Самоконтролирующийся стабилизированный статический преобразователь постоянного напряжения в переменное

 

Изобретение относится к электротехнике , в частности к устройствам преобразования и стабилизации параметров электрической энергии. Цель изобретения - повьшение надежности путем улучшения самоконтроля. Задающий генератор (генератор коротких импульсов ) открьшает каждым своим импульсом первый транзистор введенного блока коммутирующих транзисторов, имеющего два или четыре транзистора (в зависимости от схемы усилителя постоянного тока в стабилизаторе), коллекторы которых соединены с базами последующих транзисторов и через переходы коллектор-эмиттер которых саязаны с общим проводом элемента линейного стабилизатора (источник опорного напряжения, делитель напряжения обратной связи и др.), имеющих эту связь в классических стабилизаторах непосредственно . Благодаря рабочим токам этих элементов через транзисторы указанного блока импульсы генератора подходят к базе транзистора усилителя постоянного тока стабилизатора и его реакция на них появляется на выходе линейного стабилизатора, отделенного от остальной части схемы ДС-фильтрем. При исправной работе устройства из выходной цепи его линейного стабилизатора выводятся импульсы, синхронизирующие счетный триггер, который возбуждает усилитель МО1ЦНОСТИ, связанный через трансформатор с потребителем. Напряжение на выходе устройства присутствует как положительный результат автоматической проверки всех его элементов . 2 з.п. ф-лл, 2 ил. i (Л со О) 00 00 Од

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„.80„„136886

А1 др 4 С 05 F 1/569

ICF"." "

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

/ (21 ) 407 841 4/24-07 (22) 1 t. 05. 86 (46) 23.01.88. Бюл. У 3 (7 2) В. Н. Скачко (53) 621,316.722.1 (088.8) (56) Китаев В.Е., Левинзон С.В. Электрическая защита полупроводниковых источников питания. — М. Связь, 1977, с.124, р.5-4.

Ав торское св иде тель ство СССР

Ф 849395, кл. Н 02 М 7/537, 1980. (54) САИОКОНТРОЛИРУКЗЦИЙСЯ СТАБИЛИЗИРОВАННЪ|Й СТАТИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПЕРЕМЕННОЕ (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам преобразования и стабилизации параметров электрической энергии. Цель изобретения — повышение надежности путем улучшения самоконтроля. Задающий генератор (генератор коротких импульсов) открывает каждым своим импульсом первый транзистор введенного блока коммутирующих транзисторов, имеющего два или четыре транзистора (в зависимости от схемы усилителя постоянного тока в стабилизаторе), коллекторы которых соединены с базами последующих транзисторов н через переходы коллектор-эмиттер которых связаны с общим проводом элемента линейного стабилизатора (источник опорного напряжения, делитель напряжения обратной связи и др.), имеющих эту связь в классических стабилизаторах непосредственно. Благодаря рабочим токам этих элементов через транзисторы указанного блока импульсы генератора подходят к базе транзистора усилителя постоянного тока стабилизатора и его реакция на них появляется на выходе линейного стабилизатора, отделенного от остальной части схемы ДС-фильтром.

При исправной работе устройства из выходной цепи его линейного стабилизатора выводятся импульсы, синхрониэирующие счетный триггер, который возбуждает усилитель мощности, связанный через трансформатор с потребителем.

Напряжение на выходе устройства присутствует как положительный результат автоматической проверки всех его элементов. 2 s.ï. гы, 2 ил.

1368869

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам преобразования и стабилизации параметров электрической энергии.

Цель изобретения — повышение надежности путем улучшения самоконтроля.

На фиг, 1 представлена схема самоконтролирующегося стабилизированного преобразователя постоянного напряжения в переменное с однотранзисторным усилителем постоянного тока; на фиг ° 2 то же, с дифференциальным при наличии делителя опорного напряжения.

Самоконтролирующийся стабилиэиров анный статический пре образов атель постоянного напряжения в переменное содержит линейный стабилизатор 1, в который входят выходной конденсатор

2, ре гулирующий транзистор 3 и диод

4, включенные последовательно между выводами для подключения сети и конденсатором 2, а также узел 5 сравнения, включающий делитель 6 обратной связи, источник 7 опорного напряже— ния, усилитель 8 постоянного тока с резистором 9, транзистором 10 (фиг„1) или двумя транзисторами 10 и 11 (фиг. 2) при применении дифференциальной схемы, причем в последнем случае в узел =равнения входит делитель 12 опорного напряжения, а в усилитель постоянного тока резистор 13; блок

1 4 коммутирующих транзисторов с двумя (фиг,1) 15 и 16, или четырьмя (фиг,2)

16, 15, 17 и 18 транзисторами, генератор 19 коротких импульсов, входом подключенный через переходную цепь

20 к б аз а- эмитте рному переходу транзистора 15; усилитель 21 мощности, выводами питания подключенный к выходному конденсатору 2; выходной трансформатор 22, первичной обмоткой подключенный к выходу усилителя 21 мощносги, а вторичной — к выводам для подключения нагрузки; узел 23 управления усилителем мощности (триггер со счетным входом), выход которого поддкглочен к входу усилителя 21 мощности; фо рмиров атель 24 импульсов запуска, вход которого подключен к общей точке транзистора 3 и диода 4, а выход — к входу узла 23 управления усилителем мощности.

