Источник питания постоянного напряжения с защитой

 

Союз Сове тскмк

Соцналкстмческиа

Реслублмк

О П И С А Н И Е „,736()7g

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 16.12.77 (21) 2554756i24-07 (5l ) М. Кд.

G 05 Г 1/58 с присоединением заявки .%

Геоудэрстеонньа квинтет (23) Приоритет

СССР но аелам нэобретеннй н открытий

Опубликовано 25.05.80. Бюллетень ¹ 19

Дата опубликования описания 28.05.80 (5g) УД)(521.. 3 16. 7 2 2. 1 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. И., Кровопусков и И. И. Лебединский (7I) Заявитель (54) ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ ПОСТОЯННОГО

НАПРЯЖЕНИЯ С ЗАЩИТОЙ

Изобретение относится к электрорадиотехнике, а именно к источникам питания, и может быть использовано в системах питания устройств автоматики и вычислительной техн ики.

Известны источники питания с зашитой з и контролем выходных параметров, содержащие стабилизаторы напряжения, усилитель, контролируемые и исполнительные органы 1) о

Наиболее близким техническим рептением к изобретению является источник питания сюстоянного напряжения с зашитой содержащий, по меньшей мере, два разнополярных стабилизатора постоянного напря-, жения, к выходным выводам которых подключены датчики выходных напряжений отрицательной и положительной полярности, выходы которых подсоединены. к входам блоков выделения максимального и минимального напряжения отрицательной и. положительной полярности, дифференциальный усилитель, источник опорного напряжения, первый блок коммутации, блоки

2 разгелительных диодов отрицательной и положительной полярности, выходами подключенные к входным выводам стабилизаторов постоянного напряжения (2)

Однако в известном устройстве не предусмотрено ограничение по току в момент включения, отсутствует схемное решение, исключающее возможность ложного срабатывания устройства зашиты от кратковременных помех, и, кроме того, оно имеет низкую точность срабатывания, обусловленную разбросом параметров входных стабилитронов.

Белью изобретения является повышение надежности и исключение ложных срабат ыван ий.

Это достигается тем, что в источнике питания постоянного напряжения с зашитой, содержащем, по меньшей мере, два разнополярныс стабилизатора постоянного напряжения к выходным выводам которых подключены датчики выходных напряжений отрицатечьной и положительной полярности, выходы которых подключены к входам

736075 блоков выделения максимального и мипптел ьных диодов

Ф

oTPHIt&TBJIbHoA полЯР»

I ального на пряжен ия отрицательно и и положительной полярности, диффер@нциальный усилитель, источник Опорного напряжения, первый блок коммутации, блоки

5 разделительных диодов отрицательной и положительной полярности, выходами подключенные к входным выводам стабилизаторов постоянного напряжения,, введены подключенные к выходным выво- щ дам стабилизаторов постоянного напряжения датчики входного тока, которые через введенные блоки выделения входного тока подсоединены к введенному резисторному делителю, выход которого через первый д разделительный диод подсоединен к объединенному выходу блока выделения макси мяльного напряжения положительной нолярности и через второй разделительный диод — к точке соединенич выхода перво- 20

Fo введенного потенциальноаадаюшето переменного резистора и первого входа дифференциального усилителя. Объединенный выход блока выделения минимального напряжения положительной полярности че- 25 рез нормально разомкнутые первые контакты введенного, подключенного к входу одного из стабилизаторов постоянного напряжения реле и третьего рааделительного диода подсоединены к точке еседине- 30 ния ВыхОда ВтОрогО ВведенногО нОтенциаль но задаюшего переменного резистора и второго входа дифференциального усилителя. Причем катод третьего разделительного диода соединен с обьединенным вы- 35 ходом блока выделения максимального напряжения отрицательной полярности, анод второго разделител ьного диода через вторые контакты введенного реле — к объединенному выходу блока выделения 40 минимального напряжения отрицательной полярности, а входы потенциально аадаюших переменных резисторов объединены и подключены к источнику опорного напряжения. Выход дифференциального уси- 45 лителя через введенные первый помехагасяший блок и стабилитрон подсоединен к входу первого блока коммутации, выход которого подсоединен к объединенному входу блока разделительных диодов по- 50 ложительной полярности, к выходу введенного второго блока коммутации и через второй помехогясяший блок и четвертый рааделительный диод — к выходу блока выделения минимального напряжения поло-55 жительной полярности, причем выход второго блока коммутации подключен к обьединенному входу блока разделиности,.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема питания постоянного направления с зашитой.

