МОДУЛЬ ВТОРИЧНЫХ ИСТОЧНИКОВ ПИТАНИЯ

Модуль вторичных источников питания (МВИП) относится к области электротехники и предназначен для электропитания электронных систем управления (ЭСУ) агрегатами и узлами автомобильной техники.
Известен стабилизированный преобразователь постоянного напряжения (см. патент РФ №2235353 на изобретение, МПК 7 G05F 1/46, опубл. 27.08.2004 г., по заявке №2002128332/09 от 21.10.2002 г. на «Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения», патентообладатель Российский федеральный ядерный центр Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики). Известное устройство содержит источник постоянного напряжения, параметрический стабилизатор напряжения, триггер Шмитта, резисторы, конденсатор, ключ, импульсный трансформатор, одну вторичную обмотку импульсного трансформатора, выпрямитель, фильтр, нагрузку, диоды, интегрирующую RC-цепь, один стабилитрон.
Признак аналога, совпадающий с признаком заявляемого технического решения, - параметрический стабилизатор напряжения.
Причинами, препятствующими достижению заявляемого технического результата, являются сложность конструкции из-за большого количества радиоэлементов и недостаточная стабильность выходного напряжения при изменении входного напряжения.
Известен стабилизированный преобразователь постоянного напряжения (см. патент РФ №2314626 на изобретение, МПК Н02М 3/335 (2006.01), опубл. 10.01.2008 г., по заявке №2006129422/09 от 14.08.2006 г. на «Стабилизированный преобразователь постоянного напряжения», патентообладатели Российская Федерация в лице Федерального агентства по атомной энергии; Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский федеральный ядерный центр-Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики" - ФГУП "РФЯЦ - ВНИИЭФ"). Преобразователь содержит источник постоянного напряжения, стабилизатор напряжения, триггер Шмитта, резисторы, стабилитрон, конденсатор, ключ, импульсный трансформатор, вторичные обмотки, диоды.
Признак аналога, совпадающий с признаком заявляемого технического решения, - стабилизатор напряжения.
Причинами, препятствующими достижению заявляемого технического результата, являются сложность конструкции из-за большого количества радиоэлементов и недостаточная стабильность выходного напряжения при воздействии температуры окружающей среды.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту (см. патент РФ №2333588 на изобретение, МПК Н02М 3/335 (2006.01), опубл. 10.09.2008 г., по заявке №2006114100/09 от 27.04.2006 г. на «Многоканальный источник питания», патентообладатель Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие НПП "Поликоммуникационные системы") является многоканальный источник питания, который содержит стабилизированный преобразователь, импульсный стабилизатор напряжения, выпрямитель с неполной модуляцией, ключ стабилизатора, причем преобразователь состоит из транзисторных ключей, подключенных через последовательно соединенные конденсатор и первичную обмотку трансформатора к первичному источнику питания, первая вторичная обмотка трансформатора подключена к выпрямителю с LC-фильтром и первой нагрузкой, входы транзисторных ключей 1, 2 подключены к выходам схемы управления, стабилизатор состоит из транзисторного ключа со схемой управления стабилизатора.
Признаки аналога, совпадающие с признаками заявляемого технического решения, - стабилизированный преобразователь, импульсный стабилизатор напряжения.
Причинами, препятствующими достижению заявляемого технического результата, являются сложность конструкции из-за значительного числа электрорадиоэлементов и недостаточная стабильность выходного напряжения при изменении входного напряжения.
Задача, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, заключается в упрощении конструкции и в обеспечении стабилизации выходных напряжений.
Технический результат, обеспечиваемый при реализации заявляемого технического решения, заключается в упрощении конструкции и в формировании вторичных напряжений +5 В и +9 В из первичного напряжения +24 В и в подавлении импульсов напряжения в цепи первичного напряжения, защите модуля от перемены полярности напряжения первичного питания за счет схемы защиты, а также в обеспечении фильтрации импульсных помех, поступающих от модуля во внешнюю цепь питания.
