устройство комбинированной защиты и контроля преобразователя напряжения

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО КОМБИНИРОВАННОЙ ЗАЩИТЫ И КОНТРОЛЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ НАПРЯЖЕНИЯ, снабженного узлом управления, содержащее дополнительный источник напряжения, последовательно включенный датчик тока, параллельно которому включена цепь из резистора и светоизлучателя оптопары, шунтированного конденсатором, фотоприемник и ограничительный резистор, включенные в цепь дополнительного источника напряжения, отличающееся тем, что в него введены основной и вспомогательный генераторы, два делителя частоты, два регистра сдвига, согласующий блок, узел начальной установки, триггер, элементы И, ИЛИ, резистор, соединенный последовательно с датчиком тока, причем выход вспомогательного генератора подключен к входу второго делителя частоты, два выхода которого подключены к R-входу первого резистора сдвига и C-входу второго регистра сдвига, при этом на C- и R-входы упомянутых регистров поступают сигналы с согласующего блока, на входы которого подаются прямой и сдвинутый на сигналы частоты преобразования, выходы первого и второго регистров подключены к элементу ИЛИ, выход которого подключен к S-входу триггера, R-вход которого подключен к узлу начальной установки, выход подключен к одному из входов элемента И, другие входы которого подключены к делителю частоты основного генератора и к точке соединения фотоприемника и ограничительного резистора, а выход элемента И подключен к блокировочному входу узла управления преобразователем.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в него введены второй и третий триггеры, три индикатора режима и три ограничительных резистора, причем выходы двух регистров сдвига подключены к S-входам второго и третьего триггеров, R-входы которых подключены к узлу начальной установки, а выходы трех триггеров через ограничительные резисторы подключены к индикаторам режима и дополнительному источнику напряжения.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для электропитания электротехнических, радиотехнических устройств, аппаратуры автоматики и связи.

Известны устройства комбинированной защиты преобразователей напряжения, имеющие узел импульсного преобразования, защиту от перегрузки по току и уровню выходного напряжения, содержащую эмиттерный повторитель, демпфер, ключевой каскад защиты от токовых перегрузок, ключевой каскад от превышения выходного напряжения [1] .

Недостаток данного устройства заключается в том, что оно достаточно сложное и в нем отсутствует контроль частоты преобразования и защиты при выходе ее за пределы установленных норм.

Наиболее близким к предлагаемому устройству является источник электропитания [2] , содержащий устройство управления преобразователем, выполненного на тиристорах, дополнительный источник питания, токовый датчик, содержащий последовательно включенный в силовую цепь резистор, параллельно которому подключены резистор и светоизлучатель оптопары, шунтированный конденсатором, второй датчик, содержащий последовательно включенный резистор и светоизлучатель другой оптопары.

Недостатком известного устройства является то, что в нем отсутствует защита от переходных процессов при включении, и, кроме того, отсутствует контроль и защита частоты преобразования.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства, повышение его надежности.

Указанная цель достигается тем, что в устройство комбинированной защиты и контроля, содержащее узел управления преобразователем, нагрузку, дополнительный источник, последовательно включенный датчик тока, параллельно которому включены цепь из резистора и светоизлучателя оптопары, шунтированной конденсатором, фотоприемника, включенного в цепь дополнительного источника, введены вспомогательный генератор, два делителя частоты, два регистра сдвига, триггер, схемы И, ИЛИ, резистор, соединенный последовательно с датчиком тока, причем вход частоты вспомогательного генератора с соответствующим коэффициентом деления подключены на R-вход первого регистра сдвига и С-вход второго, на С-вход и R-вход соответственно упомянутых регистров, поступают сигналы с согласующего устройства, на входы которой подается прямой и сдвинутый на сигналы частоты преобразования, выходы первого и второго регистров подключены к схеме ИЛИ, выход которой подключен к S-входу триггера, R-вход которого подключен к узлу начальной установки, выход подключен к одному из входов схемы И, другие входы которой подключены к делителю частоты основного генератора и к точке соединения фотоприемника и ограничительного резистора, а выход схемы И подключен к блокировочному входу устройства управления преобразователем.

Кроме того, выходы двух регистров сдвига подключены к S-входам второго и третьего триггеров, R-входы которых подключены к узлу начальной установки, а выходы трех триггеров через ограничительные резисторы подключены к индикаторам режима и источнику дополнительного напряжения.

