Блок стабилизированного питания для информационно- измерительной системы

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз СоаетскикСоциалнстическнк

Респу

<11 989533 (61) Дополнительное к авт. саид-вуI (22) Заявлено 11.07.80 (23) 2961424/18-24 (ЩМ ga з с присоединением заявки NP—

6 05 S 11/00

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н открытий (23) Приоритет

Опубликовано 15.01Я3. Бюллетень Но 2 (Щ УДЫ 62-.50 (088. 8) Дата опубликования описания 1501.83 (72) Авторы изобретения

Р.В.Курочкина, С.С.Слепова и В.И.Ордынцев (71) Заявитель (54 ) БЛОК СТАБИЛИЗИРОВАННОГО ПИТАНИЯ

ДЛЯ ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ

CH EMbI

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к информационно-измерительным системам.

Известны блоки стабилизированного питания, ко орые могут быть использованы для питания информационно-измерительных систем (1 3.

B,ýòèõ блоках при включении и Выключении сетевого напряжения стабилизированное напряжение появляется и исчезает ступенчато. Такая фОрма изменения напряжения- отрицательно сказывается на элементах электроники, получающих энергию подобных блоков питания. Во время ступенчатых изменений напряжения питания в нагрузке могут возникать опасные переходные процессы, которые снижают ресурс радиоэлектронных элементов и даже мо.гут выводить их из .строя. Крове того, ступенчатое изменение больших токов, которыми питают аппаратуру ИИС .блоки питания, приводит к возникно- вению сильных помех., которые могут нарушить нормальную работу находящейся поблизости электронной аппаратурЫ, Поэтому обычно аппаратуру ИИС в интервалах времени, когда она не используется, не выключают и она-бесполезно поглощает значительное количество электроэнергии. Возможным выходом является обеспечение. плавного принятия и снятия нагрузки блоком стабилизированного питания.

Наиболее близким по технической . сущности к предлагаемому является блок .стабилизированного питания,сос« тоящий из трансформатора,.первый выход которого соединен с входом saanpaмителя, а второй выход — с входом источника опорного напряжения, один выход выпрямителя соединен с -negus входом регулирующего элемента, выход которого соединен с выходом блока и с одним из входов эадатчика напряжения, другой выход выпрямителя соединен с шиной нулевого потенциала, выход источника опорного напряжения и выход задатчика напряжения соединены с входами элемента сравнения, выход усилителя постоянного тока соединен с вторым входом регулирующего элемента (21.

Недостатком прототипа является крупное нарастание тока через на грузку при включении и резкий спад при выключении, из-за чего возникают сильные помехи, а также быстро расходуется ресурс питаемой аппаратуры.

989533

Целью изобретения является уменьшение помех при включении и выключении блока питания, а также повышение ресурса питаемой аппаратуры.

Поставленная цель достигается тем, что в блок стабилизированного питания, содержащих,трансформатор, первый выход которого соединен с входом выпрямителя, а второй выход — с входом источника опорного напряжения» один выход выпрямителя соединен с первым входом регулирующего элемента, выход которого соединен с выходом блока и с одним из входов задатчика напряжения, другой выход выпрямителя соединен с шиной нулевого потенциала, выход источника опорного напряжения и выход задатчика напряжения соединены с входами элемента сравнения, выход усилителя постоянного тока соединен с вторым входом регулирующего элемента, введены реле с задержкой на выключение, 20 два реле с задержкой на выключение,, состоящий из резистора и конденсатора интегрирующий элемент, вход которого присоединен к выходу элемента сравнения, выход — к входу усилителя 25 постоянного тока, а параллельно резистору интегрирующего элемента включены замыкающие контакты реле с задержкой на включение, параллельно входу интегрирующего элемента подсоединены 30 размыкающие контакты первого реле с задержкой на выключение, к входам трансформатора подключены замыкающие контакты второго реле с задержкой на выключение, а обмотки реле подсое-З5 динены параллельно первому и второму входам блока.

Величина задержки на включение реле выбрана равной удвоенной постоянной времени интегрирующего элемента. 4g

Величина задержки на выключение первого реле с такой задержкой равна времени отпускания контактов реле с задержкой на включение. Величина задержки на выключение второго Реле с 45 такой задержкой равна удвоенной постоянной времени интегрирующего элемента.

На фиг.1 изображена схема предлагаемого блока; на фиг.2 - временная диаграмма процессов, происходящих во время включения и выключения блока временного стабилизированного питания.

Блок состоит из трансформатора 1, выпрямителя 2, регулирующего элемента 3, задатчика напряжения 4, источника опорного напряжения 5, элемента сравнения 6, усилителя постоянного тока 7, интегрирующего элемента, состоящего из резистора 8 и кон- 60 денсатора 9, реле 10 с задержкой на включение с контактами 11, двух реле

12 и 13 с задержкой на включение с контактами соответственно 14 и 15, резисторов 16, контактов 17, yrrpавля-65 нищих включением и выключением блока питания, выходных шин 18 и 19 блока питания и шин 20 и 21, питаемых от у евыключаемого источника напряжения.

Первая вторичная обмотка трансформатора 1 соединена со входом выпрямителя 2, вторая — co входом источника опорного напряжения 5. Один выход выпрямителя 2 соединен с первым входом регулирующего элемента 3. Второй выход выпрямителя соединен с первой выходной шиной 19 блока питания, с первым выводом конденсатора 9, с одним из контактов 15 реле 13, с первым входом задатчика напряжения 4. Второй вход регулирующего элемента 3 соединен с выходом усилителя постоянного тока 7. Выход регулирующего элемента

3 соединен со второй выходной шиной

18 блока питания и со вторым входом задатчика напряжения 4. Выход источника опорного напряжения 5 соединен с первым входом элемента сравнения 6.

