Стабилизатор постоянного напряжения с защитой от перегрузки

 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для защиты стабилизированных источников вторичного электропитания постоянного тока от перегрузки по току. Цель - повьшение надежности защиты регулирую - щего элемента 1 за счет исключения зоны неработоспособности защиты в момент включения стабилизатора и в процессе регулирования его выходного напряжения. Для этого в схему стабилизатора введены делители 16- и 17 напряжения, первьш ключ 19, второй ключ 13, которые и обеспечивают готовность узла 10 защиты к работе в момент включения стабилизатора.1 ил. (Л с: Од to СП 4; { со

СОЮЗ СОНЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 G 05 F 1 69

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ Й, г- <- ., 1 ч, ° Рд

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2l) 4023?94/24-07 (22) 19.02.86 (46) 23.07.87. Бюл. 9 27 (72) П.Д.Гусаров и П.С.Позняк (53) 621.316.722.1(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 983684, кл. G 05 F 1/569, 1982.

Авторское свидетельство СССР

М 615467, кл. G 05 F 1/569, 1978, (54) СТАБИЛИЗАТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ С ЗАЩИТОЙ ОТ ПЕРЕГРУЗКИ (5?) Изобретение относится к электротехнике и предназначено для защиты

„„SU„„1325443 д1 стабилизированных источников вторичного электропитания постоянного тока от перегрузки по току. Цель — повьппение надежности защиты регулирую-щего элемента 1 за счет исключения эоны неработоспособности защиты в момент включения стабилизатора и в процессе регулирования его выходного напряжения. Для этого в схему стабилизатора введены делители 16- и 17 напряжения, первьп ключ 19, второй ключ 13, которые и обеспечивают готовность узла 10 защиты к работе в момент включения стабилизатора,1 ил.

1 132

Изобретение относится к электротехнике и предназначена для защиты стабилизирующих источников вторичного электропитания постоянного тока от перегрузок по току и коротких замыканий.

Цель изобретения — повышение надежности защиты регулирующего элемента.

На чертеже приведена схема стабилизатора.

Стабилизатор содержит регулирующий элемент 1 на проходном 2 и согласующем 3 транзисторах, включенный одним силовым выводом к входной клемме.4, а вторым — через датчик 5 тока к выходной клемме 6, измерительнаусилительный узел 7, входом соединенный с выходной клеммой 6, а выходом— с управляющим входом регулирующего элемента 1, токозадающий резистор 8 одним концом подключенный к входной клемме 4, а другим — к управляющему входу регулирующего элемента 1, первый делитель 9 напряжения одним концом соединенный с базой проходного транзистора 2, а другим — с выводом для подключения источника напряжения смещения (-F „), узел 10 защиты, состоящий из двух транзисторов разного типа проводимости, причем эмиттер п-р-п транзистора II подключен к выходной клемме 6, а база — к средней точке делителя 9 напряжения и к коллектору транзистора 12 р-и-р типа, база транзистора 12 соединена с коллектором Il-p-п транзистора 11, а эмиттер — С управляющим входом регулирующего элемента. Транзистор 13 (первый ключ) эмиттером соединен- с выходной клеммой 6, коллектором— со средней точкой делителя 9 напряжения и базой через такозадающий резистор 14 — с выходом компаратора 15, один иэ входов которого соединен са средней точкой третьего делителя 16 напряжения, включенного параллельно выходным клеммам, другой — со средней точкой второго делителя 17 напряжения, один вывод которого соединен со входной клеммой 4, а другой— с общим выводом 18.

Управляющий вход компаратора 15 через второй ключ 19 подсоединен к базе транзистора 12 (дапол вывод узла защиты 10). Между выходной клеммой 6 и общим выводам 18 включена нагрузка 20, Управление работой компаратора 15 осуществляется с помощью ключа 19, вход которого

5443 2

40 соединен с точкой соединения коллектора транзистора 11 и базы транзистора 12, Кампаратор может быть выгачнен по известной схеме дифференциального усилителя. Управление его работой может осуществляться путем подачи запирающего напряжения на один из входов дифференциального усилителя.

Б качестве компаратора может быть использована серийно выпускаемая микросхема 142ЕПI (схема управления ключевым стабилиэатором напряжения).

Иэмерительно-усилительный узел 7 фактически представляет собой усилитель постоянного тока.

Устройство работает следующим образом.

При нормальном режиме работы стабилизатора напряжение, прикладываемое к переходу эмиттер-база транзистора 11, устанавливается с помощью делителя 9 и источника напряжения (-Е ) такой величины, чтобы транзистор ll был закрыт. При этом транзистор 12 также закрыт, на выходе ключа

19 такой сигнал, при котором работа кампаратара 15 запрещена, и напряжением с выхода компаратора заперт транзистор 13 (первый ключ), связанный с выходом компаратора 15 через резистор 14. В результате такой работы узел 10 защиты подключен к датчику 5 тока нагрузки, а на управляющий вход регулирующего элемента 1 через токозадающий резистор 8 с выхода измерительно-усилительного узла.

7 подается такое напряжение, при котором напряжение на нагрузке 20 поддерживается зацанной величины.

Г1ри перегрузке, независимо от установленной величины выходного напряжения, отпирающее напряжение,прикладываемое к транзистору 11 узла 10 защиты„ возрастает, При достижении током нагрузки величины, при котором падение напряжения на датчике 5 тока нагрузки приоткроет транзистор 11, начнет открываться транзистор 12, Процесс открывания обоих транзисторов развивается лавинообразно и приводит к смещению обоих переходов укаэанных транзисторов в одном направ" лении, т.е. транзисторы 11 и 12 находятся в глубоком насыщении, В результате падение напряжения на узле 10 защиты очень мала и достаточно для эапирания регулирующего элемента 1.

