Устройство защиты источников питания от аварийных изменений входного напряжения

 

Изобретение относится к электротехнике , в частности к способам защиты электрических линий, машин и приборов, и может быть использовано в системах защиты электронной аппаратуры от аварийных повышений и понижений входного напряжения. Цель - повышение чувствительности, упрощение схемы, снижение габаритов и массы с одновременным снижением уровня пульсаций напряжения на выходе устройства в нормальном режиме, которая достигается за счет контроля входного напряжения на входе и формирования сигнала управления при отклонении его до порога, задаваемого источником onopHord напряжения, переводящего коммутирующий элемент регулируемого преобразователя в режим коммутации, определяемый источником переменного напряжения, 2 з,п, ф-лы, 2 ил. S (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК.0 А1 (IQI SU(II) (51)4 G 05 F 1/569

3С Гк1 г с,Ч 1 ;

1 ф, Ф

4 4Ф

OllHCAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

l pl

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3890844/24-07 (22) 26.04.85 (46) 07.03,88. Бюл. У 9 (72) Г.Г.Грегерадский (53) 621.316,722.1 (56) Авторское свидетельство СССР

У 763871, кл. G 05 F 1/569, 1976.

Мкртчян Ж.А, Электропитание электронно-вычислительных машин. M.:

Энергия, 1980, с. 26, рис.2.4.

1 (54) УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ ИСТОЧНИКОВ

ПИТАНИЯ OT АВАРИЙНЫХ ИЗМЕНЕНИЙ ВХОДНОГО НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к способам защиты электрических линий, машин и приборов, и может быть использовано в системах защиты электронной аппаратуры от аварийных повышений и понижений входного напряжения. Цель— повышение чувствительности, упрощение схемы, снижение габаритов и массы с одновременным снижением уровня пульсаций напряжения на выходе устройства в нормальном режиме, которая достигается эа счет контроля входного напряжения на входе и формирования сигнала управления при отклонении его до порога, задаваемого источником опорногб напряжения, переводящего коммутирующий элемент регулируемого преобразователя в режим коммутации, определяемый источником переменного напряжения. 2 з.п. ф-лы, 2 ил, 1379780

Изобретение относится к электротехнике, в частности к способам защиты электрических линий машин, приборов и может быть использовано в системах защиты электронной аппаратуры от аварийных повышений и понижений входного напряжения.

Цель изобретения — повышение чувствительности, упрощение схеж, снижение габаритов и массы при одновременном снижении уровня пульсаций напряжения на выходе в нормальном режиме.

На фиг.l представлена схема устройства защиты источников питания от аварийных изменений входного напряжения при его повышении; на фиг.2— то же, при понижении входного напряженияя, l0

Устройство для защиты источников питания от аварийного повышения напряжения первичной сети (фиг.1) содержит датчик 1 напряжения первичной 25 сети 1, включенный между входом устройства и общей шиной и выходом соединенный с неинвертирующим входом интегрального компаратора 2 напряжения, инвертирующии вход которого 30 соединен с опорным элементом 3, а выход — с одним иэ входов логического элемента И-HE 4, другой вход которого подключен к выходу генератора

5 переменного напряжения, а выход— к входу согласующего каскада 6, пи" тающий вывод которого подсоединен к входу устройства, а выход - к управляющему выводу защитного элемента 7, Одним силОВым ВЫВОдОм соединенного 40 с входом устройства, а другим с точкой соединения катода коммутирующего диода 9 и одним иэ выводов дросселя

10 сглаживающего LC-фильтра 8, причем свободный вывод дросселя 10 соединен с выводом устройства, а анод коммутирующего диода 9 - с общей шиной, конденсатор ll включен между выходом устройства и общей шиной.

В устройстве для защиты источников

50 питания от аварийного понижения напряжения первичной сети (фиг.2) инвертирующий вход интегрального комнаратора 2 напряжения соединен с выходом датчика 1 входного напряжения, а

5S неинвертирующий вход — с опорным элементом Э, дроссель 10 одним выводом соединен с входом устройства, а другим с анодом коммутирующего диода 9, катод которого соединен с выходом устройства, один силовой вывод защитного элемента 7 подключен к точке соединения дросселя 10 и коммутирующего диода 9, а другой — к общей шине.

Устройство работает следующим образом.

Прн нормальном режиме работы, В отсутствие аварийного повышения входного напряжения, на выходе датчика

l входного напряжения потенциал на; ходится ниже заданного уровня, определенного величиной напряжения иа опорном элементе 3, вследствие чего на выходе интегрального компаратора

2 поддерживается низкое напряжение, соответствующее состоянию логического нуля. Наличие нуля на одном из входов логического элемента И-НЕ 4 запрещает прохождение импульсов с генератора 5 переменного напряжения на выход указанного элемента, в результате чего на нем псфщерживается уровень логической единицы, который через согласующий каскад 6 поддерживает защитный элемент 7 в открытом состоянии .

