Источник электропитания с защитой от перегрузки по току

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано. Ъ устройствах питания радиоэлектронной аппаратуры. Цель - повышение надежности за счет устранения влияния параметрических изменений элементов цепи запуска. В источнике электропитания цепь запуска 16 подключа- 1ется к выходу двухполупериодного выпрямителя 2, связанного с фильтром 3 через диод 19, что позволяет использовать для запуска импульсное напряжение , формируемое на вьпсоде этого выпрямителя . 1 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) 111) а)) 4 G 05 F 1/569

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHGMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3771340/24-07 (22) 22,05.84 (46) 23.07.87. .Бюл. В 27 (72) В.Е. Голубинский (53) 621.316.722.1(088.8) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (56) Патент C)PI В 2260385, кл. G 05 F 1/58, 1978.

Авторское свидетельство СССР Ф 1081635, кл. G 05 F 1/569, 1983. (54) ИСТОЧНИК ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ С ЗАЩИТОЙ ОТ ПЕРЕГРУЗКИ ПО ТОКУ у (57) Изобретение относится к элект- ротехнике и может быть использовано в устройствах питания радиоэлектронной аппаратуры. Цель — повышение надежности за счет устранения влияния параметрических изменений элементов цепи запуска. В источнике электропитания цепь запуска 16 подключа ется к выходу двухполупериодного выпрямителя 2, связанного с фильтром 3 через диод 19, что позволяет использовать для запуска импульсное напряжение, формируемое.на выходе этого выпрямителя. 1 ил.

1325433 транзистор 10 защиты и транзистор 22 блока обратной связи 12 — типа п-р-п, диоды 9 и 14 подключены к базе транзистора 10 защиты катодами, диод 19 подключен к .выходу 18 выпрямителя 2 анодом. Сопротивлением нагрузки по постоянному току усилителя напряжения блока 12 обратной связи является ре,зистор 26. База транзистора 10 защиты с целью обеспечений режимной стабильности гальванически связана с его эмиттером резистором 27. Нагрузка к источнику подключается между выходной шиной 8 с положительным потенциалом и общей шиной 4. На выходе источника включен емкостный фильтр 28, являющийся элементом нагрузки. Входное напряжение переменного тока подается на первичную обмотку трансформатора 1 через контакты 29 и 30. Для подавления импульсных помех, проникающих от источника питающего напряжения, параллельно вторичной обмотке трансформатора 1 включен блокирующий конденсатор 31. Выпрямитель 2 выполнен по мостовой схеме, в связи с чем его входы 32 и 33 подключены к вторичной обмотке трансформатора 1, а вывод

34 — к общей шине 4, 1

Источник электропитания работает следующим образом, Регулирующий транзистор б совместно с блоком 12 обратной связи образуют компенсационный стабилизатор напряжения постоянного тока последовательного типа, питающийся от выпрямителя 2 с емкостным фильтром 3 через трансформатор 1 от источника переменного напряжения,например, от сети переменного тока.

При подаче напряжения переменного тока на первичную обмотку трансформатора 1 емкостный фильтр 3 начинает заряжаться через выпрямитель 2 и диод

19 с некоторой постоянной времени.С выхода 18 выпрямителя 2, отделенного от емкостного фильтра 3 диодом 19, выпрямленные импульсы напряжения возрастающей амплитуды поступают на цепь 16 запуска, на выходе 15 которой формируется импульсное напряжение с удвоенной относительно питающего напряжения частотой следования импульсов. Минимальное напряжение в промежутке между импульсами равно нулю, Поскольку выходное напряжение источника на шине 8 в момент включения также равно нулю, транзистор 10 защиты через диод 14 и цепь 16

Источник электропитания с защитой от перегрузки по току: относится к электротехнике и предназначен для использования в радиоэлектронике, автоматике и вычислительной технике.

Цель изобретения — повышение надежности источника электропитания за счет устранения влияния параметрических изменений входящих в него элементов.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема источника электропитания.

