Регулируемый источник питания с автоматическим переключением режимов стабилизации

 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к стабилизированным источникам питания, обеспечивающим защиту нагрузки от превышения наперед заданных значений напряжения, тока или мощностипутем автоматического переключения режима стабилизации. Цельповышение эксплуатационной надежности. Устр-во снабжено Многовходовым одновибратором. инвертором и дополнительным управляемым ключом, а имеющийся в источнике первый компаратор выполнен со стробирующим входом. Выход блока выбора режима, подключенный к управляющему входу соответствующего ключа обратной связи, соединен с управляемым соответствующим входом однрвибратора, выход которого подключен к управляемому входу первого компаратора и через указанный инвертор к управляющему входу ключа сброса, а управляемые ключи режимов соединены с входом усилителя через дополнительный управляемый ключ. Такая схема обеспечивает в любых режимах быстродействующую защиту нагрузки. Автоматически исключена возможность ошибки оператора. 2 ил.слс

союз совгтских социАлистических

РЕСПУБЛИК (sr>s G 05 F 1/557

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ1 (21) 4630048/07 (22) 03.01.89 (46) 30.01.92. Бюл. М 4 (71) Московское научно-производственное обьединение "Биофизприбор" (72) В.В.Михайлов, В;М.Прусак и Ю.А.Лонский и Е.И.Кавалихин (53) 621.316.722.1 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР . М 1007094, кл, 6 05 F 1/56. 1983.

Авторское свидетельство СССР

М 1314896, кл. G 05 F 1/58, 1984. (54) РЕГУЛИРУЕМЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ С АВТОМАТИЧЕСКИМ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЕМ РЕЖИМОВ СТАБИЛИЗАЦИИ (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к стабилизированным источникам питания, обеспечивающим защиту нагрузки от превышения наперед заданных значений напряжения, тока или мощности

Изобретение относится к электротехнике, в частности к стабилизированным источникам питания, обеспечивающим защиту нагрузки от превышения наперед заданных значений напряжения, тока или мощности путем автоматического переключения режимов стабилизации.

Цель изобретения — повышение эксплуатационной надежности источника питания.

На фиг, 1 представлена схема регулируемого источника питания с автоматическим переключением трех режимов стабилизации; на фиг. 2 — блок выбора режимов, обес. Ж 1709288 А1 путем автоматического переключения режима стабилизации. Цель- повышение эксплуатационной надежности. Устр-во снабжено многовходовым одновибратором, инвертором и.дополнительным управляемым ключом, а имеющийся в источнике первый компаратор выполнен со стробирующим входом. Выход блока выбора режима. подключенный к управляющему входу соответствующего ключа обратной связи, соединен

1 с управляемым соответствующим входом одновибратора, выход которого подключен к управляемому входу первого компаратора и через указанный инвертор к управляющему входу ключа сброса, а управляемые ключи режимов соединены с входом усилителя через дополнительный управляемый ключ.

Такая схема обеспечивает в любых режимах быстродействующую защиту нагрузки. Ав-. томатически исключена возможность ошибки оператора. 2 ил. печивающих стабилизацию двух параметров, например, тока и напряжения.

Схема содержит выпрямитель 1, регулятор 2 стабилизируемого параметра, необходимый для поддержания стабильного выходного параметра, нагрузку 3, датчик 4 тока. датчик 5 напряжения, датчик 6 мощности, контролирующие электрические параметры на нагрузке 3, ключи обратной связи по напряжению,7, току 8 и мощности 9, через которые в зависимости от режима стабилизации сигнал с датчиков 4 — 6 подается на первый вход усилителя 10 обратной связи, компаратор 11, первый вход которого подключен к выходу усилителя обратной

1709288

30

55 связи 10, а второй вход к генератору 12 треугольных импульсов„на выходе которого формируется ШИМ-сигнал, управляющий регулирующим элементом 2, сравнивающие элементы 13-15, предназначенные для сравнения сигналов обратной связи с датчиков напряжения 5, тока 4 и мощности 6 с сигналами, задаваемыми потенциометрами задатчиков напряжения 16, тока 17 и мощности 18, Блок 19 выбора режима предназначен для управления ключами 7-9 обратной связи, а также ключами, коммутирующими напряжение уставки, поступающ е на второй вход усилителя обратной связи 10. Блок выбора режима стабилизации для источника питания с тремя режимами стабилизации выполнен на RS-триггерах 20-22, входы которых подключены к выходам сравнивающих элементов 13 — 15, вырабатывающих сигналы превышения измеренной величины нэд заданной величиной напряжения, тока или мощности. Одновибратор 23, подключенный к соответствующим входам RS-триггеров 20 — 22, устанавливает эти элементы в исходное состояние, Выходы RS-триггеров

