Стабилизатор напряжения постоянного тока с комплексной защитой

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК.ЯК 146414

rm 4 С 05 Г 1/569

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

f10 ИЗОБРЕТЕНИЯМ. И OTKPblTHRM

ПРИ ГННТ СССР (21) 4284813/24-07 (22) 15.07.87 (46) 07.03.89. Бюл. Р 9 (72) А.С.Христианов, Л.Б.Златкевич, Ю.Ю.Лескович, С.Б.Никулин и Л.В.Чернышев (53) 621.316.722.1 (088.8} (56) Авторское свидетельство СССР

И . 1096627, кл. G 05 F 1/569, 1983.

Найвельт Г.С. и др. Источники электропитания радиоэлектронной аппаратуры: Справочник под ред. Набвельта Г.С. — М.: Радио и связь, 1985, с.240, рис.б. 18. (54) СТАБИЛИЗАТОР НАПРЯЖЕНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА С КОМПЛЕКСНОЙ ЗАЩИТОЙ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для электропитания радиоэлектронной аппаратуры. Цель — повышение эффективности защиты и надежности стабилизатора путем исключения возникнове.ч ния перегрузок па мощности на,регулНрующем транзисторе при к.s. нагрузки. При возникновении перенапряжения на выходе стабилизатора узел комплексной защиты 9 вырабатывает управляющий сигнал, переключающий транзистор. оптопары 13, тот в свою очередь закрывает транзистор !5 и снимает напряжение с управляющих электродов тиристоров регулирующего элемента 2, которые через время, равное периоду напряжения питания, закрываются, обесточивая нагрузку. При перегрузке по току одновременно с оптопарой 13 срабатывает оптопара 14 по сигналу узла комплексной защиты 9. Оптопара

14 открывает транзистор 21, который

Я подает управляющее напряжение на ти- у ристор 22 защиты.ОткрытыК; тиристор

22 шунтирует регулирующий транзистор

3 регулирующего элемента 2 с целью С предотвращения его перегрузки по мощ- .. ности за время срабатывания защиты.

1 ил.

1464149

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для электропитания радиоэлектронной аппаратуры. 5

Цель изобретения — повышение эффективности защиты и надежности стабилизатора путем исключения возникновения перегрузок по мощности на регулирующем транзисторе при карат- 10 ком замыкании нагрузки.

На чертеже представлена электрическая схема стабилизатора напряжения постоянного тока = комплексной защитой. 15

Стабилизатор содержит трехфазный трансформатор 1, начала первичньгх обмоток которого подключены к входным выводам, а концы — к входу регулирующего элемента 2, состоящего из 20 коммутирующего моста с диодами в анодной группе и тири< торами в катодной группе и подключенного к его диагонали регулирующего транзистора

3, Вторичные обмотки трехфазного трансформатора через выпрямитель с фильтром 4 подключены к выходным выводам стабилизатора, к которым также подключена цепь обратной связи, состоящая из последовательно 30 соединенных измерительного элемента

5 и усилителя 6 постоянного тока, питаемого от первого выхода 7 низ.ковольтного вспомогательного источника 8, Узел 9 комплексной защиты, состоит," из модуля 10 защиты от завышения выходного напряжения и модуля 11 защиты от перегрузок по току и К 3, вход защиты по напряжению которого подключен к выходным выво- 40 дам стабилизатора, а вход токовой а защиты подключен к датчику 12 тока, последовательно включенного в положительную силовую шину, Первый выход узла 9 комплексной защиты через мо- 45 дуль 10 соединен с входом транзисторной оптопары 13, а его второй выход через модуль 11 соединен с последо-! вательно включенными входами транзисторных оптопар 13 и 14, Коллектор транзистора оптопары

13 соединен с базой коммутирующего транзистора 15 и резистором 16.

Эмиттер транзистора оптопары 13 соединен с змиттером коммутирующего транзистора 15 и отрицательным выводом второго выхода низковольтного вспомогательного источника 8. Положительный вывод второго выхода 17 источника 8 соединен с резисторам 16 и через блок 18 балластных резисторов — с управляющими электродами тиристоров регулирующего элемента 2 °

Коллектор транзистора оптопары 14 через резистор 19 соединен с плюсом первого выхода 7 низковольтного вспомогательного источника 8, с которым также через резистор 20 соединен коллектор транзистора 21, база которого соединена с эмиттером транзистора оптопары 14, а затем — с управляющим электродом тиристора 22. Катод тиристора 22 одновременно подключен к анодной группе диодов регулирующего элемента 2, к эмиттеру регулирующего транзистора 3 и к минусу первого выхода 7 низковольтного вспомогательного источника 8, а анод — к катодной группе тиристоров регулирующего элемента 2 и к коллектору регулирующего транзистора 3.

Выходы 7 и 17 низковольтного вспомогательного источника 8 электрически изолированы друг от друга. Усилитель 6 постоянного тока соединен с регулирующим транзистором 3 через гальваническую развязку, Стабилизатор напряжения постоянного тока с комплексной защитой работает следующим образом.