Выход задатчика 4 соединен со вторым входом этого элемента. Выход элемента сравнения б соединен с первым выводом резистора 8 и со вторым контактом 17. Второй вывод резистора 8 соединен со входом усилителя 7 и со вторым выводом конденсатора 9. Резистор 8 шунтирован контактами 11 реле

10. Начало обмоток реле 10, 12 и 13 через резисторы 16 соединены с одной шиной 20 невыключаемого источника напряжения. Концы этих обмоток соединены вместе и через контакты 17 соединены с шиной 21 невыключаемого источника.

В первичную обмотку трансформатора 1 включены нормально разомкнутые контакты 14 реле 12. На фиг.2 показаны (сверху вниз).изменение напряжения на выходе блока стабилизированного питания (между шинами 18 и 19), положения контактов 17, 14, 11 и 15 во время включения, работы и при выключении блока стабилизированного питания. Верхний уровень кривых— контакты замкнуты, нижний — разомкнуты.

Работа предлагаемого блока происходит следующим образом.

В исходном (выключенном) состоянии контакты 17 разомкнуты и обмотки реле 10, 12 и 13 обесточены. Контакты 11 и 14 разомкнуты, а контакты 15 замкнуты. Для включения блока питания внешнее устройство (например, таймер) замыкает контакты 17, При этом без задержки реле 12 замыкает контакты

14, а реле 13 размыкает контакты 11.

Контакты 14 подают сетевое напряжение на вход трансформатора 1, а контакты 15 снимают со входа интегрирующего элемента потенциал корпуса и подают на него сигнал небаланса с выхода элемента сравнения б. Контакты 11 пока разомкнуты. Напряжение с

9.8953 3 выхода элемента сравнения б начинает заряжать конденсатор 9, включенный на входе усилителя постоянного тока 7, который плавно воздействует на второй вход регулирующего элемента 3. Потенциал на шине 18 и ток через нагрузку, зависящий от разности потенциалов между шинами 18 и 19, начинают плавно возрастать. Одновременно растет напряжение на выходе задатчика 4, что приводит к постепенному уменьшению сигнала на выходе элемента сравнения б. В установившемся состоянии этот сигнал равен некоторому уровню, изменяющемуся во время процессов стабилизации напряжения. Напряжение на вы- 15 ходе блока равно заданному. Во время работы блока интегрирующий контур должен быть исключен, поэтому по завершении выхода на режим реле 10 замыкает контакты 11 и постоянная времени ин- 2р тегрирующего элемента становится равной нулю. На этом процесс включения блока питания заканчивается.

Для выключения блока питания внешнее устройство размыкает контакты 17. 25

При этом у реле 10 сразу размыкаются контакты 11 и постоянная времени интегрирующего. элемента становится равной ЙС, Спустя некоторое время, большее, чем время размыкания контак- ЗО тов 11, реле 13 замыкает свои контакты 15. Нбчинается разряд конденсатора

9 через резистор 8 и контакты 15. Усилитель 7 начинает при помощи регулирующего элемента 3 плавно уменьшать напряжение на выходе блока питания.

Спустя некоторое время это напряжение станет близким к нулю, и.тогда реле 12 разомкнет контакты 14, отключив блок стабилизированного питания от сети.

Благодаря плавному включению и выключению блока возникающие при.этом помехи и переходные процессы, угрожающие исправности питаемой аппаратуры . HHC, значительно ослабляются. В этих условиях в периоды между практически- 45 ми использованиями ИИС ее аппаратура может быть выключена, что дает экономию электроэнергии и увеличивает долговечность элементов ИИС.

Формула изобретения

Блок стабилизированного питания для информационно-измерительной системы, содержащий трансформатор, первый выход которого соединен с входом выпрямителя, второй выход — с входом источника опорного напряжения, один выход выпрямителя соединен с первым входом регулирующего элемента, выход которого соединен с выходом блока и с одним из входов задатчика напряже-, ния, другой выход выпрямителя соединен с шиной нулевого потенциала, вы ход источника опорного напряжения и выход задатчика напряжения соединены с входами элемента сравнения, выход усилителя постоянного тока соединен с вторым входом регулирующего элемента, отличающийся тем, что, с целью уменьшения помех при включении и выключении блока стабилизированного питания, в него введены реле с задержкой на включение, два реле с задержкой на выключение, состоящий из резистора и конденсатора интегрирующий элемент, вход которого подсоединен к выходу элемента сравнения, выход - к входу усили-. теля постоянного тока, а параллель- но резистору интегрирующего элемента включены замыкающие контакты реле с задержкой на включение, параллельно входу интегрирующего элемента подсоединены размыкающие контакты первого реле с задержкой на выключение, к входам трансформатора йодключены замыкающие контакты второго реле с задержкой на выключение, а обмотки реле подсоединены параллельно перво« му и второму входам блока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Додик С. Д., Дусавицкий Ю.Я. и др. Источники электропитания на полупроводниковых приборах. Проектирование и расчет. М., "Советское радио", 1969.

2. Расчет схем на транзисторах.

Пер. с англ. Меркуловой К.Г. и др.

M., "Энергия", с. 181, рис. 9-12 (прототип), 989533

21

Фиг.!

1Ы

Составитель Г.Нефедова

Редактор И.Петрова Техред С.Иигунова корректор.В. Прохненко

Заказ 11129/67 Тираж 872 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изооретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4