Устройство состоит из трансформатора 1, первичная обмотка которого подключена к источнику переменного напряжения, например к сети переменного тока, вторичная обмотка трансформатора подключена через двухполу- 20 периодный выпрямитель 2 к емкостному фильтру 3, связанному с двумя силовыми шинами. Одна из силовых шин, например 4, является общей. В другую силовую шину 5 включены последовательно 25 регулирующий транзистор 6, резисторный датчик 7 тока и выходной вывод 8 источника. К датчику 7 тока через диод 9 подключена база транзистора 10 защиты, эмиттер которого подключен к щ выходному выводу 8. Коллектор транзистора 10 защиты соединен с базой регулирующего транзистора 6. С выходным выводом 8 связан вход 11 блока

12 обратной связи, выход которого 1I3

35 подсоединен к базе регулирующего транзистора б. База транзистора 10 защиты через диод 14 соединена с выходом 15 цепи 16 запуска. Оба диода

9 и 14 подключены к базе транзистора 4

10 защиты встречно, регулирующий транзистор 6 подключен к датчику 7 тока эмиттером. Вход 17 цепи 16 запуска подключен к выходу 18 двухполупериодного выпрямителя 2 и через диод

19 — к силовой шине 5, связанной с ем45 емкостным фильтром 3. Цепь 16 запуска состоит из последовательно соединенных резистора 20 и стабилитрона 21.

Датчик 7 тока выполнен на резисторе, блок 12 обратной связи — на основе однокаскадного транзисторного усилителя напряжения. На базу транзистора. 22 через резисторные делители 23 и 24 напряжения подается часть напряжения с выходной шины 8, на эмиттер этого транзистора подается эталонное напряжение со стабилитрона 25. Регулирующий транзистор 6, 33 4

В случае аварийной ситуации в

55 цепи нагрузки источника электропитания, например, коротком замыкании, когда напряжение на выходной шине уменьшается до нуля, а величина

3 13254 запуска периодически. с удвоенной частотой питающего напряжения, меняет свое состояние с открытого на закры тое. Схема защиты, периодически отключаясь, дает воэможность регулирую- 5 щему транзистору .6 по мере роста напряжения на емкостном фильтре 3 также периодически пропускать ток в нагрузку, осуществляя за счет наличия емкостного фильтра 28, являющего- f0 ся элементом нагрузки, ступенчатый рост напряжения на выходе источника.

При повышении выходного напряжения на шине 8 до уровня, близкого к напряжению стабилизации стабилитрона 15

21, транзистор 10 защиты уже не может открываться через диод 14, и стабилизатор напряжения источника заканчива,ет выход на нормальный режим стабилизации выходного напряжения в непре- 20 рывном режиме. Независимо от отноше1 ния текущего состояния уровней входного напряжения на шине 8 и на выходе

15 цепи 16 запуска транзистор 10 за- щиты может открываться через диод 9 25 в случае увеличения напряжения на датчике 7 тока. Тем самым осуществляется непрерывное ограничение максимального выходного тока источника.

В нормальном режиме работы источни30 ка элементы связи устройства защиты— диоды 9 и 14 — закрыты, поскольку падения напряжения на датчика 7 тока недостаточно для открывания диода 9 и перехода база — эмиттер транэисто" ра 10 защиты, а к диоду 14 приложен запирающий потенциал на выходе 15 цепи 16 запуска, величина которого, к тому же; периодически, в такт с изменениями переменного напряжения 40 на вторичной обмотке трансформатора

