Искробезопасный источник питания

 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в автономной переносной контрольно-измерительной аппаратуре, работакяцей во взрывоопасной среде.Цель изобретения - повышение коэффициента полезного действия. Это достигается тем, что в искробезопасном источнике питания, содержащем блок аккумуляторов , транзисторный однотрансформаторный преобразователь напряжения с обратной связью по току и блок контроля разряда аккумуляторов, согласнопараллельно эмиттер-базовым переходам транзисторов преобразователя подключены диоды с последовательно включенными переменными резисторами. 1 ил. S (Л I ОО СО N ГчЭ to

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (SD 4 G 05 F 1 569

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3752630/24-07 (22) 12.06.84 (46) 30.08,87. Бюл. У 32 (71) Днепропетровский горный институт им. Артема (72) В.А.Бойко, В.Е.Фрундин, В.И«Голинько, И.И.Кочиш и Н.В«Мартыненко (53) 62 1.3 16 . 722. 1 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М - 492868, кл. G 05 F 1/46, 1975.

Апаров А.Б., и др. Транзисторные преобразователи для низковольтных источников энергии. — М.: Энергия, 1978, с, 11-22 °

„.SU„1 4122 А1 (54) ИСКРОБЕЗОПАСНЬЙ ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в автономной переносной контрольно-измерительной аппаратуре, работающей во взрывоопасной среде, Цель изобретения — повышение коэффициента полезного действия. Это достигается тем, что в искробеэопасном источнике питания, содержащем блок аккумуляторов, транзисторный однотрансформаторный преобразователь напряжения с обратной связью по току и блок контроля разряда аккумуляторов, согласнопараллельно эмиттер-базовым переходам транзисторов преобразователя под- ф ключены диоды с последовательно включенными переменными резисторами ° 1ил.

1334122

C)

35

45

50 с 5

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в автономной переносной контрольно-измерительной аппаратуре, работающей во взрывоопасной среде.

Цель изобретения — повышение КГЩ.

На чертеже представлена схема искробезопасного источника питания.

Искробезопасный источник питания содержит блок 1 аккумуляторов, выключатель 2, пусковую кнопку 3, преобразователь 4 напряжения с обратной связью по току, блок 5 контроля разряда аккумуляторов. Преобразователь

4 напряжения с обратной связью по току собран на транзисторах 6, 7 и содержит трансформатор 8 с обмотками

9, 10 и 11, выпрямительные диоды 12 и 13, фипьтрующие конденсаторы 14,15 шунтирующие диоды 16, 17 и переменные резисторы 18 и 19.

Блок 5 контроля разряда аккумуляторов содержит задатчик 20 опорного напряжения, выполненный на полевом транзисторе с истоковым и стоковым резисторами, делитель напряжения питания на резисторах 21, 22, компаратор 23 с усилителем мощности., выполненным на составном транзисторе, реле 24 с переключающим контактом 25, светодиод 26, сигнализирующий о разряде блока аккумуляторов, В качестве шунтирующих диодов могут быть использованы диоды типов Д

310, Д 9, Д 220, Д 223 и др. При использовании в преобразователе германиевых транзисторов в качестве шун— тирующих диодов можно устанавливать только германиевые диоды. Наиболее плавную настройку обеспечивают германиевые диоды Д 310 как для германиевых, так и для кремниевых транзисторов преобразователя.

Искробезопасный источник питания работает следующим образом.

После включения выключателя 2 и кратковременного нажатия кнопки 3, которая шунтирует замыкающий контакт

?5, преобразователь 4 получает питание и через эмиттер — базовые переходы транзисторов 6 и 7 начинают протекать токи, стремящиеся открыть оба транзистора. Так К!К транзисторы неидентичны, то и их коллекторные токи также разные. Разность этих токов вызывает изменяющийся магнитный поток в трансформаторе. При этом в обмотках 10 трансформатора появляется напряжение, отпирающее один и закрывающее второй транзистор. В режиме установившихся колебаний преобразователя при открытом транзисторе, например 6, напряжение аккумуляторов практически приложено к соответствующей первичной обмотке 9 трансформатора и создает на вторичных обмотках 10, 11 напряжение. Напряжение на обмотках 10 поддерживает при этом транзистор 6 в открытом, а транзистор 7 в закрытом состоянии. Ток базы транзистора 6 и диода 16 является током нагрузки преобразователя и замыкается по контуру "+" блока аккумуляторов, переход эмиттер — база транзистора 6 и параллельно включенная ему цепочка из диода 16 и резистора

