Трехканальный стабилизирующий источник напряжения постоянного тока с поочередным пуском и отключением каналов

 

Изобретение относится к электротехнике , в частности к источникам вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры . Цель - расширение функциональных возможностей путем обеспечения защиты всех каналов при возникновении обрыва или короткого замыкания в выходных цепях. Источник содержит три канала. В первый канал входят регулятор напряжения, ключевые каскады и выходной каскад, во второй канал - регулятор напряжения, ключевые каскады и выходной каскад, в третий канал - регулятор напряжения ключевой каскад и выходной каскад. Принятое функциональное соединение ключевых каскадов с выходными каскадами позволяет в зависимости от состояния первых блокировать работу канальных регуляторов напряжения. Тем самым обеспечивается пуск каналов в последовательности от третьего к первому, а их отключение - в обратной последовательности . Первочередный пуск третьего канала достигается за счет выполнения соответствующего ключевого каскада с задержкой открытия , а первоочередное выключение первого канала - за счет выбора в нем наименьшей постоянной времени спада входного напряжения. 11 ил. ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИ4ЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 05 F 1/577

ГОСУД4Р СТ В Е ННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1..

М.

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4684338/07 (22) 27.04.89 (46) 23,09.91. Бюл. М 35 (72) Ю.А.Сирота, P.Ô.ÑàBóøêèí и А.С.Уланкина (53) 62 1.,316,722,1 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1109723, кл. G 05 F 1/59, 1982.

Авторское свидетельство СССР йг 1319006, кл. G 05 F 1/569, 1985. (54) ТРЕХКАНАЛЬНЫЙ СТАБИЛИЗИРУЮЩИЙ ИСТОЧНИК НАПРЯЖЕНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА С ПООЧЕРЕДНЫМ ПУСКОМ

И ОТКЛЮЧЕНИЕМ КАНАЛОВ (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к источникам вторичного электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Цель — расширение функциональных воэможностей путем обеспечения защиты всех каналов при возникновении обрыва или короткого замыкания в выходных цепях, Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования при реализации электропитания потребителей, например кассет памяти, требующих подачи трех питающих напряжений в одной последовательности, а их снятия — в обратной.

Целью изобретения является расширение функциональных воэможностей путем обеспечения защиты всех каналов при возникновении обрыва или короткого замыкания в выходных цепях, На фиг,1 представлена общая структурная схема трехканального стабилизирующего источника напряжения постоянного тока, на фиг.2, 3, 4 — функциональные схемы соответственно первого, второго, третьего

ÄÄ5UÄÄ 1679476 А1

Источник содержит три канала. 8 первый канал входят регулятор напряжения, ключевые каскады и выходной каскад, во второй канал — регулятор напряжения, ключевые каскады и выходной каскад, в третий канал — регулятор напряжения ключевой каскад и выходной каскад. Принятое функциональное соединение ключевых каскадов с выходными каскадами позволяет в зависимости от состояния первых блокировать работу канальных регуляторов напряжения, Тем самым обеспечивается пуск каналов в последовательности от третьего к первому, а их отключение — в обратной последовательности, Первочередный пуск третьего канала достигается за счет выполнения соответствующего ключевого каскада с задержкой открытия, а первоочередное выключение первого канала — за счет выбора в нем наименьшей постоянной времени спада входного напряжения. 11 ил. каналов; на фиг.5, 6 — принципиальные электрические схемы соответственно вторых и первых ключевых каскадов первого и второго каналов; нэ фиг.7 — схема выходных каскадов первого и второго стабилизаторов напряжения; на фиг.8 — схема регулятора третьего стабилизатора напряжения; на фиг,9 — схема ключевого каскада третьего канала; на фиг.10 — схема выходного каскада третьего стабилизатора напряжения; на фиг.11 — схема регуляторов первого и второго стабилизаторов напряжения, Стабилизирующий источник напряжения постоянного тока (фиг.1) состоит из первого канала 1 (U»xl =+12 8), второго канала

2 (Us хг = +58) и третьего канала 3 (0»,з =

= — 58), включенных между выводами для

1679476

25

35

55 следующим образом. подключения первичных источников питания (Онх, U>xz, U

Вь ход 4 канала 1 соединен с первым управл гю цим входом 5 канала 2 и управляющим входом б канала 3. Первый управляющий вход 1 канала 1 подключен к выходу 8 канала 2 Вторые упрэвля,ощие входы 9, 10 соответственно каналов 1, 2 соединены с выходом 11 канала 3.