Ключ 19, связанный с узлом 10 защи132544

3 ты, выдает разрешающий сигнал компаратору 15, на инвертирующий вход которого подается опорное напряжение с делителя 17 напряжения, а на неинвертирующий вход — выходное напря5 жение с делителя 16 напряжения.

После срабатывания узла защиты .ток в нагрузку протекает через резистор 8, узел защиты и далее через клемму 6 — в нагрузку 20. Этот ток !р создает на нагрузке 20 падение напряжения, значение которого зависит от сопротивления нагрузки КН. Образуются два делителя: один (делитель

17) подключен к инвертирующему входу компаратора 15, второй образован токоограничивающим резистором 8,сопротивлением R н нагрузки 20, параллельно которому подключен делитель

16 напряжения. Со средней точки делителя 16 напряжение подается на неинвертирующий вход компаратора 15, При сопротивлении нагрузки 20, равном или меньшем того значения R«» при котором на датчике 5 тока падение напряжения от протекающего тока нагрузки КН достаточно для срабатывания узла 10 защиты, на выходе компаратора 15 поддерживается такой сигнал, при котором транзистор 13 заперт, а узел 10 защиты сохраняет свое включенное состояние. При этом регулирующий элемент 1 закрыт, компаратор 15 включен и сигналом с его выхода закрыт транзистор 13. Аналогично стабилизатор будет работать при

35 коротком замыкании на выходе и такое его состояние будет длиться до тех пор, рока сопротивление нагрузки 20 не станет несколько большим, чем R 40

Делители 16 и 17 выбраны таким образом, что при сопротивлении нагрузки несколько больше Rù„„íà выходе компаратора 15 появляется напряжение, - которое открывает транзистор

13, при этом закрываются транзисторы.

11 и 12 узла 10 защиты.

Ключ !9, связанный с узлом 10 защиты, выдает такой сигнал, при котоI ром работа компаратора 15 запрещена, транзистор 13 запирается, а узел 10 защиты подключен к датчику 5 тока нагрузки. Регулирующий элемент 1 включается,,и на его управляющий вход подается такое напряжение при котоЭ ,55 ром напряжение на нагрузке 20 поддер- живается заданной величины. Такое состояние будет до тех пор, пока сопротивление нагрузки R не уменьшитН

3 4 ся ниже Р„„„, Тог,<а срабатывает узел !

О защиты, и регулирующий элемент 1 закрывается. Далее процесс повторяетс«.

Таким образом, предлагаемый стабилизатор постояпногo напряжения с защитой от перегрузки обладает более высокой надежностью, так как работа компаратора 15 согласована с работой схемы 10 защиты и порог срабатывания защиты не зависит от выходного напряжения компаратора 15, которое может изменяться во время переходного процесса и в момент включения. Порог срабатывания защиты определен только величиной сопротивления датчика 5 тока, параметрами первого делителя 9 напряжения и напряжением смещения.

Компаратор 15, оценивающий состояния нагрузки 20 и выдающий сигнал об отключении защитных транзисторов, в случае восстановления нагрузки до величины, несколько большей R„„» начинает работать одновременно с включением узла 10 защиты.

Таким образом, обеспечивается готовность работы защиты как в момент включения, так и в процессе установившейся работы стабилизатора. Это позволяет защищать регулирующий элемент от перегрузок, вызванных пробоем нагрузки в момент включения стабилизатора напряжения.

Кроме того, работоспособность предлагаемого устройства не зависит от уровня выходного напряжения, а в отличие от известного устройства обеспечивает регулировку выходного напряжения без изменения порога срабатывания защиты. Порог срабатывания защиты определяется только падением напряжения на датчике 5 тока, делителем 9 и напряжением источника смещения -Е см

Формула изобретения

Стабилизатор постоянного напряжения с защитой от перегрузки, содержащий регулирующий элемент, подключенный одним силовым выводом к входной клемме, а вторым силовым выводом через датчик тока — к выходной клемме, измерительно-усилительный узел, Вхо дом подключенный к выходной клемме, а выходом — к управляющему входу регулирующего элемента, токозадающий резистор, одним выводом подключенный к входной клемме, а другим — к управ1325443

Составитель С. Горбачева

Редактор Н.Егорова Техред А.Кравчук

Корректор E-Рошко .

Заказ 3108/43

Тираж 863 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производс.твенно-полиграфическое предприятие,,г. Ужгород, ул, Проектная, 4 ляющему входу регулирующего элемента, делитель напряжения, одним из крайних выводов соединен со вторым силовым выводом регулирующего элемента, узел защиты, выводы которого подключены к выходной клемме, к управляющему входу регулирующего элемента и к средней точке первого делителя напряжения, и компаратор напряжения, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности защиты регулирующего элемента, в него введены второй и третий делители напряжения,. первый и второй ключи, вывод для подключения источника напряжения смещения, причем один из выходов первого ключа подключен к выходной клемме, второй выход подключен к средней точке первого делителя напряжения, а управляющий вход через дополнительный токозадающий резистор — к выходу компаратора, входы которого подключены к средним точкам второго .. третьего реэистивных делителей напряжения, а управляющий вход через второй ключ — к введенному дополнительному выводу узла защиты, при этом первые крайние выводы второго и третьего реэистивных делителей напряжения объединены и поцключены к общей шине, вторые крайние выводы второго и третьего делителей напряжения подключены соответственно к входной и выходной клеммам, при этом второй крайний вывод первого делителя напряжения подключен к выводу для подключения источника напряжения сме" щения.