В момент подачи питающего напряжения на первичные обмотки трехфазного трансформатора 1 и низковольтный вспомогательный источник 8 на вход коммутирующего транзистора 15 с выхода 17 источника 8 поступает постоянное .напряжение, и транзистор

15 открывается. На управляющие электроды тиристоров коммутирующего моста при этом от того же низковольтного вспомогательного источника 8 подается постоянное напряжение, в результате чего тиристоры начинают работать как обычные выпрямительные диоды. Поскольку в первый момент напряжение на выходе стабилизатора меньше заданного значения, то с измерительного элемента 5 через усилитель 6 постоянного тока на вход регулирующего транзистора 3 поступает сигнал, и транзистор 3 начинает от-крываться, что влечет за собой увеличение напряжения на выходе стабилизатора.

По достижении на выходе стабилизатора заданного значения напряжения сигнал на входе регулирующего тран1464149,4

55 зистора 3 начинает уменьшаться, и регулирующий транзистор 3 начинает закрываться, прп этом уменьшается напряжение на выходе стабилизатора.

В результате при изменении напряжения питающей сети напряжение на выходе стабилизатора остается постоянной величиной в пределах заданного значения.

В случае аварийного состояния стабилизатора, при котором напряжение на его выходе превышает допустимое значение, срабатывает узел 9 комплексной защиты, и через модуль

10 на вход транзисторной оптопары

13 поступает сигнал, который открывает транзистор данной оптопары и закрывает транзистор 15. В результате протекание тока через управляющие электроды тиристоров коммутирующего моста прекращается, и тиристоры при приложении к их анодам отрицательной полуволны синусоидального питающего напряжения закрываются за время, равное периоду питающего напряжения.

Напряжение на выходе стабилизатора при этом падает до куля, В. случае увеличения тока нагрузки до значения, превышающего допустимое, или при коротком замыкании нагрузки на второй вход узла 9 комплексной защиты с датчика 12 тока поступает сигнал, который через модуль 11 поступает на входы последовательно включенных транзисторных оптопар 13 и 14, в результате чего их транзисторы открываются. При этом транзистор 15 закрывается. Далее, как и при срабатывании защиты по завышению выходного напряжения, протекание тока через управляющие электроды тиристоров коммутирующего моста прекращается, и они начинают закрываться. В этот же момент открывается . транзистор 21, и с выхода 7 вспомогательного источника 8 через резистор 20 на управляющий электрод тиристора 22 поступает сигнал, тиристор

22 открывается, зашунтировав при этом регулирующий транзистор 3.

Формула из обретения

Стабилизатор напряжения постоянного тока с комплексной защитой, содержащий трехфазный трансформатор, одни выводы первичных обмоток которого подключены к входным выводам, а другие к первым выводам соответст.вующих трех диодов и первым выводам трех тиристоров, вторые выводы дио5 дов и тиристоров подключены соответственно к эмиттеру и коллектору регулирующего транзистора, управляющие электроды тиристоров соединены с первыми выводами соответствующих резис10 торов смещения и балластных резисто ров, вторые выводы резисторов смещения подключены к коллектору регулирующего транзистора и коллектору первого коммутирующего транзистора, вторые выводы балластных резИсторов объединены, вторичные обмотки трехфазного, трансформатора через выпря-. митель с фильтром подключены к силовым шинам„ отрицательная силовая шина подключена к отрицательному выходному выводу, параллельно силовым шинам входами подключены последовательно соединенные измерительный элемент и усилитель постоянного то25 ка, а также первым и вторым входом подключен узел комплексной защиты, первый и второй выходы усилителя постоянного тока подключены соответственно к эмиттеру и базе регулирующе 0 го транзистора, первый выход узла комплексной защиты через светодиод первой транзисторной оптопары подключен к второму выходу узла комплексной защиты, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения эффективности и надежности защиты путем устранения режима перегрузки по мощности регулирующего транзистора при коротком замыкании нагрузки, в

4g него введены резистивный датчик тока, вторая транзисторная оптопара, второй коммутирующий транзистор, защитный тиристор, шесть резисторов и вспомогательный источник напряжения, причем первый вывод датчика тока подключен к положительному выходному выводу и третьему входу узла кдмплексной защиты, а второй к положительной силовой шине, третий выход узла комплексной защиты через светодиод второй оптопары подключен к вто рому выходу узла комплексной защиты, отрицательный вывод первого выхода вспомогательного источника напряжения подключен к эмиттеру регулирующего транзистора, положительныи вывод подключен непосредственно к положительному входу питания усилителя постоянного тока, через первый резисСоставитель А.Баженов:

Редактор H.ßöoëà Техред Л.Олийнык Корректор H. Король

В Ь

Заказ 824/51 Тираж 788 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКН I СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Ужгород, ул. Гагарина, 101

5 14641 тор — к коллектору транзистора второй оптопары, а через второй резистор — к коллектору второго коммутирующего транзистора, база которого

5 непосредственно подключена к эмиттеру, а через третий резистор - к базе транзистора второй оптопары, эмиттер второго коммутирующего транзистора подключен к управляющему выводу защитного тиристора, а через четвертый резистор — к эмиттеру регулирующего транзистора И катоду защитного тиристора, анод которого подключен к коллектору первого коммутирующего

49 6 транзистора, эмиттер которого подключен к эмиттеру транзистора первой оптопары и отрицательному выводу второго выхода вспомогательного источника напряжения, база первого коммутирующего транзистора подключена к коллектору транзистора первой оптопары непосредственно, к базе того же транзистора через пятый резистор, а через шестой резистор — к вторым выводам балластных резисторов и положительному выводу второго выхода вспомогательного источника напряжения.