Канал 1 (фиг,2) включает в себя регулятор 12 напряжения, второй управляющий вход 13 которого соединен с выходом 14 второго ключевого каскада 15, первый управляющий вход 16 с выходом 17 первого ключевого каскада 18 питающие входы 19, 20 — c питающими входами 21, 22 ключевых каскадов 15, 18, питающим входом 23 выход;-:ого каскада 24, фильтрующим конденса гором 25 и входом нестабилиэированного напряжения, выход 26 регулятора 12 соединен с управляющим входом 27 выходного каскада 24, входы 28, 29 защиты по току с сигнальными выходами 30, 31 выходного каскада 24, а вход 32 обратной связи — с сигнальным выходом 33 последнего, Силовой выход 34 выходного каскада 24 является выходом 4 канала 1, а управляющие входы

35, 36 ключевых каскадов 15, 18 — соответственно управляющими входами 9, 7 канала

1, Регулятор 12 и выходной каскад 24 образуют в совокупности первый стабилизатор напряжения. Канал 2 (фиг,З) включает в себя регулятор 37 напряжения, второй управляющий вход 38 которого соединен с выходом

39 второго ключевого каскада 40, первый управляющий вход41 — с выходом 42 первого ключевого каскада ЛЗ, питающие входы

44, 45 — с питающими входами 46, 47 ключевых каскадов 40, 43, питающим входом 48 выходного каскада 49, фильтрующим конденсатором 50 и входом нестабилиэированно о напряжения 14н2. Выход 51 регулятора

37 соединен с управляющим входом 52 выходного каскада 49, входы 53, 54 защиты по току — с сигнальными выходами 55, 56 выходного каскада 49, а вход 57 обратной связи — с сигнальным выходом 58 последнего.

Силовой выход 59 выходного каскада 49 является выходом 8 канала 2. Пусковой (форсирующий) вход 60 первого ключевого каскада 43 соединен через RC-цепь 61 — со входом нестабилиэированного напряжения

U 2, Управляющие входы 62, 63 ключевых каскадов 40, 43 являются соответственно входами 10, 5 кзнзпа 2. Регулятор 37 и выходной каскад 49 образуют в совокупности второй стабилизатор напряжения, Канал 3 (фиг,4) содержит регулятор 64 напряжения, питающий вход 65 которого соединен с питающим входом 66 ключевого каскада 67, питающим входом 68 выходного каскада 69, фильтрующим конденсатором 1О и входом нестабилиэированного напряжения Ugy3, Вход 71 обратной связи подключен к выходу

72 выходного каскада 69, являющемуся выходом 11 канала 3. Выход 73 регулятора 64 соединен с управляющим входом 74 выходного каскада 69 и выходом 75 ключевого каскада 67. Управляющий вход 76 ключевого каскада 67 является управляющим входом б канала 3. Регулятор 64 и выходной каскад 69 образуют в совокупности третий стабилизатор напряжения, Ключевые каскады t5, 40 (фиг.5) каналов 1, 2 выполнены на транзисторе 77, в базовую цепь которого включены стабилитрон 78 и резистор 79 смешения, Ключевые каскады 18, 43 {фиг,б) каналов 1, 2 выполнены на транзисторе 80, в базовую цепь которого включены стабилитроннорезистивное звено 81 и резистор

82, à в коллекторную цепь — нагрузочный резистор 83.

Выходные каскады 24, 49 (фиг,7) каналов 1. 2 содержат усилитель мощности на транзисторе 84, в базовую цепь которого включен резистивный делитель 85 напряжения, а в эмиттерную цепь-- защитный датчик 86 тока, соединенный с регулируемым резистивным делителем 87 напряжения, конденсатором

88 фильтра и нагрузочным резистором 89. Регулятор 64 (фиг.8) канала 3 выполнен на транзисторе 90, эмиттер которого подключен к блоку опорного напряжения на стабилитроне

91 и резисторе 92, В коллекторную цепь транзистора 90 включен нагрузочный резистор 93 базовая цепь соединена со средним выводом регулируемого реэистивного делителя

94 напряжения обратной связи, а между коллектором и базой транзистора 90 включен антипаразитный конденсатор 95. Ключевой каскзд 67 (фиг,9) канала 3 выполнен на составном транзисторе 96, в базовую цепь которого включены стабилитрон 97, резистор 98 смешения и конденсатор 99 задержки, а в эмиттерную цепь — резистор

100, Выходной каскад 69 (фиг.10) канала 3 содержит усилитель мощности на транзисторе 101, в эмиттерную цепь которого включен защитный датчик 102 тока, соединенный с нагрузочным резистором 103, конденсатором 104 фильтра и эмиттером транзистора 105 защиты по току. Коллектор последнего подключен к базе транзистора

101, а база — к среднему выводу резистивногоделителя 106 напряжения. Регуляторы 12, 37 напряжения каналов 1, 2 выполнены на микросхеме 142ЕН1 (фиг.11) Отключение всех каналов при неисправности одного из каналов осуществляется

1679476

20

30

40

50

При неисправности в канале 1 исчезает напряжение на выходе 4 канала 1 и на входах 5. 6 каналов 2, 3, При этом транзистор ключевого каскада 43 закрывается и блокирует работу регулятора 37 канала 2, транзистор ключевого каскада 67 открывается и блокирует работу транзистора 101 выходного каскада 69 канала 3. При неисправности в канале 2 исчезает напряжение на выходе