Коллектор транзистора 10 выход, усилителя постоянного тока) подключен к Г>аэе транзистора 3. Входы дел теля 6 обратной связи и источника !

g!.

26

Зб

t u

56 опорного напряжения подключены к конденсатору 2. Выход делителя 6 подключен к базе транзистора 10. Выход источника опорного напряжения в схеме ча фиг.1 подключен к эмиттеру транзистора 10, а в схеме на фиг 2 — к входу делителя 12 опорного напряжения, выходом подключенного к базе транзистора 11. Делитель 6 обратной связи. и источник 7 опорного напряжения в схемах на фиг. 1 и 2, а также делитель 12 опорного напряжения и резистор 13 в схеме на фиг.2 подключены к общей шине стабилизатора через переходы коллектор — эмиттер соответственно транзисторов 15 — 18 блока коммутирующих транзисторов

База транзистора 16 в схеме на фиг.1 соединена с коллектором транзистора

15, а базы транзисторов 16, 18 и 17 соединены с коллекторами транзисторов

18, 17 и 15 соответственно.

Вывод питания узла 23 управления (триггера со счетным входом) в данном кон кре тном случае выполнения подключен к выходу источника опорного напряжения, В случае выполнения усилителя постоянного тока однотранзисторным устройство работает следующим образом (фиг. 1) .

В промежутке между импульсами генератора 19 открыт транзистор 16. Током его базы и коллектора являются токи источника 7 опорного напряжения и делителя 6 обратной связи. В этом промежутке времени линейный стабилизатор 1 работает по обычной классической схеме. Во время импульса генератора 19 открывается транзистор 15, но закрывается транзистор 16, так как падение напряжения насыщенного транзистора всегда меньше напряжения база — эмиттер однотипного ему транзистора. Ток источника 7 опорного напряжения во время присутствия импульса генератора 19 не прерывается, з изменяет свой путь — течет в это время через переход коллектор — эмиттер транзистора 15. Ток делителя 6 обра гной связи, наоборот, прерывается на длительность импульса генератора

19. В это время транзистор 10 выходит из линейного режима и насыщается.

Напряж чпе на эмиттере транзистора 3 приобретает провал и с формирователя

24 импульсов запуска (в данном случае

1368869 конкретного выполнения — ре зистивно го делителя) буде т получен с инх ро им пуль с на триггер 23, опрокидывающий его.

Это происходит от каждого импульса генератора 19, если линейный стабилизатор полностью исправен и эти импульсы достигают входа узла 23 (триггера). Любые отказы: обрывы и замыкания выводов каждого элемента или переходов транзисторов делают невозможным прохождение импульсов через линейный стабилизатор.

В случае, если не идет ток через транзистор 10 (обрыв одного, двух или всех трех выводов эмиттера, базы, коллектора или закорачив ание перехода база — эмиттер), это приводит к потере усилительных свойств транзистора, поэтому импульсы генератора 19, доведенные до базы транзистора 10 (через делитель 6, подключенный к коллектору транзистора 16), не вызовут изменения напряжения на коллекторе транзистора 10, а значит, и напряже- 2." ния на эмиттере транзистора 3.

В случае обрыв а одного из выводов стабилитрона источника 7 опорного напряжения в промежутке между импульсами генератора 19 на эмиттере тран — зп эистора 10 напряжение станет большим, чем на его базе (за счет делителя 6), а во время импульса между базой и эмиттером напряжение будет равняться нулю. Транзистор будет постоянно закры тым.

В случае обрыва выводов резисторов делителя 6 происходит потеря связи, делителя с выходом стабилизатора, что ведет к эапиранию транзистора 10, 4р а связи с коллектором тран э исто ра

16 — к постоянному открытому его состоянию.