Источник питания содержит разнополярные стабилизаторы 1, датчик 2 отрицательной и датчик 3 положительной полярности, блок 4 выделения максимального напряжения положительной полярности и блок 5 выделения минимального напряжения положительной полярности, блок 6 выделения максимального напряжения отрицательной полярности, блок 7 выделения минимального напряжения отрицательной полярности, дифференциальный усилитель 8, источник 9 опорного напряжения, первый блок коммутации 10, блок

1I разделительных диодов отрицательной полярности.

Кроме того, устройство включает блок

12 разделительных диодов положительной полярности, датчик 13 входного тока, блок 14 выделения входного тока, резисторный делитель IS, первый разделительный диод 16, первый потенциально задаюший переменный резистор 17, первые контакты 18 .и вторые контакты 19 реле

20, второй 21 и третий 22 разделительные диоды, второй потенциально задающий переменный резистор 23, первый

24 и второй 25 помехогасяшие блоки, четвертый 26 реаделительный диод, стабилитрон 27, второй блок коммутации 28.

Источник питания работает следуюшим образом. Подается напряжение на клеммы 29, 30 и источник 9 опорного напряжения, при этом дифференциальный усилитель 8 устанавливается в исходное состояние, при котором сигнал на его выходе имеет низкий уровень и первый блок коммутации 10 имеет на выходе высокий потенциал, вследствие чего блок

12 разделительных диодов положительной полярности находится под обратным напряжением, На выходе второго блока коммутации

28 в это время низкий потенциал, и блок

11 разделительных диодов отрицательной полярности также находится под обратным напряжением. (На клеммы 29 и 30 подаются потенциалы, превышаюшие по абсолютной величине все выходные номиналы контролируемых источников).

В контролируемых разнополярных стабилизаторах 1 в момент включения через проходные, силовые элементы (транзисторы, диоды) (при отсутствии ограничеПрименение высокочувствит ельного дифференциального усилителя 8 совместно с потенциально задающими резисторами

17 и 23, разделительными диодами 21 и 22 к входам дифференциального усилителя 8 позволяет повысить температурную стабильность устройства. При любом количестве диодов в схемах блоков выделения максимального и минимального сигналов температурный дрейф напряжения на входах дифференциального усилителя 8 зависит только от температурного изменения тока утечки разделительных диодов 21 и 22. Вследствие того, что резисторы 17 и 23 одинаковы и на их средних точках выставлен примерно одинаковый потенциал (для предварительной установки дифференциального усилителя

8 6 исходное состояние потенциал на первом входе дифференциального усилителя

8 на несколько милливольт выше, чем на втором входе и определяется чувствительностью дифференциального усилителя), температурный уход напряжения íà их средних точках относительно друг друга и по номинальной величине црактически отсутствует. Указанное схемное решение позволяет существенно повысить точность и температурную стабильность устройства зашиты и тем самым повысить его надежность и уменьшить возможность ложных срабатываний.

Применение двух блоков коммутации позволяет защищать стабилизированные источники положительной и отрицательной полярности. Защищаемые источники могут быть как линейными, так и ключевыми (в последнем случае обычно достаточно одного коммутатора 10).

Предлагаемое устройство зашиты позволяет повысить надежность защищаемых источников питания, и следовательно, вычислительной машипь в целом.

5 73007 5 ния) появляется бросок тока, который не проходит через стабилизаторы вследст вие то ro, что с игнал рассо гласован ия, поступающий с датчиков входного тока

13 на вход дифференциального усилителя 8, переводит дифференциальный усилитель 8 и блоки коммутации 10 и 28 в состояние, при котором сигнал на. выходе этих блоков. уменьшается и при сильном рассогласования становится равным по- 10 тенциалу обшей точки схемы.

Происходит подзапирание проходных

I транзисторов защищаемых источников и, следовательно, ограничение тока в момент включения, Контакты 18 и 19 на момент

1S включечия разо..<кнуты, поэтому происходит ограничение тока без ложного срабатывания устройства зашиты. Реле 20 подключается ко входу стабилизированного источника питания, включаемого послед20 ним в защищаемой группе, или с учетом инерционного реле ко входу того источника, время задержки включения которого совместно с временем включения реле обес25 печивает гарантированное установление выходных номиналов, т.е. цепь обратной связи ячейки памяти не замыкается до тех пор, пока не окончается все переходные процессы по включению.

