Вторичный источник питания

Вторичный источник питания относится к области электрорадиотехники и может быть использован в автоматизированных корабельных комплексах связи. Достигаемым техническим решением является повышение надежности работы устройства при перегрузках за счет применения бесконтактной схемы стабилизации. Источник питания состоит из сетевого и согласующего фильтров, трансформатора, преобразователя, стабилизатора напряжения и усилителя мощности, при этом сетевой фильтр последовательно соединен с трансформатором, преобразователем и согласующим фильтром, который параллельно соединен со стабилизатором напряжения и усилителем мощности, причем стабилизатор напряжения через усилитель мощности первым выходом соединен с выходной клеммой источника питания, а вторым с устройством контроля, которое, свою очередь, соединено с выходом усилителя мощности и со второй выходной клеммой источника питания. Ил.1.

Полезная модель относится к электрорадиотехнике, а именно, к технике электропитания корабельных средств связи, и может быть использована для питания постоянным стабилизированным напряжением цепей управления антенных коммутаторов типа К-667-513.

Широкое внедрение транзисторных стабилизаторов постоянного напряжения в аппаратуру связи особенно остро поставило вопрос повышения надежности их работы с учетом возможности возникновения аварийных режимов, а особенно это касается корабельной сети. Короткое замыкание в устройстве, потребляющим электроэнергию, приводит к перегрузке стабилизатора по току. При выходе из строя радиоэлектронных элементов стабилизатора возможно увеличение напряжения на его выходе до уровня напряжения на входе. Известно, что современные полупроводниковые приборы обладают высокими показателями, но весьма чувствительны к перегрузкам по напряжению и току. Поэтому в случае аварии стабилизатора, приводящего к увеличению напряжения на его выходе, как правило, выходит из строя и устройство, потребляющее энергию.

Известны различные устройства для питания аппаратуры связи. Так например, патент РФ на изобретение №2013876 от 30.05.94 г., патент РФ на изобретение №2087997 от 10.11.05 г. "Устройство гарантированного электропитания аппаратуры связи." Это устройство содержит преобразователь напряжения, накопитель энергии, управляемые коммутаторы, нагрузку, входной фильтр, плавкие предохранители и электромагнитные реле. Однако ни плавкие предохранители, ни электромагнитные реле не могут оперативно защитить транзисторную аппаратуру ввиду большой инерционности их работы.

Наиболее полно эту задачу можно решить путем применения бесконтактных устройств, выполненных на полупроводниковых приборах.

Целью полезной модели является повышение надежности работы устройства при колебании напряжения и перегрузках за счет применения бесконтактности схемы стабилизации.

Поставленная цель достигается за счет того, что в известном источнике питания дополнительно введены согласующий фильтр, стабилизатор напряжения, усилитель мощности и система контроля, при этом сетевой фильтр выполнен в виде помехоподавляющих П-образных L-C фильтров и последовательно соединен с трансформатором, преобразователем, а также с согласующим фильтром, который параллельно соединен со стабилизатором напряжения и усилителем мощности, причем стабилизатор напряжения через усилитель мощности первым выходом соединен с выходной клеммой источника питания, а вторым выходом с системой контроля, которая в свою очередь соединена с выходом усилителя мощности и со второй выходной клеммой источника питания.

Структурная схема устройства изображена на фиг. В соответствии с ней устройство состоит из следующих функциональных узлов:

1 - сетевого фильтра (ФС), предназначенного для уменьшения уровня сетевых помех, принимающих в источник питания из первичной сети. Сетевой фильтр состоит из помехоподавляющих П-образных L-С фильтров, подавляющие помехи в диапазоне 10 кГц - 100 мГц и высоковольтные выбросы и уменьшающие амплитуду пускового тока;

2 - трансформатора (ТР), понижающего сетевое напряжение с 220 в до 30 в;

3 - выпрямителя (ВП), преобразующего переменное напряжение 30 в в постоянное напряжение 30 в;

4 - согласующего фильтра (ФСг), сглаживающего пульсации, выпрямленного напряжения;

5 - стабилизатора напряжения (СН), представляющего собой интегральный стабилизатор на микросхеме типа 142ЕН10. Напряжение стабилизируется с помощью широтно-импульсной модуляции выходных импульсов;

6 - усилителя мощности (УМ), служащего для увеличения выходного тока и уменьшения мощности, рассеиваемой стабилизатором напряжения. Усилитель мощности выполнен на трех составных транзисторах типа 2Т825А2;

7 - системы контроля (СК), осуществляющего контроль выходного напряжения и собранного на компараторе типа 1401СА1.

Работа устройства происходит следующим образом. Напряжение корабельной первичной сети 220 В 50 Гц поступает на сетевой фильтр 1, в котором происходит уменьшения уровня сетевых помех, поступающих по сети. После чего очищенное от помех напряжение 220 В, поступает на трансформатор 2, в котором происходит его понижение до 30 В. Затем переменное напряжение 30 В, с помощью преобразователя 3 преобразуется в постоянное напряжение 30 В, после чего, сглаживающим фильтром 4 происходит сглаживание пульсации выпрямленного напряжения. Затем напряжение одновременно поступает на стабилизатор 5 и усилитель мощности 6, где происходит стабилизация увеличения выходного тока и уменьшения мощности, рассеиваемой стабилизатором напряжения. При этом система контроля осуществляет контроль выходного напряжения.

Предлагаемая схема позволяет обеспечить следующие характеристики:

- выходного напряжения 30 В при изменении напряжения первичной сети от 150 В до 280 В;

- значение выходного напряжения 30 В при изменении тока нагрузки от 0 до 2 А;

- максимальный ток нагрузки 3 А;

- пульсацию выходного напряжения не более 0,05 В с погрешностью измерения не более 10%;

- электронную защиту от перегрузки и коротких замыкании с самовосстановлением;

- выдачу сигнала "исправно" при отклонении выходного напряжения от номинального значения не более чем на 30%;

- выдачу дистанционного сигнала "исправно" оптроном 3ОТ122А.

В настоящее время в целях управления корабельных антенных коммутаторов типа К-667-513 и других все больше и больше используются программно-аппаратные средства. Однако их работа зависит от стабильности параметров электропитания. Особенно неприятным являются перегрузки или падения в корабельной сети. Поэтому для новых корабельных устройств предлагается схема электропитания, которая позволяет обеспечить качественное электропитание программно-аппаратных технических средств, когда первичная сеть не соответствует по своим требованиям ГОСТ В23.394-98.

Вторичный источник питания, содержащий преобразователь, сетевой фильтр и понижающий трансформатор, отличающийся тем, что дополнительно введены согласующий фильтр, стабилизатор напряжения, усилитель мощности и система контроля, при этом сетевой фильтр выполнен в виде помехоподавляющих П-образных L-C фильтров и последовательно соединен с трансформатором, преобразователем, а также с согласующим фильтром, который параллельно соединен со стабилизатором напряжения и усилителем мощности, причем стабилизатор напряжения через усилитель мощности первым выходом соединен с выходной клеммой источника питания, а вторым выходом с системой контроля, которая в свою очередь соединена с выходом усилителя мощности и со второй выходной клеммой источника питания.