ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ

Источник питания
Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована при построении многоканальных стабилизирующих источников вторичного электропитания.
Известен преобразователь переменного тока в постоянной, содержащий мост силовых управляемых вентилей, диодный мост, к выходу последнего подключен конденсатор фильтра, выводы которого через диоды связаны с положительным и отрицательным выводами силового моста, два полностью управляемых вентиля, последовательно с которыми включены источники смещения, выполненные в виде конденсатора, зашунтированного источником подзаряда. (Авторское свидетельство СССР №752686, Н02М7/155, 1986
Известен источник питания постоянного напряжения (авторское свидетельство СССР № 970605, Н02М7/155), содержащий силовой трансформатор с первичной и вторичной обмотками, два выпрямителя со сглаживающими фильтрами, один из которых является основным, подключенным к нагрузке, а другой - вольтодобавочным, два преобразователя частоты, выходы которых соединены последовательно и подключены к первичной обмотке силового трансформатора, а входы соединены соответственно одного с сетевыми зажимами, другого через вольтодобавочный выпрямитель с дополнительной вторичной обмоткой силового трансформатора, коэффициент трансформации которой равен отношению постоянной составляющей выпрямленного напряжения
МКИ H02M7/155
сети к его амплитудному значению, и блок управления преобразователями.
Несмотря на некоторое улучшение массогабаритных показателей и динамических характеристик вследствие уменьшения потребных значений параметров низкочастотных реактивных элементов, к недостаткам известного устройства следует отнести необходимость применения LC-фильтров на выходе каждого канала в случае многоканального варианта построения устройства и выполнения преобразователей частоты, обеспечивающими централизованную стабилизацию выходных напряжений, что приводит к ухудшению массогабаритных показателей и жесткости выходной характеристики устройства.
Известен источник питания, содержаш,ий выпрямитель с фильтром, вход которого подключен к первичной сети, а выход к силовому входу преобразователя, содержащего транзисторный инвертор, выход которого через узел защиты преобразователя по току нагрузки и выходной трансформатор связан с выходным выпрямителем и фильтром, выход фильтра соединен с первым управляющим входом узла управления, второй управляющий вход которого связан с выходом узла защиты, а выход с управляющим входом инвертора (Авторское свидетельство СССР № 1661940, МПК Н02 М 5/04, 1991,прототип). Недостаток данного устройства: - Значительные помехи, передаваемые в первичную сеть, а также
возможность ее перегрузки за счет импульсного характера
потребляемого от сети тока.
-Низкие функциональные возможности, а именно отсутствие возможности дистанционного включения-выключения.
-Отсутствие возможности регулирования выходного напряжения внешним сигналом;
Отсутствие выносной обратной связи для компенсации падения напряжения в проводах нагрузки;
-Отсутствие сигнала аварии источника питания;
-Низкая эксплуатационная надежность из-за отсутствия защиты от перегрева и превышения выходного напряжения.
Данная полезная модель устраняет недостатки аналогов и прототипа.
Техническим результатом полезной модели являются:
-Снижение помех, передаваемых в первичную сеть, снижение перегрузок;
-Возможность дистанционного включения и выключения источника питания;
-Возможность параллельной работы на обшую нагрузку;
-Возможность регулирования выходного напряжения внешним сигналом; наличие выносной обратной связи для компенсации падения напряжения в проводах нагрузки;
-Наличие сигнала аварии источника питания, а также наличие защиты от перегрева и превышения выходного напряжения.
Технический результат данной полезной модели достигается тем, что в источнике питания, содержащем сетевой выпрямитель с фильтром и преобразователь с узлом управления и транзисторным инвертором, выход которого через узел защиты преобразователя по току нагрузки и выходной трансформатор связан с выходным выпрямителем и фильтром, причем выход фильтра соединен с первым управляющим входом узла управления, второй управляющий вход которого связан с выходом узла защиты, а выход с управляющим входом инвертора введены узел коррекции
коэффициента мощности, вход которого соединен с выходом сетевого выпрямителя с фильтром, а выход - с силовым входом преобразователя, установлен узел защиты от перегрева, последовательно с которым включен датчик температуры, а также введены узлы параллельной работы, дистанционного управления, регулирования выходного напряжения, защиты от превышения выходного напряжения и узел сигнализации об аварии источника питания, параллельно входам введенных узлов установлены дополнительные клеммы, выходы узлов соединены с первым дополнительным входом узла управления, а параллельно второму дополнительному входу узла управления установлена дополнительная клемма.
