Искробезопасный импульсный стабилизированный источник питания

 

Изобретение относится к горной промышленности , а именно к искробезопасным источникам питания, и может быть использовано в других областях техники. Цель - повышение надежности путем обеспечения искробезопасности источника питания в аварийных режимах. Устройство состоит из первого 1 и второго 7 коммутирующих устройств , второй CHcteMbi управления 2 с выходами 3, 4, устройства отключения 5, трансформатора 6, резисторов 8, 16, 17, 18 выходного выпрямителя с фильтром 9, измерительного резистора 10, первого делителя, содержащего резисторы 11 и 12, первой системы управления 13 с выходами 14, 15, второго делителя, содержащего резисторы 16 и 17, нагрузки 19 и общей отрицательной шины 20. При превышении током нагрузки уставки срабатывания токовой защиты, задаваемой блоком управления 13 с его выходов 14 и 15 на управляющие входы блоков коммутации 1, 7,подаются импульсы такой длительности, что источник переходит в режим стабилизации тока, чем обеспечивается искробезопасность его выходных цепей. Обрыв цепи воспринимается блоком управления 13 как исчезновение выходного напряжения , импульсы управления, снимаемые с выходов 14 и 15, достигают максимальной ширины, что в дальнейшем приводит к срабатыванию блока отключения 5. 2 ил. СП с VI ю ю о Ov

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 Е 21 F 9/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4788757/03 (22) 05.02.90 (46) 23.03.92. Бюл. N. 11 (71) Научно-производственное объединение по созданию и выпуску средств автоматизации горных машин "Автоматгормаш" (72) Н.В.Кухтин, А.Б.Островский, А.Ю.Городецкий, А. B,Жада н и Б.М. Киричен ко (53) 621.311.69 (088.8) (56) Озерной М.И. Электрооборудование и электроснабжение подземных разработок угольных шахт. — М.: Недра, 1975, с.74, табл.

2,2, Фолкенберри Л, Применение операционных усилителей и линейных ИС. — М.; Мир, 1985; с.330, рис.10,21, (54) ИСКРОБЕЗОПАСНЫЙ ИМПУЛЬСНЫЙ

СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ИСТОЧНИК ПИТАН ИЯ (57) Изобретение относится к горной промышленности, а именно к искробезопасным источникам питания, и может быть использовано в других областях техники. Цель— повышение надежности путем обеспечения искробезопасности источника питания в

„„Я „„1721266 А1 аварийных режимах. Устройство состоит из первого 1 и второго 7 коммутирующих устройств, второй системы управления 2 с выходами 3, 4, устройства отключения 5, трансформатора 6, резисторов 8, 16, 17, 18 выходного выпрямителя с фильтром 9, измерительного резистора 10, первого делителя, содержащего резисторы 11 и 12, первой системы управления 13 с выходами 14, 15, второго делителя, содержащего резисторы

16 и 17, нагрузки 19 и общей отрицательной шины 20. При превышении током нагрузки уставки срабатывания токовой защиты, задаваемой блоком управления 13 с его выходов 14 и 15 на управляющие входы блоков коммутации 1, 7,подаются импульсы такой длительности, что источник переходит в режим стабилизации тока; чем обеспечивается искробезопасность его выходных цепей.

Обрыв цепи воспринимается блоком управления 13 как исчезновение выходного напряжения, импульсы управления, снимаемые с выходов 14 и 15, достигают максимальной ширины, что в дальнейшем приводит к срабатыванию блока отключения 5. 2 ил, 1721266

10

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к искробезопасным источникам питания, и может быть использовано в других областях техники, где необходимо применение искробезопасных источников питания.

Цель изобретения — повышение надежности путем обеспечения искробезопасности источника питания в аварийных режимах.

Ка фиг.1 изображена функциональная схема источника питания; на фиг.2 — диаграммы, поясняющие его работу.

Источник питания содержит нестабилизированный источник напряжения (не показан), первый блок 1 коммутации, дополнительный блок 2 управления, реализующий релейное регулирование управляющего сигнала, с первым 3 и вторым 4 выходами, блок 5 отключения, трансформатор 6, второй блок 7 коммутации, третий резистор 8, выпрямитель с фильтром 9, первый резистор 10, делители 11 и 12 напряжения, блок 13 управления, реализующий

ШИМ управляющего сигнала, с выходами

14 и 15, дополнительные делители 16 и 17, второй резистор 18, нагрузку 19 и отрицательную шину 20 источника питания.

Источник питания работает следующим образом.