Мощность, рассеиваемая на защитном элементе и других элементах устройства, незначительна. Элементы LC-фильтра 8 в данном режиме выполняют функции входного сглаживающего и заграждающего фильтра источника питания.

При поступлении на вход устройства кратковременных импульсов напряжения, длительность которых недостаточна для срабатывания защитного элемента 7, они гасятся LC-фильтром

8, При наличии длительного перенапряжения на входе потенциал на выходе датчика l входного напряжения превышает напряжение на опорном элементе

3, в результате чего на выходе порогового элемента - интегрального ко паратора 2 напряжения формируется сигнал логической единицы, разрешаю- " щий прохождение через логический элемент И-НЕ 4 импульсов с генератора 5 переменного напряжения на вход согласующего каскада 6, с помощью которого защитный элемент 7 переводится в импульсный режим. На выходе защитного элемента образуются импульсы, амплитудой равные входному напряжению. с частотой и скважностью, задаз 1319 7НО

4 ваемой генератором 5 переменного напряжения. Сглаживающий LC-фильтр 8 с помощью коммутирующего диода 9 форм»рует на выходе устройства постоянное напряжение, значение которого определяется скважностью импульсов генератора переменного напряжения.

Поскольку защитный элемент 7 в аварийном режиме работает в импульсном режиме, мощность, рассеиваемая на нем, незначительна и зависит только от его быстродействия и ключевых свойств, С увеличением частоты коммутации масса LC-фильтра значительно падает, вследствие чего могут быть достигнуты достаточно высокие массогабаритные характеристики устройства, При введении в генератор переменного напряжения информации о величине входного напряжения можно известными способами, например с помощью широтно-импульсной модуляции, получить зависимость скважности импульсов от величины входного напря- 25 жения, тем самым ограничив величину выходного напряжения на заданном уровне, При нормальном режиме работы, в отсутствие аварийного пониження вход- ЗО ного напряжения, потенциал на выходе датчика 1 входного напряжения меньше заданноro уровня на опорном элементе 3, вследствие чего на выходе порогового элемента — интегрального компаратора 2 формируется сигнал логического нуля, и состояние схемы аналогично первому варианту устройства за исключением того, что защитный элемент находится в закрытом состоя- 40 нии. Мощность, рассеиваемая устройством, в основном определяется сопротивлением открытого перехода коммутирующего диода 9. Элементы LC-фильтра в нормальном режиме также выполняют 45 функции входного фильтра источника питания.

При наличии длительного понижения входного напряжения защитный элемент 7 аналогично первому варианту 5р переводится в импульсный режим, вследствие чего элементами ЬС-фильтра с помощью коммутирующего диода по известным принципам на выходе устройства формируется постоянное напряжение, величина которого выше входного, определяется скважностью импульсов генератора переменного напряжения и также может быть задана.

Формула изобретения

l. Устройство защиты источников питания от аварийных изменений входного напряжения, содержащее включенный в силовую шину регулируем и преобразователь и источник опорного напряжения, выход которого подключен к первому входу узла сравнения, второй вход которого подключен к выходу датчика напряжения, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности, упрощения схеиа, снижения габаритов и массы при одновременном снижении уровня пульсаций напряжения на выходе в чормальном режиме, в него введен логический элемент И-HF. и генератор переменного напряжения, выход которого подключен к первому входу логического элемента, второй вход которого подключен к выходу узла сравнения, а выход логического элемента соединен с управляющим входом регулируемого преобразователя, причем вход датчика напряжения подключен к входным выводам, 2 ° Устройство по п,1 ° о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения защиты от повышения выходного напряжения, регулируемый преобразователь выполнен с последовательным коммутирующим элементом, выход которого соединен с шунтирующим диодом и фильтром.

3, Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения защиты от понижения выходного напряжения, регулируемый преобразователь выполнен с параллельным коммутирующим элементом и фильтром, дроссель которого включен последовательно с диодом в силовую вину, конденсатор подключен к выходным выводам, причем первый силовой вывод коммутирующего элемента соединен с общей точкой дросселя и диода, а второй вывод соединен с общей виной, 1379780

Г о в д

Составитель В,Баранов

Техред Л.Сердюкова

Редактор В.Петраш

Корректор Л.Патай

Заказ 981/50 Тираж 866 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r,ужгород, ул,Проектная,4