18, вторичная обмотка 10, нагрузка преобразователя, "-" блока аккумуляторов. Вторичные обмотки 10 служат одновременно и базовыми, а сопротивление нагрузки — базовым сопротивлением. Переходы эмиттер — база транзисторов 6, 7 и диоды 16, 17 исполь— зуются в качестве выпрямителей для нагрузки. Ток нагрузки протекает через блок 1 аккумуляторов 1 и .поэтому напряжение на нагрузке практически равно сумме напряжений блока 1 аккумуляторов и вторичной обмотки 10.

В момент насыщения сердечника трансформатора рост намагничивающего тока ведет к увеличению падения напряжения на эмиттер — коллекторном переходе открытого транзистора, преобразователя и уменьшению напряжения на вторичной обмотке 10, При уменьшении напряжения на вторичной обмотке 10 на величину падения напряжения на эмиттер — базовом переходе открытого транзистора через этот переход, начинает протекать разрядный ток конденсатора 14, что приводит к лавинообразному закрыванию открытого транзистора преобразователя и открыванию второго транзистора.

Шунтирование эмиттер — базовых переходов транзисторов 6, 7 преобразователя 4 диодами 16, 17 с резисторами 18, 19 позволяет отвести часть тока нагрузки через цепочки и значитель но уменьшить базовый и коллекторный токи. Всплеск коллекторного тока, транзистора, обусловленный увеличе нием намагничивающего тока после насыщения сердечника трансформатора, 1334122 практически исключен при шунтировании эмиттер — базового перехода цепочкой с диодом и резистором. Резисторами 18 и 19 обеспечивается такой

5 режим работы транзисторов 6, 7, при котором величина базового тока достаточна для возбуждения генерации преобразователя,, но транзисторы не заходят в глубокое насыщение. При 1ð этом уменьшаются потери на перемагничивание сердечника преобразователя.

Блок 5 контроля разряда аккумуля- . торов предотвращает глубокий разряд аккумуляторов .

Если падение напряжения на резисторе 22 превышает опорное, то на выходе компаратора 23 устанавливается положительное напряжение. Составной транзистор, подключенный к его выходу, открыт, реле 24 включено, замыкающий контакт переключателя 25 замкнут. При нажатии кнопки 3 после запуска преобразователя 4 получает пи- 25 тание блок 5 контроля разряда аккумуляторов. Если блок 1 аккумуляторов заряжен, то реле 24 включится и замыкающим контактом 25 зашунтирует пусковую кнопку 3. По мере разряда блока Зр аккумуляторов пропорционально умеяьшается напряжение на резисторе 22, и когда оно станет меньше опорного, компаратор 23 переключится и реле 24 обесточится. Замыкающий контах 25

35 разомкнется и отключит преобразователь 4 и блок 5 от блока 1 аккумуляторов 1, а размыкающий контакт 25 переключателя замкнется и подключит к блоку аккумуляторов светодиод 26, который сигнализирует о разряде ак-. кумуляторов. Переменным резистором

2 1 производится установка напряжения отключения источника питания.

Положительный эффект изобретения заключается в том, что оно существенно повышает длительность непрерывной работы источника питания без. подзарядки аккумуляторов, а при сохранении заданной длительности непрерывной работы позволяет перейти к применению аккумуляторов меньшей емкости, что улучшает массогабаритные характеристики аппаратуры, снижает ее стоимость. При установке шунтирующих диодов КПД искробезопасного источника питания повышается в среднем на 157..

Формула изобретения

Искробезопасный источник питания, содержащий блок аккумуляторов, транзисторный однотрансформаторный преобразователь напряжения с обратной связью по току и блок контроля разряда аккумуляторов, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения КПД согласно-параллельно эмиттер — базовым переходам транзисторов преобразователя подключены диоды с последовательно включенными переменными резисторами.

1334122

Составитель 0.Орлов

Редактор M.Òoâòèí Техред М.Дидык

Корректор В.Бутяга

Заказ 3961/44 Тираж 863 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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