При нормальной работе источника регу-. лирование его выходного напряжения осуществляется первым блоком 13 управления, реализующим ШИМ сигнала управления с частотой, как правило, несколько десятков килогерц, подаваемого на управляющие входы первого 1 и второго 7 блоков коммутации. За счет того, что выходное напряжение источника, задаваемое блоком 13 управления, меньше выходного напряжения, задаваемого дополнительным блоком 2 управления, его выходы 3 и 4 постоянно открыты, и участия в процессе регулировки он не принимает(на фиг.2 U14, U15; U3,4; Uynp — соответственно напряжения управления, которые присутствовали бы на первых и вторых выходах 14, 15, 3 и 4 блока 13 управления и дополнительного блока 2 управления, если бы они управляли работой первого 1 (сплошная линия) и второго 7 (пунктирная линия) блоков коммутации самостоятельно; суммарное управляющее напряжение, подаваемое на блоки 1 и 7 коммутации, при этом импульсы тока, соответствующие Uynp, обозначенные сплошной и пунктирной линиями, протекают через первичную обмотку трансформатора 6 в . различных .направлениях). При превышении током нагрузки уставки срабатывания токовой защиты, задаваемой блоком 13 управления, с его

50 выходов 14 и 15 на управляющие входы блоков 1 и 7 коммутации подаются импульсы такой длительности, что источник переходит в режим стабилизации тока, чем обеспечивается искробезопасность его выходных цепей.

Обрыв в цепи между точкой соединения резисторов делителя напряжения и блоком

13 управления воспринимается блоком 13 управления как исчезновение выходного напряжения, импульсы управления, снимаемые с ее выходов 14 и 15, достигают максимальной ширины. Это приводит к росту выходного напряжения. B процессе регулирования включается дополнительный блок 2 управления, реализующий релейное регулирование, которое характерно тем, что управляющие сигналы вырабатываются не с фиксированной частотой, а с частотой, зависящей от параметров выпрямителя с фильтром 9, напряжения сети и тока нагрузки.

При этом суммарные сигналы, подаваемые на вход первого 1 и второго 7 блоков коммутации, в общем случае имеют вид, приведенный на фиг,2б. Неодинаковое количество импульсов управления, подаваемое на управляющий вход каждого из блоков коммутации приводит к тому, что в устройстве возникает несимметричный режим работы трзнсформатора 6, который характеризуется подмагничиванием его магнитопровода постоянным током, в результате чего происходит его одностороннее насыщение и рост тока транзистора одного из блоков коммутации. Это приводит к срабатыванию блока 5 отключения, что вызывает исчезновение выходного напряжения. Аналогично работает устройство и при обрыве в цепи между первым резистором 10 и вторым входом блока 13 управления, с той лишь разницей, что дополнительный блок 2 управления начинает работать после превышения током нагрузки уставки ее срабатывания, До момента срабатывания блока 5 отключения в обоих случаях искробезопасность выходных цепей обеспечивается дополнительным блоком 2 управления.

Таким образом в устройстве обеспечивается защитный отказ и обеспечивается его искробезопасность при обрыве цепей обратной связи основного блока 13 управления.

Формула изобретения

Иск робезопасн ый импул ьсн ый стабилизированный источник питания, содержащий трансформатор, средняя точка первичной обмотки которого подключена к первым входам первого и второго блоков коммутации, 1721266

4у

6 а крайние точки подключены к выходам соответственно первого и второго блоков коммутации, вторые входы которых объединены и подключены к отрицательной шине источника питания, вторичная обмот- 5 ка трансформатора подключена к входу выпрямителя с фильтром, выход которого через первый резистор подключен к крайним точкам делителя напряжения и к нагрузке, отрицательная шина выпрямителя 10 через второй резистор подключена к первому входу блока управления, к второму входу которого подключен средний выводделителя, а первый и второй выходы блока управления подключены соответственно к 15 управляющим входам первого и второго блоков коммутации, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности путем обеспечения искробезопасности ucUx 20

Яя точника питания в аварийных режимах, он снабжен блоком отключения, третьим резистором, дополнительными блоком управления и делителем, причем дополнительный делитель включен параллельно нагрузке, а отрицательная шина выпрямителя через третий резистор подключена к первому входу дополнительного блока управления, к второму входу которого подключен. средний вывод дополнительного делителя, а первый и второй выходы дополнительного блока управления объединены и подключены к отрицательной шине источника питания, а третий и четвертый выходы подключены соответственно к третьему и четвертому выходам блока управления, средняя точка первичной обмотки трансформатора через блок включения подключена к положительной шине источника питания.