20-22 подключены, во-первых, к входам Nвходового одновибратора 24, вырабатывающего сигнал бестоковой паузы {во время переключения любого из режимов стабилизации). во-вторых, к управляющим входам ключей 7 — 9 обратной связи, а также к управляющим входам задающих ключей 25 — 27, через которые с потенциометров задатчиков 16 — 18 стабилизируемого параметра (напряжения), тока, мощности и резисторов

28-30 сигнал уставки подается на усилитель

10 обратной связи через дополнительный управляемый ключ 31, управляемый одновибратор 24, который в момент выработки сигнала бестоковой паузы не только отключает ключ 31, но также через инвертор 32 дает команду на замыкание ключа 33 сброса, подающего отрицательное напряжение на конденсатор 34, обеспечивающий плавное нарастание напряжения на выходе источника питания при каждом переходе из одного режима стабилизации в другой.

Схема также имеет дополнительный источник питания (не показан), выводы которого обозначены + Е и — Е.

Блок 19 по фиг. 2 содержит RS-триггер

35, входы которого подключены к выходам элементов сравнения, сравнивающих сигналы обратной связи с сигналами уставок (компэраторы 13 и 14, фиг, 1), а выход — к инвертору 36. К выходам.RS-триггера 35 и инвертора 36 подключены входы одновибоатора 24, вырабатывающего сигнал бестоковой паузы. С выхода RS-Tðèããåðà 35 осуществляется управление ключами, подключающими к входам усилителя обратной связи сигнал обратной связи по току и сигнал уставки по току (ключи 8 и 26, фиг, 1). С

ыхода инвертора 36 осуществляется управление ключами, подключающими. к входам усилителя обратной связи сигнал обратной связи по напряжению и сигнал уставки по напряжению (ключи 7 и 25, фиг. 1).

Источник питания работает следующим образом.

При включении питания RS-триггеры 21 и 22 блока 19 выбора режима стабилизации переводятся в исходное положение одновибратором 23, который одновременно переключает RS-триггер 20,. При переключении RS-триггера 20 срабатывает одновибратор 24, вырабатывающий бестоковую паузу, во время действия которой размыкается ключ 31 и замыкается, ключ 33 по сигналу, поступающему с одновибратора

32, а также поступает запирающий сигнал на стробирующий вход компаратора 11, чем предотвращается возможность включения регулятора 2. При замыкании ключа 33 отрицательное напряжение -Е подается на первый вход усилителя 10 обратной связи и на конденсатор 34, который запирается отрицательным напряжением, приводящим к появлению запирающего сигнала на первом сравнивающем входе компаратора 11.

Переключение RS-триггера 20, помимо выработки сигнала бестоковой паузы, приводит к замыканию ключа 7, подключающего к второму входу. усилителя обратной связи датчик 5 напряжения, и к замыканию ключа 25 коммутирующего напряжения, поступающего с задатчика 16 напряжения через резистор 28, Таким образом источник питания подготавливается к работе в режиме стабилизации напряжения, По окончании действия бестоковой паузы, формируемой одновибратором 24, происходит подача сигнала с инвертора 32 на размыкание ключа 31 и снятие сигнала запирающего со стробирующего входа компаратора 11. В результате этото с потенциометра задатчикэ 16 напряжения через резистор 28. ключи 25 и 31 подается положительное напряжение на конденсатор 34. Последний перезаряжается, обеспечивая подачу на первый вход усилителя обратной связи 10 плавно нарастающего напряжения уставки, На второй вход этого усилителя через ключ 7 подается сигнал обратной связи по напряжению. Таким образом в источнике питания обеспечивается режим стабилизации напряжения. При этом стабилизируется любое значение напряже1709288

6 ния, задаваемое потенциометром задатчика 16, Включение источника питания в режйм стабилизации напряжения при первом включении питающего напряжения выбрано в качестве примера. При превышении в нагрузке допустимого значения, например, тока, задаваемого потенциометром задатчика 17, срабатывает сравнивающий элемент 14, с выхода которого поступает сигнал на S-вход триггера 21 и íà R-входы триггеров 20 и 22. При этом триггер 20 возвращается в исходное состояние и отключает ключ 7 обратной связи по напряжению и задающий ключ 25 по напряжению, à RSтриггер 21 опрокидывается, запускает одновибратор 24, включает ключ 8 обратной связи по току и задающий ключ 26 по току.

Одновибратор 24 формирует бестоковую паузу, на время действия которой на стробирующий вход компаратора 11 подается запирающий сигнал, что приводит к выключению регулирующего элемента 2, в результате чего перезаряд емкости конденсатора

34 происходит при отсутствии выходного напряжения на нагрузке 3. Таким образом обеспечивается защита регулирующего элемента 2 от переходных процессов при резком изменении сопротивления нагрузки.