В схеме с дифференциальным усилителем постоянного тока (фиг. 2) конт — 4 ролю подлежит дополнительно транзистор 11, делитель 12 опорного напряжения, резистор 13. В случае обрыва одного иэ выводов транзистора 11, работающего в нормальном состоянии как эмиттерный повторитель, напряжение на его нагрузке (резистор 13) понизится и напряжение на эмиттере транзистора 3 также понизится, приняв значение нижнего уровня импульсов, снимаемых отсюда на формирователь 24 при отсутствии неисправностей. Если возникнет неисправность в виде замыкания перехода база — эмиттер, будет получен тот же результат, тлк как вследствие шунтирования выхода делителя 12,резистором 13 напряжение на последнем понизится не менее, чем на порядок. Замыкание перехода коллектор — эмиттер транзистора 11 приведет, наоборот, к постоянному закрыв анию транзистора 10, независимо от импульсов, поступающих на его базу от делителя 6 обратной связи. Отсутствие обрывов резисторов делителя 12 и резистора 13 проверяется по наличию базовых токов транзисторов соответственно 18 (во время существования импульса генератора 19) и 16 (в промежутке между импульсами), так как в исправном стабилизаторе каждый такой импульс обуславливает открывание транзисторов 15 и 18 и, наоборот, запирание транзисторов 17 и 16) . Токи источника 7 опорного напряжения, его делителя 12 и резистора 13 не преры1

Маются, а то.- ько изменяют свой путь — либо через переходы база— эмиттер транзисторов 17, 18 и 16, либо через переходы коллектор — эмиттер транзисторов 15, 17 и 18. Наличие этих токов через базы транзисторов 17, 18 и 16 и способность транзисторов

15, 17 и 18 прерывать их позволяет довести импульсы генератора 19 от входа до выхода блока 14 коммутирующих транзисторов и далее — к базе транзистора 1 О, так как по следи ий (по тракту прохождения импульса) транзистор 16 этого блока во время импульса запирается. Делитель 6 обратной связи в это время открывается от общей шины стабилизатора, и транзистор 10, как и в ранее описанном стабилизаторе с одним транзистором в усилителе постоянно го тока ° пе рейдет из линейного режима в состояние насыщения. Далее процессы будут проходить как описано выше.

Таким образом, самоконтролирующийся стабилизированный статический преобразователь постоянного напряжения в переменное имеет на выходе напряжение только при полной исправносги своих элементов. Любая неисправность типа "обрыв" или "эамь|кание" влечет за собой прекращение работы. Работа с неисправностью, выдача ненормиров анно ro напряжения исключена, а наличие выходного напряжения однозначно свидетельствует об исправном состоянии.

1368869

Формула изоб ретения

1. Самоконтролирующийся стабилизированный статический преобразователь постоянного напряжения в переменное, соде ржащий усилитель мощно сти, подключенный к нему выходной трансформатор, узел управления усилителем мощности, выполненный на триггере, ли-. нейный стабилизатор постоянного напряжения с регулирующим транзистором, диодом, выходным конденсатором и узлом сравнения, в который в .одят источник опорного напряжения, делитель обратной связи и усилитель постоянного тока, входами связанный с укаэанными делителем и источником опорного напряжения, а выходом — с базой регулирующего транзистора, генератор ко ротких импульсов и формирователь импульсов запуска, выходом подключенный к входу узла управления усилителем мощности, а входом — к общей точке регулирующего транзистора и диода, соединенных последов, .тельно между входным и выходным выводами, причем выводы питания усилителя мощности подключены к выходным выводам, о т— л и ч а ю шийся тем, что, целью повышения надежности путем улучшения самоконтроля, в него введен блок с четным числом коммутирующих транзисторов, при этом эмиттеры всех транзисторов соединены с общей шиной, база-эмиттерный переход первого тран5 зистора связан с выходом генератора коротких импульсов, база каждого последующего транзистора соединена с коллектором предыдущего, а источник опорного напряжения и делитель обратной связи узла сравнения подключены к общей шине через коллекторно-эмит-, терную цепь соответственно первого и по спе дне го тран э ис то ров .

2. Преобразователь по п.1, о т— лич ающ ий ся тем, что усилитель постоянного тока выполнен на одном транзисторе, а блок коммутирующих транзисторов состоит иэ двух тран з исто ров .

3. Преобразователь по п.1, о т— л и ч а ю шийся тем, что усилитель постоянного тока выполнен по дифференциальной схеме, а в источник

25 опорного напряжения введен делитель опорного напряжения, при этом блок коммутирующих транзисторов состоит иэ четырех транзисторов, через коллекторно-эмиттерные цепи второго и третьего из которых к общей шине подключены соответственно делитель опорного напряжения и эмиттерный резистор усилителя постоянного тока.

1368869

Составитель С. Горбачева

Техред М. Ходанич Корректор М.Поло

Редактор Е. Папп

Заказ 295/50 Тирам 866 Подписное

В НИИПИ Го судар с тве н но го ком ите та СССР по делам изобретений и открытий

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

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