1, изменяется от максимального значения, определяемого напряжением стабилизации стабилитрона 21, до минимального — равного нулю. Для нор- 45 мальной работы источника максимальное значение импульсного напряжения на выходе 15 цепи 16 запуска должно быть обязательно меньше выходного напряжения источника на шине 8. В 50 нормальном режиме работы устройство защиты не влияет на работу источника электропитания. тока нагрузки резко возрастает, соэ даются условия открывания транзистора 10 защиты как через диод 9 — непрерывно, так и через диод 14 — периодически, в такт с изменениями им пульсного напряжения на выходе 15 цепи 16 запуска. Причем в силу наличия петли отрицательной обратной связи между регулирующим транзистором 6 и транзистором защиты 10 за счет диода 9 и датчика 7 тока транзистор 10 защиты только при перегрузке источника .по току в насьпцение не входит, а работает в активном режиме и поддерживает некоторую максимально допустимую величину тока нагрузки через регулирующий транзистор 6. В случае же прохождения тока достаточной величины через диод 14 транзистор 10 защиты может войти в состояние насыщения и полностью запереть регулирующий транзистор 6.

Таким образом, подача в цепь 16 запуска обоих полуволн переменного напряжения обеспечивает импульсный режим работы транзистора 10 защиты с удвоенной (относительно питающего переменного напряжения) частотой его включения и со значительным превьппением времени его открытого состояния над временем закрытого.

Соответственно регулирующий транзистор 6 в рассматриваемой аварийной ситуации также работает в импульсном режиме, но с временем открытого состояния, намного меньшим, чем закрытого. Тем самым обеспечивается минимальное, для данной формы питающего напряжения, энергопотребление источника в случае короткого замыкания в цепи нагрузки при повышении надежности его работы в этом режиме за счет обеспечения высокой степени насьпцения транзистора 10 защиты в течение всего времени действия сформированных полуволн переменного напряжения.

При устранении причин аварийной ситуации в цепи нагрузки, например, устранении короткого замыкания, источник электропитания восстанавливает свое рабочее состояние подобно тому, как это происходит при первоначальном включении источника.

Необходимым условием работы предлагаемого устройства является прекра-. щение протекания базового тока транзистора 10 защиты в моменты прохождения через ноль переменного напря-

Составитель В. Баранов

Техред Л.Олийнык Корректор А.Ильин.Редактор Н. Егорова

Заказ 3107/42 Тираж 863 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 13254 жения на вторичной обмотке трансформатора 1 на время, достаточное для описанного ступенчатого выхода источника на режиМ стабилизации. Указанное условие выполняется при синусоидальной форме питающего напряжения и, очевидно, может быть выполнено при любой другой форме питающего

Э напряжения, обеспечивающего своими параметрами это условие. f0

Однако это органичение не имеет

Принципиального характера, так как

В случае питания устройства от источника переменного напряжения с малой длительностью фронтов, например, При прямоугольной форме питающего напряжения типа "меандр", необходимая длительность фронтов переменного напряжения на вторичной обмотке трансформатора 1 обеспечивается выбором величины включенного параллельно этой обмотке блокирующего конденсатора 31, -являющегося известным элементом подавителя импульсных помех во входных цепях источников электропитания.

Формула изобретения, Источник электропитания с защитой

От перегрузки по току, содержащий трансформатор, первичная обмотка ко- 30

toporo соединена с выводами для подключения источника переменного напря33 6 жения, а вторичная обмотка подключе,на к выпрямителю, емкостной фильтр, подключенный к входному выводу силовой шины, регулирующий транзистор, включенный в силовую шину последовательно с датчиком тока, параллельно которому через диод подключен базаэмиттерный переход транзистора защиты, коллектор которого соединен с базой регулирующего транзистора блок обратной связи, вход которого соединен с силовым выходным выводом, а выход— с базой регулирующего транзистора, и цепь запуска, состоящую из последовательно соединенных резисторов и стабилитрона, один вывод которого соединен с,общей шиной, а другой— через второй диод — с базой транзистора защиты, причем оба диода включены встречно к базе транзистора защиты, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы за счет устранения влияния параметрических изменений входящих в источник электропитания элементов, введен третий диод, один вывод которого подключен к выпрямителю, выполненному по двухполупериодной схеме и свободному резистору цепи запуска, а другой вывод третьего диода — к входному выводу силовой шины.