После окончания импульса одновибратора 24 на первый вход. усилителя 10 обратной связи через ключ 8 с датчика 4 тока .поступает напряжение обратной связи по току, и на конденсатор 34 поступает положительное напря>кение уставки по току .с потенциометра задэтчика 17 через ключи 26 и 31. При этом на втором входе усилителя 10 обратной связи происходит плавное нарастание напряжения, что обеспечивает плавный выход источника питания на заданный потенциометром 17 режим стабилизации тока, Таким образом защита нагрузки от превышения заданного значения тока осуществляется путем перехода источника питания из режима стабилизации напряжения в режим стабилизации тока.

Аналогичным образом источник питания переходит в режим стабилизации мощности при превышении заданного значения последнего, задаваемого потенциометром задатчика 18. При этом происходит сброс предыдущего режима стабилизации, запирание регулятора 2 и затем плавное нарастание напряжения на выходе источника, питания до значения, величина которого определяется потен циометром задатчика 18.

Схема источника питания с двумя режимэми стабилизации, например, напряжения и тока подобна схеме, приведенной на фиг.1, но блок 19 выбора режима выполнен по схеме на фиг. 2 и, кроме того, в блоке отсутствуют потенциометр задатчика 18, резистор 30, ключ 27, ключ 9, датчик 6 мощности, компаратор 15 и связи этих элементов.

5, Работа схемы источника питания с двумя режимами стабилизации аналогична работе схемы, представленной на фиг. 1. При включении источника питания RS-триггер

35 блока 19 выбора режима устанавливает10 са в произвольное положение, например, в исходное состояние, при этом через инвертор 36 на вход одновибратора 24 поступает сигнал. Одновибратор 24 формирует бестоковуа паузу, во время действия которой ре15 гулятор 2 выключается, емкость 34 заряжается отрицательным напряжением.

При установке RS-триггера 35 s исходное состояние с выхода инвертора 36 поступает сигнал на замыкание ключей 7 и 25, т.е.

20 источник питания подготавливается к работе в режиме стабилизации напряжения. После окончания импульса бестоковой паузы происходит включение регулятора 2 и плавное нарастание напряжения на выходе ис25 точника питания, Источник питания работает в режиме стабилизации напряжения. B случае превышения током заданной потенциометром задатчика 17 величины срабатывает компаратор 14, перекл,очается

30 RS-триггер 35, запускается одновибратоп

24, формирующий бестоковую паузу, размыкаются ключи 7 и 25 и замыкаются кл очи 8 и 26. После окончания бестоковой паузы источник питания плавно переходит в ре35 жим стабилизации тока, Таким образом, предлагаемый источник питания обеспечивает в любых режимах быстродействующую защиту нагрузки и самого источника питания от превышения

40 наперед заданных значений выходных параметров. При этом автоматически исключается возможность ошибки оператора. Все это обусловливают высокую эксплуатационную надежность источника питания.

45 Формула изобретения

Регулируемый источник питания с автоматическим переключением режимов стабилизации, содержащий включенный между входными и выходными выводами

50 регулятор стэбилизируемого параметра, цепь управления которого соединена с выходом компактора, усилитель обратной связи, выход которого подключен к первому входу компаратора, первый вход — к точке

55 соединения выхода упрэвляемога ключа сброса с одной из обкладок конденсатора, другая обкладка которого соединена с заземленной шиной, а второй вход через N (где N > 2) ключей обратной связи — к сигнальным выходам соответствующих датчи1709288 ков стабилизируемого параметра, подсоединенных к одному из входов соответствующих сравнивающих элементов и задатчиков стабилизируемого параметра, каждый из которых подсоединен к другому входу соответствующего сравнивающего элемента и к входной цепи соответствующего задающего ключа, блок выбора режима с входами, соединенными с выходами соответствующих сравнивающих элементов, и N выходами соединенными с управляющими входами соответствующих ключей обратной связи и соответствующими входами N-входового одновибратора, и генератор треугольных импульсов, подключенный к второму входу компаратора, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности, в него введены инвертор и дополнительный управляемый ключ, а компаратор выполнен со

5 стробирующим входом, соединенным с входом инвертора, управляющим входом дополнительного управляемого ключа и выходом Й-входового одновибратора, при- чем выводы задающих ключей соединены с

10 входом дополнительного управляемого ключа, выход которого подключен к первому входу усилителя обратной связи, а управляющие входы задающих ключей соединены с управляющими входами соответствующих

15 ключей обратной связи, 1709288

Составитель С,Ситко

Редактор Л.Пчолинская Техред М.Моргентал Корректор -T. Малец

Заказ f25 Тираж 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; 101