По окончании момента включения ре30 ле 20 срабатывает, и его контакты 18 и 19 замыкаются, переводя устройство защиты из режима ограничения в дискретный режим работы.

В дискретном режиме работы при наля- чии любого сигнала рассогласования (уход выходных контролируемых параметров за нормы ТУ), поступающего с датчиков тока или напряжения через блоки выде40 ления максимальных и минимальных сигналов, происходит запоминание и выключение выходных номиналов защищаемых источников. Таким образом, устройство зашиты в момент включения работает как 4 ограничивающее устройство (ограничиваются токи и напряжения, развиваемые выше установленной нормы в момент включения, в силовых элементах контролируемых источников), а по окончании момента вклю- 5О чения как дискретное (отключающее) устройство зашиты.

Указанный режим работы предлагаемого устройства защиты повышает надежность .самого контролируемого устройства и уменьшает возможность ложных срабатываний защиты в момент включения.

В процессе работы на устройство зашиты воздействуют различные кратковременные помехи, которые могут вызвать ложные срабатывания устройства зашиты, Для устранения указанного явления сигнал на вход первого блока коммутации 10 и вход дифференциального усилителя 8 подается через помехогасяшие блоки 24, 25, позволяющие настроить устройство защиты на срабатывание от сигнала рассогласования определенной длительности, что также исключает возможность ложных срабатываний и повышает надежность работы защищаемых источников и устройства защиты

736075

При работе предлагаемого устройства защиты за счет уменьшения количества отказов и сбоев экономится дорм-остояшее машинное время.

Применение одного устройства защиты на несколько источников позволяет уменьшить стоимость устройства защиты.

Кроме того, надежность в работе и уменьшение ложных срабатываний в процессе настройки (изготовления машины) позволяет сократить время отладки вычислительной машины, Формула изобретен ия

Источник питания постоянного напряжения с защитой, содержащий, по меньшей мере, два раэнополярных стабили затора постоянного напряжения, к выход- 20 ным выводам которых подключены датчики выходных напряжений отрицательной и положительной полярности, выходы которых подсоединены к входам блоков выделения максимального и минимального напряжения отрицательной и положительной полярности, дифференциальный усилитель, источник опорного напряжения, первый блок коммутации, блоки разделительных диодов отрицательной и положительной полярности, выходами подключенные к входным выводам стабилизаторов постоянного напряжения, о т л и ч а— ю шийся тем, что,сцелью повышения надежности и исключения ложных сраба- 35 тываний, в него введены подключенные к выходным выводам стабилизаторов постоянного напряжения датчики входного тока которые через введенные блоки выделения входного тока подсоединены к введен- 4О ному резисторному делителю, выход кото рого через первый разделительный диод подсоединен к объединенному выходу блока выделения максимального напряжения положительной полярности и через второй разделительный диод — к точке соедине сия выхода первого введенного потенциально задающс. го переменного резистора и первого входа дифференциального усилителя, объединенный выход блока выделения мин имал ьпо го на пряжен и я положительной полярности через нормально разомкнутые первые контакты введенного, подключенного к входу одного из стабилизаторов постоянно го на пряжен и я реле и третьего разделительного диода подсоединены к точке соединения выхода второго введенного потенциально задающего переменного резистора и второго входа дифференциального усилителя, причем катод третьего разделительного диода соединен с объединенным выходом блока выделения максимального напряжения отрицательной полярности, анод второго разделительного диода через вторые контакты, введенного реле к объединенному выходу блока выделения минимального напряжения отрицательной полярности, а входы потенциально задающих переменных резисторов объед инены и подключены к источнику опорного напряжения, выход дифференциального усилителя через введенные первый помехогасящий блок и стаби-литрон подсоединен к входу первого блока коммутации, выход которого подсоединен к объединенному входу блока разделительных диодов положительной полярности, к входу введенного второго блока коммутации и через второй помехогасящий блок и четвертый разделительный диод - к выходу блока выделения минимального нагряжения положительной полярности, причем выход второго блока коммутации подключен к объединенному входу блока разделительных диодов отрицательной полярност и.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 457986, кл. 6 05 Г 1/58, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 546872, кл. 6 05 Г 1/58.

Составитель В. Косырев

Редактор Л, Народная Техред Н. Ковалева Корректор Ю. Макаренко

Заказ 2427/39 . Тираж 956 - Подписное

11НИИПИ Государственного комитета СССР

bio деламизобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r, Ужгород, ул. Проектная, 4