Сравнительный анализ с прототипом показывает, что предложенное устройство отличается наличием новых блоков (генератора, делители частоты, регистры сдвига, триггеры) с их связями с остальными узлами и элементами схемы. Таким образом, предлагаемое устройство соответствует критерию изобретения "новизна".

Сравнение предложенного устройства с другими техническими решениями показывает, что вновь вводимые узлы широко известны, однако при их введении с указанными связями с остальными элементами в предложенное устройство появляются новые свойства, такие как защита от изменения частоты преобразования, защита от переходных процессов, индикация аварийной работы, что позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию "существенные отличия".

На фиг. 1 изображена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - временная диаграмма, поясняющая зависимость периодов следования импульсов Т, Т₁ и Т₂. Устройство содержит преобразователь переменного напряжения 1, устройство управления преобразователем 2, нагрузку 3, датчик перегрузки 4, содержащий датчик тока 5, включенный последовательно с ним резистор ограничения переходного процесса 6, параллельно включенную 5 цепь из резистора 7, светоизлучателя 8 оптопары 9, фотоприемник 10, который включен в цепь дополнительного источника U_доп через ограничительный резистор 11; параллельно элементу 8 подключен конденсатор задержки 12; схема формирования длительности и амплитуды импульсов управления 13 содержит основной генератор 14, (может входить в узел 2) первый делитель частоты 15, трехвходовую схему И 16, выход которой подключен к блокировочному входу устройства управления 2; вспомогательный генератор 17 подключен к входу второго делителя частоты 18, два выхода которого подключены к R-входу первого регистра сдвига 19 и С-входу второго регистра сдвига 20. С-вход первого регистра и R-вход второго подключены к выходу согласующего устройства 21, входы которой связаны с частотой преобразования преобразователя 22 и сдвинутое на (180^о) преобразователя этой частоты. Выходы n₁ и n₂ регистров 19 и 20 подключены к входам схемы ИЛИ 23, выход которой подключен к S-входу триггера 24, на R-вход которого подается сигнал с устройства начальной установки 25, выход триггера 24 подключен к одному из входов элемента 16, другой вход которого соединен с точкой соединения элементов 10 и 11. На D-входы регистров (19 и 20) подан уровень лог. "1", выходы регистров подключены также к S-входам второго и третьего триггеров 26 и 27, R-входы которых подключены к устройству начальной установки 25, выходы всех трех триггеров 24, 26, 27 подключены к индикаторам режима 28, 29, 30 через ограничительные резисторы 31, 32, 33 и источнику дополнительного напряжения U_доп.

Делители частоты, резисторы, триггеры, элементы И, ИЛИ могут быть выполнены, например, на ИМС 564 серии.

Устройство, изображенное на фиг. 1, работает следующим образом. В режиме нормальной работы напряжение на датчике тока 5 таковое, что оно недостаточно для включения светоизлучателя 8 и его фотоприемника 10. В период переходного процесса при включении токовый режим ограничивается резистором 6, задержку на включение светоизлучателя осуществляет конденсатор 12. Если контролируемая частота преобразования находится в допустимых пределах, то на выходах регистров 19 и 20 присутствует сигнал лог. "0" поскольку периоды вспомогательных частот T₁ и Т₂ выбраны, исходя из следующих соотношений: T₁T/(m-1), где Т- период основной частоты, т. е. лог. "1" на выходе регистров не может появиться, так как по R-входу между периодами контролируемых частот обязательно появится сигнал сброса уровня лог. "1". Данные регистры определяют точность контроля частоты. При повышении проверяемой частоты сигнал с регистра 19 включает триггер 26, осуществляющий с помощью индикатора 28 контроль этого параметра, при понижении контролируемой частоты срабатывает канал, содержащий элементы 20, 27, 30. Контроль частоты с осуществлением блокировки выполняется элементами 19, 20, 23, 24, индикатором 29. Блокировка осуществляется подачей на один из входов элемента И16 импульса с последующим воздействием на узел 2. Аналогично через другой вход элемента 16 осуществляется защита от перегрузок по току. В этом случае включается элемент 10 и сигнал с выхода 16 воздействует на ключи управления устройства 2.

Таким образом, предложенное устройство комбинированной защиты и контроля преобразователя переменного напряжения осуществляет защиту от перегрузок по току на период переходных процессов и осуществляет защиту и контроль при выходе за допустимые пределы частоты преобразования преобразователя. (56) 1. Авторское свидетельство СССР N 1511744, кл. G 05 F 1/569, 1988.

2. Авторское свидетельство СССР N 1128234, кл. G 05 F 1/58, 1983.