Стабилизирующий источник электропитания

 

Изобретение относится к электротехнике . Цель изобретения - повышение надежности защиты транзисторов регулирующего элемента при замыкании нагрузки и значительное уменьшение его габаритов. Силовая часть регулирующего элемента, выполненная на параллельно включенных транзисторах с выравнивающими резисторами в эмиттерных цепях, через выпрямительнокоммутируюш;ий мост подключена последовательно в цепь передачи электроэнергии . Согласующая часть и схема управления подключены к выходу служебного источника, включающего в себя согласующий трансформатор, вторичная обмотка которого выполнена со средней точкой, мостовой выпрями;тель и С-фильтр. Схема управления входом через мостовой выпрямитель и второй согласующий трансформатор подключена к выходным клеммам источника, а выходом - к управляющему электроду транзистора согласующей части регулирующего органа. Каскад защиты от перегрузок по току и коротких замыка НИИ в потребителе с плавным включением , обеспечивающий перевод транзисторов регулирующего органа в режим отсечки с повторно-кратковременным пробным включением при воздействии перегрузки или коротком замыкании на выходе, выполнен с управляемым источником тока, обеспечивающим при коротком замыкании на выходе подпитку резистивного делителя напряжения , служащего для измерения тока че- „ рез транзисторы регулирующего органа, и тем самым значительное уменьшение величины тока порога срабатьтания,а следовательно, и величины мгновенной мощности на транзисторах регулирующего органа. I ил. СО ю О1 N О)

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН ъ80„„ 1325446 Д2 (51) 4 С 05 Р 1/565

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

М

@pic r1,i ;.; ю

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ," „;, I

Н А ВТОРСНОМ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1179301 (21) 4055 304/24-07 (22) 21.02.86 (46) 23.07.87. Бюл. Р 27 (72) С.И. Реморов (53) 621.316.722.1 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1!i 1179301, кл. G 05 Г 1/565, 1984 (54) СТАБИЛИЗИРУЮЩИЙ ИСТОЧНИК ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения — повышение надежности защиты транзисторов регулирующего элемента при замыкании нагрузки и значительное уменьшение его габаритов. Силовая часть регулирующего элемента, выполненная на параллельно включенных транзисторах с выравнивающими резисторами в эмиттерных цепях, через выпрямительнокоммутирующий мост подключена последовательно в цепь передачи электроэнергии. Согласующая часть и схема управления подключены к выходу служебного источника, включающего в себя согласующий трансформатор, вторичная обмотка которого выполнена со средней точкой, мостовой выпрямитель и С-фильтр. Схема управления входом через мостовой выпрямитель и второй согласующий трансформатор подключена к выходным клеммам источника, а выходом — к управляющему электроду транзистора согласующей части регулирующего органа. Каскад защиты от перегрузок по току и коротких замыка- ний в потребителе с плавным включением, обеспечивающий перевод транзисторов регулирующего органа в режим отсечки с повторно-кратковременным пробным включением при воздействии перегрузки или коротком замыка- С

Я нии на выходе, выполнен с управляемым источником тока, обеспечивающим при коротком замыкании на выходе подпитку резистивного делителя напряже- С, ния, служащего для измерения тока через транзисторы регулирующего органа, и тем самым значительное уменьшение величины тока порога срабатывания,а © следовательно, и величины мгновенной мощности на транзисторах регулирующего органа. 1 ил.

1325446

Изобретение относится к электротехнике, предназначено для электропитания устройств автоматики,, вычислительной техники и средств связи и является усовершенствованием устройства по авт. св. № 1179301.

Цель изобретения — повышение надежности защиты и уменьшение габари-тов устройства.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема стабилизирующего источника электропитания.

Стабилизирующий источник электропитания содержит регулирующий элемент из выпрямительно-коммутирующего моста на диодах. Одна его диагональ включена последовательно в силовую цепь передачи электроэнергии между одной из клемм 2 для подключения источника электроэнергии и одной из выходных клемм 3 стабилизи -. рующего источника, а другая — параллельно силовым выводам параллельно включенных транзисторов 4 силовой части регулирующего элемента с выравнивающими резисторами 5 в эмиттерных цепях. Управляющие выводы силовых транзисторов 4 регулирующего, элемента соединены через транзистор

6 согласующей части регулирующего элемента и ограничиваюший резистор

7 с положительным выводом служебного источника, средний вывод которого 8 соединен с общей точкой токовыравнивающих резисторов 5 силовых 35 транзисторов 4 регулирующего элеменTB °

Служебный источник содержит трансформатор 9, первичная обмотка которого подключена к входным клеммам 2 . и 10 устройства, а вторичная — выполненная со средней точкой 8 — через мостовой выпрямитель ll на диодах и С-фильтры на конденсаторах 12 и

13 к питающим клеммам схемы 14 управления. Выход последней подключен к управляющему входу согласующего транзистора 6 регулирующего элемента, а вход — через датчик 15 напряжения — к выходу мостового выпрямителя 16 на диодах, вход которого через измерительный трансформатор

17 подключен к выходным клеммам >5

3 и 18 стабилизирующего источ— ника. Питающие клеммы каскаца

19 защиты подключены между положи тельной шиной служебного источника и его средней точкой, вход каскада защиты подключен к выходу делителя напряжения на резисторах 20 и 21, а выход — к управляющему электроду согласующего транзистора б регулирующего элемента.