Сущность полезной модели поясняется на чертеже, где 1сетевой выпрямитель с фильтром, 2-преобразователь, 3-инвертор, 4узел защиты преобразователь по току нагрузки, 5-выходной трансформатор, 6-выходной выпрямитель с фильтром, 7-узел управления, 8-узел коррекции коэффициента мощности, 9-узел защиты от превышения выходного напряжения, 10-узел защиты от перегрева, 11- датчик температуры, 12-узел параллельной работы, 13-узел дистанционного управления, 14-узел регулирования выходного напряжения, 15-узел сигнализации об аварии источника питания, 16, 17, 18, 19, 20 - дополнительные клеммы: «Обратная связь, «Параллельная работа, «Дистанционное управление, «Регулирование выходного напряжения, «Авария источника питания, соответственно.
Источник работает следующим образом: через сетевой выпрямитель с фильтром 1 напряжение первичной сети переменного тока поступает на силовой вход преобразователя 2, где с помощью инвертора 3 преобразуется в переменное напряжение высокой
частоты. Это напряжение через узел защиты преобразователя по току нагрузки 4 поступают на выходной трансформатор 5, трансформирующий его до заданного уровня. Выходное напряжение трансформатора 5 выпрямляется и фильтруется с помощью выходного выпрямителя с фильтром 6, на выходе которого формируется выходное напряжение источника, поступающее на нагрузку. Узел управления 7, содержащий последовательно соединенные усилитель постоянного тока, опто-пару и широтноимпульсный модулятор (эти блоки на чертеже не показаны, все они объединены позицией 7), вырабатывает импульсы напряжения переменной длительности, управляющие транзисторами инвертора 3, и обеспечивает стабилизацию выходного напряжения источника. Опто-пара предотвращает образование гальванической связи между входом и выходом.
Выходной сигнал усилителя постоянного тока пропорционален разности между напряжением в нагрузке и некоторым опорным напряжением, а относительная длительность импульсов на выходе широтно-импульсного модулятора пропорциональна выходному сигналу усилителя постоянного тока. Таким образом достигается стабилизация выходного напряжения независимо от воздействия различных возмущающих факторов (изменения напряжения сети, тока нагрузки и температуры). Узел защиты преобразователя по току 4 служит для обеспечения защиты транзисторов инвертора 3 от перегрузок по току в случае превышения максимально допустимого тока нагрузки источника или короткого замыкания на его выходе. Выходной сигнал защиты преобразователя 4 пропорционален току нагрузки источника и поступает на второй управляющий вход узла управления 7. В случае
увеличения тока нагрузки сверх донустимой величины транзисторы инвертора 3 запираются и источник выключается. В процессе всей работы источника узел коррекции коэффициента мощности пропускает от сети ток строго синусоидальной формы. Это способствует уменьшению радиопомех и снижению перегрузок на сетевых проводах.
При необходимости обеспечения дистанционного управления источником на дополнительную клемму 18 Дистанционное управление подают сигнал требуемой логики. На выходе узла дистанционного управления 13 при этом вырабатываются сигналы на включение или выключение источника.
При необходимости работы нескольких одинаковых источников на общую нагрузку клеммы 17 Параллельная работа всех источников объединяются. При этом на выходе узла параллельной работы 12 формируется сигнал, обеспечивающий равномерное распределение токов нагрузки между источниками. Для регулирования выходного напряжения источника на дополнительную клемму 19подают управляющий сигнал. При этом узел регулирования выходного напряжения 14 вырабатывает сигнал, принудительно задающий выходное напряжение источника.
При перегреве источника (например, вследствие превышения температуры окружающей среды выше допустимой) сигал, пропорциональный его температуре, поступает от датчика температуры 11 на вход узла защиты от перегрева 10, который при достижении им определенного уровня вырабатывает сигнал ограничения выходной мощности источника, благодаря чему его температура стабилизируется. Возможно также полное отключение источника при повыщении его температуры выше заранее заданной.
При превышении выходного напряжения источника свыше допустимого (например, из-за обрыва провода обратной сязи) это напряжение поступает на вход узла заш,иты от превышения выходного напряжения 9. При этом на на выходе этого узла вырабатывается сигнал, обеспечивающий выключение источника.
При отказе источника в его выходном фильтре 6 прекращается протекание тока, и сигнал, поступающий с его дополнительного выхода на вход узла сигнализации об аварии источника питания 15 , становится равным нулю. На первый дополнительный вход узла управления 7 поступает сигнал на выключение источника, а на дополнительную клемму 20 Авария источника питания поступает сигнал требуемой логики.
Для компенсации падения напряжения на проводах, соединяющих выход источника с нагрузкой, дополнительные клеммы 16 Обратная связь подключают непосредственно к нагрузке, благодаря чему напряжение стабилизируется непосредственно на нагрузке.