8 канала 2 и на входе 7 канала 1, При этом транзистор ключевого каскада 18 закрывается и блокирует работу регулятора 12 канала 1, после чего пропадает напряжение на выходе 4 канала 1 и входе 6 канала 3. В результате, как рассматривалось выше, канал 3 отключается. При неисправности в канале 3 исчезает напряжение на выходе 11 канала 3 и входах 9, 10 каналов 1, 2, При этом транзистор ключевого каскада 15 открывается и блокирует работу регулятора 12 канала 1, транзистор ключевого каскада 40 открывается и блокирует работу регулятора

37 канала 2. Заданная последовательность включения каналов; канал 3 (— 5В),канал 2 (5В), канал 1 (+12В) обеспечивается следующим образом.

Первоочередное включение канала 3 достигается за счет наличия конденсатора

99 задержки, подключенного к базе транзистора ключевого каскада 67. При подаче нестабилизированного напряжения Ог,„э на вход канала 3 конденсатор 99 не заряжен, поэтому отрицательное смешение на базе транзистора ключевого каскада 67 отсутствует, транзистор закрывается и не блокирует работу транзистора 101 выходного каскада 69 канала 3. Таким образом, напряжение на выходе 11 канала 3 появляется без задержки. При этом напряжение с выхода

11 канала 3 поступает на входы 9, 10 каналов 1, 2, в результате чего транзисторы ключевых каскадов 15, 40 закрываются и не блокируют работу регуляторов 12, 37. Напряжение с выхода 8 канала 2 подводится ко входу 7 канала 1, транзистор ключевого каскада 18 открывается и разрешает работу регулятора 12 канала 1. Следовательно, канал 1 включается только после включения каналов 3, 2.

Выключение каналов происходит в обратной последовательности; канал 1(+12В), канал 2 (+5В), канал 3 (-5В).

Первоочередное выключение канала 1 обеспечивается самой малой (по сравнению с другими каналами) постоянной времени разряда фильтрующего конденсатора 25.

Затем происходит выключение канала 2, так как при отсутствии напряжения на входе 5 канала 2 транзистор ключевого каскада 43 закрывается и блокирует работу регулятора

37. Последним выключается канал 3. Задержка времени выключения канала 3 (относительно времени выключения канала 2) задается конденсатором 99, включенным в базовую цепь транзистора ключевого каскада 67 канала 3. После исчезновения напряжения на входе 6 канала 3 транзистор ключевого каскада 67 еще остается закрытым положительным смешением на базе на время, определяемое постоянной цепи заряда конденсатора 99, затем транзистор огкрывается и блокирует работу канала 3, Таким образом, описываемое устройство обеспечивает надежную блокировку всех каналов при любой неисправности (КЗ, обрыв) в каком-либо канале, возникающей как во время работы источника, так и в его выключенном состоянии, Формула изобретения

Трехканальный стабилизирующий источник напряжения постоянного тока с поочередным пуском и отключением каналов, содержащий включенные между выводами для подключения соответствующих первичных источников питания и канальных нагрузок первый стабилизатор напряжения, второй стабилизатор напряжения, первый управляющий вход которого соединен с выходом первого ключевого каскада второго канала, и третий стабилизатор напряжения, управляющий вход которого соединен с выходом ключевого каскада третьего канала, три фильтрующих конденсатора, подключенных параллельно питающим входам соответствующих стабилизаторов напряжения, иэ которых первый своим выходом соединен с управляющим входом первого ключевого каскада второго канала, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения защиты всех каналов при возникновении обрыва или короткого замыкания в выходных цепях, в первый канал введены первый и второй ключевые каскады, во второй канал — второй ключевой каскад, стабилизатор напряжения первого канала снабжен первым и вторым управляющими входами, стабилизатор напряжения второго канала — вторым управляющим входом, фильтрующий конденсатор первого канала выбран с наименьшей постоянной времени разряда, первый ключевой каскад второго канала выполнен с форсировкой включения, а ключевой каскад третьего канала — с задержкой включения, причем выход первого стабилизатора напряжения соединен с управляющим входом ключевого каскада третьего канала, выход второго стабилизатора напряжения подключен к управляющему входу первого клю167947б чево о каскада первого канала, выходтретьего стабилизатора напряжения соединен с

U8x.1 U

ВыХ.1 Ф(.2 08ых. 2 08м. 3 0@ix. У 8хл

Фиг.2 управляющими входами вторых ключевых каскадов первого и второго каналов.

1679476

11 м(М

4ЫК

1679476

У7

99 га(ь)

28 (Л)

29(59

32 f57)

15 (И)

Составитель Л. Морозов

Редактор Л. Лашкова Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор С. Вевкун

Заказ 3214 Тираж 444 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина. 191