Для достижения заявляемого технического результата в модуль вторичных источников питания, содержащий первый и второй преобразователи напряжения, дополнительно введены схема защиты, схема аварийного отключения и индикаторы выходных напряжений, причем выход схемы защиты соединен с первым входом первого и второго преобразователей напряжения, вторые входы которых соединены с соответствующими выходами схемы аварийного отключения, причем выход первого преобразователя напряжения соединен с первым входом схемы аварийного отключения и с первым входом индикаторов выходных напряжений, выход второго преобразователя напряжения соединен со вторым входом схемы аварийного отключения и вторым входом индикаторов выходных напряжений, выходы первого и второго преобразователей напряжения, являются выходами устройства.
1
2
1
2
1
2
1
2
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором указаны: 1 - МВИП, 2 - схема защиты, 3 - первый преобразователь напряжения +24 В в +5 В с первым 3 и вторым 3 входами, 4 - второй преобразователь напряжения +24 В в +9 В с первым 4 и вторым 4 входами, 5 - схема аварийного отключения с первым 5 и вторым 5 входами, 6 -индикаторы выходных напряжений с первым 6 и вторым 6 входами.
Устройство работает следующим образом, первичное напряжение питание (12-34) В подается на схему защиты 2. Схема защиты 2 предохраняет МВИП 1 от импульсов напряжения, превышающих 34 В, предохраняет от перемены полярности входного напряжения а также обеспечивает фильтрацию импульсных помех, поступающих от МВИП 1 во внешнюю цепь питания.
Первый 3 преобразователь +24 В в +5 В выполнен на микросхеме импульсного понижающего преобразователя и преобразует входное напряжение, находящееся в пределах от 12 до 34 В, в напряжение (5,0±0,3) В. Максимальный выходной ток преобразователя - 1 А. Микросхема понижающего преобразователя имеет встроенную защиту от короткого замыкания на выходе.
Второй 4 преобразователь напряжения +24 В в +9 В также выполнен на микросхеме импульсного понижающего преобразователя и преобразует входное напряжение, находящееся в пределах от 12 до 34 В, в напряжение (9,0±0,5) В. Максимальный выходной ток преобразователя - 1 А. Микросхема понижающего преобразователя имеет встроенную защиту от короткого замыкания на выходе. Сигнал разрешения работы второго 4 преобразователя выдается только при формировании напряжения 5 В на выходе первого 3 преобразователя.
Схема аварийного отключения 5 выходных напряжений отключает выходные напряжения при возникновении короткого замыкания в любом из каналов вторичного питания. При возникновении короткого замыкания в канале питания «5 В» срабатывает внутренняя защита первого 3 преобразователя и канал питания «5 В» отключается. На вход разрешения работы второго преобразователя 4 подается напряжение 0 В, что запрещает его работу и канал питания «9 В» отключается. При возникновении короткого замыкания в канале «9 В» срабатывает внутренняя защита микросхемы второго 4 преобразователя и канал питания «9 В» отключается. Выходы преобразователя 3 и 4 соединены через диод (на чертеже не показано), который при отключении канала питания «3 В» оказывается включенным в прямом направлении, полностью открывается и замыкает канал питания «5 В» на общий провод, что вызывает срабатывание внутренней защиты микросхемы первого преобразователя 3 и отключение канала питания «5 В».
Индикаторы выходных напряжений 6 выполнены на светодиодах. Индикаторы обеспечивают визуальный контроль работы выходных каналов МВИП 1, который выполнен в виде мезонина и представляет печатный узел на основе двухслойной печатной платы (ДПП) размерами 40×66 мм. ДПП соответствует требованиям 3 класса точности по ГОСТ 23751-86 и РД 50-708-91. Для электрической связи с другим модулем на МВИП 1 установлены соединители (на чертеже не показано). Подбор и взаимное расположение соединителей исключает возможность неправильной установки МВИП 1 на другой модуль. Применяемая в МВИП 1 элементная база представляет собой компоненты поверхностного монтажа, что позволяет обеспечить высокую технологичность изготовления с применением современного автоматизированного оборудования для монтажа.