и 13 анализа и индикации устанавливаются в исходное 45 состояние. При этом устройство работает аналогично в момент включения.

Работа устройства происходит при наличии лог. "0" на шине "Блокировка". !

1ри наличии лог. 1 на шине ™Бло- 50 кировка" устройство работает ..едующим образом. При неисправности появляется сигнал неисправности B устройстве. В этом случае поступает в шину

Выходиои Ko HTpo JIb лог г 0 ) Ho с 55 элемента ИЛИ-НЕ 26 команда на отклонение устройства не поступает, что позволяет устройству в режиме "Блокировка" работать бесперебойно, держки, на выходе узла 12 появляется лог. "0", который поступает на вход элемента И-НЕ 17, одновременно узел

12 включает индикацию о неисправнос5 ти.

11ри появлении лог. "0" на любом входе элемента И-НЕ 17 на его выходе появляется лог. 1", при этом через инвертор 18 поступает в шину "Выход, ной контроль лог. "0, свидетельству ощий о неисправности в устройстве и через элементы, инвертор 19, элемент

ИЛИ-НЕ 25, ключевой элемент 22 и ключ 23 с гальванической развязкой 15 поступает сигнал на выключение узла 7 управления,при этом снимается выходное напряжение устройства.

При снижении выходного напряжения ниже допустимого уровня через инвертор 14 с гальванической развязкой на пятый вход узла 13 анализа и индикации поступает лог. "1", если при этом на его первом, втором и третьем входах присутствует лог. "1", то устройство отключается как описано выше и появляется индикация о неисправности устройства при понижении выходного напряжения.

Если снижение выходного напряжения является результатом срабатывания защиты по повышению выходного напряжения и отключения при этом устройства, сигнал, поступающий с выхода первого узла 12 анализа и индикации лог, "0", )5 не дает возможность появиться индикации о неисправности устройства по понижению напряжения узла 13 анализа и индикации. изобретения

Устройство для стабилизации напряжения, содержащее входной выпрямитель, входом соединенный с входными выводами, а выходом — с входным фильтром, выходнои фильтр, выходом соединенный с выходными выводами и с элементом выходного напряжения, первая и вторая

RC-цепочки, выходы которых соединены с входами первого элемента ИЛИ-НЕ, а входы - с шинами "Включено питание" и "Сброс" соответственно, выход элемента ИЛИ-НЕ соединен с первыми входами первого и второго узлов анализа и индикации, вход первого инвертора соединен с шиной "Включено питание" вторым входом второго узла анализа и индикации и первым входом элемента

И-НЕ, второй ьход которого соединен с выходом первого и третьим входом второго узлов анализа и индикации, времязадающий узеп, выход которого соединен с вторым входом первого и четвертым входом второго узлов анализа и индикации, выход второго узла анализа и индикации соединен с третьим входом элемента И-НЕ, четвертый вход которого соединен с шиной "Входной контроль", а выход через второй инвертор соединен с шиной "Выходной контроль" и входом третьего инвертора, выход которого соединен с первым входом второго элемента HJIH-НЕ, второй вход которого соединен с выходом первого инвертора, третий элемент ИЛИ-НЕ, первый вход которого соединен с шиной Блокировка, второй вход - с выходом второго элемента ИЛИ-НЕ, вы1635167 ход третьего элемента ИЛИ-НЕ через ключевой элемент соединен с входом времязадающего узла, узел управления, информационный вход которого соеди5 нен с выходными выводами, а выход — с управляющим входом регулирующего элемента, при этом первый узел анализа и индикации состоит из входного элемента И-НЕ, RS-триггера, усилителя и индикатора, причем выход входного элемента И-НЕ через RS-триггер и усилитель соединен с индикатором, первый

i. второй входы входного элемента И-HE использованы в качестве соответствен- 15 но третьего входа которого использоаи К-вход RS-триггера, инверсный ыход которого использован в качестве выхода первого узла анализа и индикации, второй узел анализа и индикации стоит из входного элемента И-НЕ, Ь -триггера, усилителя и индикатора, причем выход входного элемента И-НЕ е ез RS-триггер и усилитель соедиен с индикатором, при этом первый, 25 второй, третий и четвертый входы элв-1ента И-НЕ использована в качестве соответственно первого, второго, четвертого и пятого входов второго узла анализа и индикации, в качестве 30 третьего входа которого ислольвован

К-вход RS-триггера, инверсньй выход которого ж:пользовав s качестве выхода второго узла анализа н индикащ и, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностеи за счет обеспечения контроля выходных напряжений положительной и отрицательной полярности, гальванической развязки выходных цепей с входными цепями, цепями управления и контроля при одновременном повышении ИЩ, в него введены датчик тока, выходной выпрямитель, элемент ИЛИ, компаратор, один из входов которого соединен с источником опорного напряжения, первый, второй, узлы анализа и индикации, два ключа и инвертор с гальванической развязкой, причем выход входного фильтра через датчик тока, регулируемый преобразователь и выходной выпрямитель соединен с входом выходного фильтра, сигнальный выход датчика тока соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом делителя выходного напряжения, выход элемента ИЛИ подключен к второму входу компаратора, выход которого чеpcs первый ключ с гальванической pasвязкой соединен с третьим входом первого узла анализа и индикации, пятый вход второго узла анализа и индикации через иивертор с гальванической развязкой соединен с выходными выводами., разрешающий вход узла управления через второй ключ с гальванической развязкой соединен с выходом ключевого элемента, при этом регулирующий элемент выполнен в виде регулируемого преобразователя.

l 635l Ь7

1б351б7

IX.

Составитель Е. Финогенов

Т«ред Л.Олийнык Корректор С. Черни

Редактор С. Долинич

Заказ 756 Тираж 471 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101