Управляемый источник тока каскада защиты выполнен на последовательно включенных токозадающем резисторе 22 и транзисторе 23, коллектор которого подключен к выходу делителя напряжения на резисторах 20

i и 21, а база — к точке соединения стабилитрона 24 и резистора 25, который через транзисторный ключ 26 подключен к минусовой шине служебного источника. База транзисторного ключа 26 через резистор 27 подключена к плюсовой шине служебного источника, а через переход коллектор эмиттер второго транзисторного ключа 28 — с минусовой шиной служебного исгочника. База второго транзисторного ключа 28 соединена с выходом измерительного выпрямителя 16 цепи обратной связи через делитель напряжения на резисторах 29 и 30.

Стабилизирующий источник электропитания работает следующим образом.

При номинальном токе нагрузки каскад 19 защиты не работает, на выходе имеется номинальное напряжение, в связи с чем с выхода измерительного выпрямителя 16 ка делитель напряжения на резисторах 29 и 30 поступает номинальное напряжение, транзистор 28 насьпцен, шунтирует переход эмиттер — база транзисторного ключа

26, в результате чего последний закрыт и закрыт источник тока на транзисторе 23.

При возникновении короткого замыкания н нагрузке напряжение на выходе измерительного выпрямителя

16 становится равным нулю, транзистор 28 закрывается и в базовую цепь транзистора 26 через резистор 27 втекает ток, приводящий его в режим насьпцения и включающий тем самым управляемьп1 источник тока на транзисторе 23. Открываясь, транзистор

23 вливает добавочный ток в резистор

21 измерительного делителя напряжения токовой нагрузки, в результате чега напряжение на нем возрастает.

Это означает, что срабатывание схемы защиты происходит при значительно меньшем токе через силовые транзисторы 4 регулирующего элемен,а.

3 )32544

Изменяя величину тока через управляемый источник тока, можно получить такой режим, при котором мгновенная мощность короткого замыкания на силовых транзисторах будет близка или равна мощности номинального режима, т.е. незначительными затратами на маломощные цепи управления удается, на порядок снизить мощность короткого замыкания в силовой цепи и тем 10 самым значительно уменьшить габариты регулирующего источника .в целом.Резисторы 29 и 30,выбираются таким образом, чтобы при устранении короткого замыкания ток, протекающий через 15 нагрузку, создал на ней такое напряжение, при котором транзистор 28 гарантированно бы открылся, управ.ляемый источник тока отключился и обеспечил нарастание тока в силовой 20 цепи до номинального значения. То же осуществляется и в процессе пуска стабилизирующего источника. Поскольку величина цепи плавного запуска обеспечивает плавное нарастание как выходного напряжения, так и тока нагрузки, то при правильно выбранных резисторах 29 и 30 необходимо обеспечить сочетание, при котором величина тока через транзисторы регули- 30 рующего элемента до порога срабатывания схемы защиты создавала бы на нагрузке напряжение, необходимое для гарантированного перехода транзистора 28 в режим насыщения. 35

Таким образом, введение в каскад защиты от перегрузок и коротких замыканий управляемого источника тока позволяет.при перегрузке и при коротких замыканиях на выходе стабилизи- <0 рующего источника уменьшить ток порога срабатывания схемы защиты, уменьшить мощность, рассеиваемую на транзисторах регулирующего элемента в указанных режимах, и, как следст- 45 вие, уменьшить число транзисторов регулирующего элемента и габариты радиатора.

Так, при номинальном токе нагрузки и токе порога срабатывания схемы 50 защиты при коротком замыкании на входе стабилизирующего источнике для напряжения питающей сети 115 В можем иметь максимальное мгновенное значение мощности на транзисторах регулирующего органа в режиме короткого замыкания.

При снижении порога срабатывания в режиме короткого замыкания до

0,4А максимальная мощность, рассеиваемая на транзисторах, снижается в 5 раз. Принимая, что допустимая мощность, рассеиваемая одиночным транзистором, не превышает 20 Вт, число параллельно включенных транзисторов для известного устройства, должно быть порядка 16, в то время, как для предлагаемого устройства достаточно трех — четырех транзисторов. Одновременно в 5 раз уменьшаются и габариты радиатора, необходимого для отвода мощности, рассеиваемой на транзисторах регулирующего органа, а также для крепежа этих транзисторов.

Формула изобретения

Стабилизирующий источник электропитания по авт.св. N - 1179301, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности и уменьшения его габаритов, в него введены токостабилизирующий двухполюсник, два транзисторных ключа и делитель напряжения на резисторах, причем токостабилиэирующий двухполюсник п подключен к питающей клемме служеб- ного источника питания и выполнен на последовательно включепных токозадающем резисторе и транзисторе, коллектор которого подключен к выхо" ду делителя напряжения, база — к точке соединения стабилитрона и токоограничивающего резистора, подключенного через транзисторный ключ к питающим клеммам служебного источника питания, делитель напряжения на резисторах подключен к выходу измерительного выпрямителя цепи обратной связи, причем выход делите) ля подключен к переходу эмиттер— база второго транзисторного ключа, коллектор которого подключен к базе первого транзисторного ключа, а через ограничивающий резистор к питающей клемме служебного источника.

1325446

Составитель С. Горбачева

Редактор Н. Егорова Техред А.Кравчук Корректор М. Пожо

Заказ 3! 08/43 Тираж 863 Подписное

ВН1ИПИ 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